Незримое одеяние голых тварей

Все мы помним сказку Г.-Х.Андерсена “Новый наряд короля”. Король, будучи голым, думал, что просто не видит своего платья, а когда это поняли все его подданные, не нашел в себе сил признать их правоту. Но в природе и в самом деле есть существа, одетые в невидимую для нас одежду, ее замечают только те, для чьего “взора” она предназначена. Незримое одеяние подобных существ “соткано” из так называемых активных форм кислорода (АФК). В этой статье мы расскажем, что это за твари, для чего им нужна невидимая одежда, как ее “шьют” и кому дано “видеть” ее. Но вначале рассмотрим подробнее, что собой представляют эти активные формы кислорода*.

* Об этом см. также: Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло // Природа. 1997. №11. С.26-35.

Все активные формы кислорода - это продукты неполного восстановления молекулы O2. Среди АФК есть и радикалы, например супероксид ·O2-, гидроксильный радикал ·ОН, и молекулы - перекись водорода Н2O2, хлорноватистая кислота НClO (ее анион СlO- называется гипохлоритом).

Существует несколько путей образования АФК в организме. Они появляются в качестве побочного продукта в процессах аэробного метаболизма, если в дыхательной цепи митохондрий (энергетических станций клетки) кислород восстанавливается не полностью. Образуются АФК и за счет работы некоторых цитозольных ферментов, например ксантиноксидазы, и тоже как побочный продукт [1]. Однако существуют ферменты, единственное назначение которых - генерация активных форм кислорода.

Среди таких ферментов особенного внимания заслуживает NADPH (никотинамидадениндинуклеотидфосфат)-оксидаза плазматической мембраны (NADPH-oxidase - NOX). Она восстанавливает молекулярный кислород во внеклеточном пространстве до супероксида ·O2-, окисляя при этом цитозольный NADPH до NADP+. У животных найдено пять изоформ (изозимов) этого фермента, выполняющих разные функции в разных тканях и органах [2].

Из числа других ферментов, генерирующих АФК, назовем еще два. Это миелопероксидаза (myeloperoxidase - MPO) и ее природный гибрид с NADPH-оксидазой. Первый фермент отвечает за образование хлорноватистой кислоты HСlO из перекиси водорода и хлорид-аниона [3], а гибрид, т.е. двойная оксидаза (dual oxidase - DUOX), сразу превращает супероксид ·O2- в перекись водорода, которая затем окисляет различные внеклеточные субстраты [4].

NADPH-оксидаза и миелопероксидаза впервые были обнаружены в белых кровяных тельцах - макрофагах и нейтрофилах. При встрече с патогенными микроорганизмами эти клетки либо “обстреливают” их супероксидом ·O2-, либо подвергают “химической атаке” перекисью водорода Н2O2 и хлорноватистой кислотой НClО, либо поглощают микроорганизмы, загоняя в “газовые камеры” - специальные пузырьки-фагосомы, где и обрабатывают перекисью и супероксидом [5].

В последние 10 лет ферменты, подобные NADPH-оксидазе белых кровяных телец, найдены в большинстве тканей и органов высших животных, в том числе человека, и растений [2]. В желудочно-кишечном тракте изозим NOX1 выполняет защитную функцию; NOX2 регулирует процессы старения в головном мозге; NOX3 - образование слуховых камешков-отолитов во внутреннем ухе, NOX4 - формирование красных кровяных телец (эритроцитов) в почках посредством регуляции выработки специальных веществ, эритропоэтинов, а в сосудах контролирует кровяное давление, управляя их тонусом. NOX5 обеспечивает оплодотворяющую способность мужских половых клеток (сперматозоидов), контролирует пролиферацию лимфоцитов. В легких тоже есть изозим NADPH-оксидазы, он регулирует вентиляцию.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Дополнительные материалы

Принцип работы и методика измерения.
Прибор имеет два входа, на которые подаются сигналы от датчиков. На один вход поступает сигнал датчика количества оборотов коленчатого вала, который представляет собой импульс с амплитудой равной 5В. Этот импульс вырабатывается в тот момент, когда ...

Фазовая, групповая и сверхсветовая скорости
Критически проанализированы понятия фазовой и групповой скоростей в дисперсной среде. На основании проведенного анализа был сделан вывод о неправомерности введения понятия “групповая скорость”. Также был сделан вывод, что модулирующий сигн ...

Техника и будущее. О новой методологии прогноза развития техники
Зададимся вопросом: можно ли прогнозировать развитие техники? Если да, то какими способами? Мы полагаем, что ответ на первый вопрос должен быть положительным. Однако требуется сделать несколько существенных оговорок ... Кто мешает теб ...

Разделы

Электромагнитный импульс как оружие

История вопроса и современное состояние знаний в области эми.

Лабораторные стенды в учебном процессе

Обзор и сравнительный анализ существующих стендов.

Аспекты технического знания

Технический объект и предмет технических наук.

Сварка металлов плавлением

Классификация электрической дуговой сварки.

Распределение примесей в кремнии

Описание процесса зонной плавки и ее математическая модель.



Наука сегодня и вчера - www.anytechnic.ru