Сахарный диабет и антиоксидантная защита клетки
Диабет - это нарушение метаболизма, характеризующееся повышенным уровнем глюкозы в крови. Диабеты бывают двух типов и отличаются зависимостью от инсулина. Тип I включает то состояние, при котором инсулин-продуцирующие клетки секретируют недостаточное количество инсулина. Тип II (инсулин-зависимые) включает те состояния, при которых происходит нарушение метаболизма глюкозы, связанное с гиперответом тканей на инсулин-зависимую утилизицию глюкозы.
Множество данных свидетельствуют о том, что при диабете возрастает уровень окислительного воздействия. Участие свободных радикалов в заболевании диабетом было предположено при проведении опытов на животных, когда индуцировали диабет типа I ( Oberley 1988 ). Например, нарушение функции панкреатических бета-клеток, секретирующих инсулин, при использовании аллоксана , индуцирующего реакции с участием свободных радикалов, вызывает диабет типа I . Аллоксан нестабилен и восстанавливается до диалуроновой кислоты, которая, в свою очередь, самоокисляется до Н2О2, О2-. и .ОН.
Участие в возникновении диабета при использовании аллоксана активных форм кислорода было сделано на основе опытов, в которых использование металл-связывающих агентов приводило к полному ингибированию реакций свободных радикалов и защите клеток островков Лангерганса от токсического действия аллоксана. Исходя из того факта, что хелатная обработка тормозит эффект аллоксана, предполагается, что в нарушение работы бета-клеток вовлечены реакции образования свободных радикалов с участием металлов в качестве катализаторов .
Работа по изменению состояния антиоксидантной защиты клетки дали дополнительные доказательства участия свободных радикалов в разрушении бета-клеток. Добавление извне ферментов- утилизаторов , таких как СОД и СТ, сглаживало разрушающий эффект аллоксана. Добавление метанола и тиомочевины , "ловушек" для .ОН , также снижало степень тяжести диабетического состояния , вызванного аллоксаном.
Дополнительные данные о влиянии окислительного воздействия на диабетические заболевания были получены в опытах по исследованию состояния ферментов-утилизаторов свободных радикалов , хотя получение таких данных сложно из-за тканевой и орган-специфической активности. Снижение общей активности СОД у крыс, обработанных либо аллоксаном либо стрептозотоцином наблюдалось во всех органах, кроме мозга и легких ( Matkovics et al., 1982 ). Есть данные об уровне СОД при диабете у человека, хотя здесь ситуация сложная. Активность Cu/Zn СОД в эритроцитах и лимфоцитах людей, больных диабетом типа I , не отличается существенно по сравнению с контролем. Однако, Матковиц и др. ( Matkovics et al., 1982 ) показали, что активность Cu/Zn СОД снижена в эритроцитах больных диабетом типа II .
Есть данные о возрастание при диабете уровня повреждений, связанных с активностью свободных радикалов. Возросший уровень пероксидации жиров и окислительного состояния при диабете связано с возросшим уровнем глюкозы в плазме больных. Хант и др. ( Hunt et al., 1988 ) показали, что глюкоза может подвергаться самоокислению при физиологических условиях, становясь источником свободных радикалов.
Важным шагом на пути понимания патогенеза диабета явились данные о том, что глюкоза или ее аналоги взаимодействуют с белками. Процесс неэнзиматического связывания белков с сахарами называется процессом гликирования (glycation) белков . Было высказано предположение о том, что различные нарушения у больных диабетом связаны именно со значительным гликированием множества белков ( Reiser 1991 ). Этот процесс неэнзиматического гликозилирования широко распространен. Он происходит во многих тканях и органах, особенно в мембранах почек и печени. Процесс гликирования состоит во взаимодействии свободной аминогруппы (обычно это белки, содержащие эпсилон-амино остаток лизина) с восстановленными сахарами, гидроксиальдегидами или кетоновыми остатками. Модифицированные белки, образуя Шиффовы основания, формируют более стабильные гликозилированные продукты, называемые продуктами Амадори . Процесс гликирования осуществляется опосредованно с участием свободных радикалов. Например, глюкоза подвергается самоокислению, катализируемому переходными металлами, с образованием активных форм, таких как гидроксильный радикал или про-оксиданты (например, Н2О2). ( Mullarkey et al. 1990 ) предположили, что диабет, который постоянно сопровождается усилением атерогенных нарушений, частично объясняется образованием свободных радикалов. Исследования in vitro показывают, что при диабете усиливаются реакции окисления с участием свободных радикалов.
