Окислительный стресс и заболевания кожи, Часть 1

• 

Ломоносов К.М., доктор медицинских наук, профессор кафедры кожных и венерических болезней первого московского государственного медицинского университета им. И.М.Сеченова. 

Резюме

В статье проводится подробный анализ механизмов, лежащих в основе окислительного стресса и антиоксидантной системы защиты организма, и дается описание нарушений антиоксидантной системы при заболеваниях кожи.

Ключевые слова: антиоксидантная система, окислительный стресс, витилиго, атопический дерматит, фотодерматозы, а-токоферол.

Человек, как и другие аэробные организмы, нуждается в кислороде для своей жизнедеятельности. Но повышение уровня кислорода в тканях человеческого организма выше уровня, характерного для атмосферного воздуха, является для них токсическим. Токсический эффект кислорода определяется не им самим, а разнообразными кислородными радикалами, которые образуются в тканях в ряде физико-химических процессов в организме. Состояние тканей, которое характеризуется избыточным уровнем в них радикалов кислорода (активные формы кислорода, АФК), называется окислительным стрессом.

При нормальном течении обмена кислородные радикалы не накапливаются в клетках. Однако их содержание может увеличиваться, если повышается скорость образования свободных радикалов или снижается способность клеток к их нейтрализации. По этим причинам стойкое увеличение в клетках свободно-радикальных соединений и создает условия окислительного стресса. Основные механизмы появления АФК в организме связаны обычно с нарушениями функционирования электронно-транспортных цепей митохондрий или микросом, а также при изменении свойств дегидрогеназ. Повышенное содержание свободно-радикальных соединений в клетках вызывает глубокие повреждения генетического аппарата клеток, вызывая их гибель. Наиболее важным проявлением токсического действия свободных радикалов является перекисное окисление липидов (ПОЛ). Эти явления лежат в основе многих воспалительных, нейродегенеративных, злокачественных и возрастных изменений тканей человека, в том числе и заболеваний кожи (2).

Надо отметить, что радикальные процессы приносят не только вред человеческому организму. Нормальный процесс формирования АФК фагоцитами в ходе стимуляции неспецифической защиты организма является важным моментом работы клеточной системы иммунитета человека,что обеспечивает условия для ликвидации различных инфекций.

В норме образование и распад активных форм кислорода (АФК) должны находиться в состоянии баланса, предохраняя клеточные структуры от повреждения и обеспечивая выполнение ими важных сигнальных функций. Очевидно, что организм должен иметь специальную систему защиты против АФК, к которым относят супероксиданион кислорода, перекись водорода, гидроксилрадикал.

Защита тканей от окислительного стресса обеспечивается специальной антиоксидантной системой, задачей которой является предохранение тканей от избыточного образования свободно радикальных молекул. Антиоксидантная система является многокомпонентной системой, подразделяемой на вне- и внутриклеточную защиту и представленной неферментными субстанциями (природными антиоксидантами): токоферолами, каротиноидами, аскорбиновой кислотой, мочевой кислотой, карнозином, глутатионом и истинными ферментами: супероксиддисмутазой,каталазой, глютатионпероксидазой, тиоредоксинредуктазой, глутатионредуктазой,глутатион-S-трансферазой.

Нарушение физиологического состояния свободнорадикального окисления приводит к нарушению структуры плазматических мембран, в конечном итоге к избыточной продукции медиаторов воспаления (фактора активации тромбоцитов, тромбоксанов, простагландинов, лейкотриенов). В научной литературе имеются работы, доказывающие значительную роль нарушений деятельности систем «перекисное окисление липидов (ПОЛ) – антиоксидантная защита (АОЗ)» в развитии различных патологических состояний кожи.

Одной из теорий патогенеза витилиго является так называемая теория биохимических нарушений, суть которой заключается внарушении баланса между окислительными поражениями и антиоксидантной защитой.

Меланин и его предшественники обладают выраженными антирадикальными свойствами или способностью ингибировать радикалпродуцирующие ферменты (липооксигеназу, циклооксигеназу, НАДФН-оксидазу), что предохраняет клетки от окислительного стресса.

Ведущим механизмом образования активных радикалов кислорода в коже является воздействие ультрафиолетового излучения, которое является одним из экзогенных провоцирующих факторов развития витилиго. В умеренных дозах УФ-излучение обладает стимулирующим действием на меланогенез, проявляющимся в виде загара. Однако при увеличении интенсивности излучения возможно прямое повреждение клеток кожи, в том числе и меланоцитов, которые у больных витилиго обладают повышенной чувствительностью к воздействию окислительного стресса, вызванного ультрафиолетовыми лучами группы В. Кроме этого, под воздействием УФ-лучей повышается активность симпатического отдела вегетативной нервной системы и увеличивается синтез катехоламинов, в результате этого также возможно снижение синтеза меланина (3).

Таким образом, активные формы кислорода, свободные радикалы выступают в роли эндогенных токсических агентов, снижающих функциональную активность меланоцитов и вызывающих гибель клеток. Эти факторы наряду с недостаточностью антиоксидантной системы играют большую роль в развитии и прогрессировании витилиго.

Последние исследования показали, что в различных возрастных группах больных витилиго происходит однонаправленное, хотя и различное по интенсивности, увеличение активности ферментов антиоксидантной защиты. Но повышение активности антиоксидантной защиты не позволяет скомпенсировать активацию свободнорадикальных процессов, в результате чего у больных с витилиго наблюдается некомпенсированное увеличение чувствительности кожи к действию АФК-индуцирующих факторов.

В исследованиях, направленных на определение уровня продуктов перекисного окисления липидов в крови у больных витилиго, в сыворотке крови больных был обнаружен более высокий по сравнению с группой контроля уровень перекиси водорода на фоне снижения активности каталазы, что приводит к образованию окисленных биопротеинов, являющихся цитотоксическими для меланоцитов (6).

В других работах, при попытке культивирования меланоцитов, взятых у больных витилиго, обнаружено, что для успешного роста клеток необходимо добавление в растущую культуру ткани экзогенной каталазы, мощного фермента-антиоксиданта, что свидетельствует о недостаточности системы антиоксидантной защиты и влиянии оксидантных агентов на меланоциты при витилиго (5).

Таким образом, достоверно выявленный дисбаланс внутриклеточного антиоксидантного статуса в сочетании с повреждением эпидермальных клеток указывает на неоспоримое участие окислительного стресса в патогенезе витилиго.

Косвенным подтверждением патологического участия окислительного стресса в развитии витилиго также служат данные о положительном эффекте применения антиоксидантов при лечении витилиго. Так последние сообщения английских ученых говорят о том, что высыпания витилиго не являются полностью лишенными меланоцитов, и что они могут восстановить свою активность под воздействием некоторых стимулов. Многие исследователи отмечают хороший терапевтический эффект от применения ультрафиолета и различного накожного и внутривенного применения антиоксидантов (псевдокаталазы, супероксиддисмутазы) (7).

Комплексный и комбинированный характер воздействия химических веществ на организм, особенности токсикокинетики, популяционная и индивидуальная чувствительность к химических веществам обусловливают особенности изменения биологической реактивности и неспецифической резистентности организма, влияющих на развитие и течение аллергических заболеваний кожи.

Нарушение физиологического состояния свободнорадикального окисления приводит к нарушению структуры плазматических мембран, в конечном итоге к избыточной продукции медиаторов воспаления (фактора активации тромбоцитов, тромбоксанов,простагландинов, лейкотриенов). В научной литературе имеются работы,доказывающие значительную роль нарушений деятельности систем «перекисное окисление липидов (ПОЛ) – антиоксидантная защита (АОЗ)» в развитии различных аллергических состояний (4).

Активность перекисного окисления липидов является важнейшим фактором регуляции иммунного ответа при атопическом дерматите. Активация лимфоцитов, полиморфноядерных лейкоцитов,фагоцитарная реакция макрофагов сопровождаются усилением окислительного метаболизма клеток и высвобождением активных радикалов кислорода. Полученные рядом исследователей результаты свидетельствуют о необходимости назначения при атопическом дерматите и других аллергодерматозах антиоксидантов, ингибирующих свободнорадикальный процесс на любой стадии.