CaliVita International

Глутатіонпероксидаза. Бойова нічия

Живий організм є динамічною системою, життєдіяльність якої підтримується за рахунок окислювально-відновних реакцій. Концентрація вільних радикалів, що утворюються в процесі редокс-реакцій, зокрема вільних форм кисню, утримується на допустимому рівні системою антиоксидантного (антирадикального) захисту.

Порушення рівноваги процесів генерації та нейтралізації вільних радикалів призводить до порушень структури біологічних мембран, розвитку процесів переокислення ліпідів, порушень формули крові, порушень постачання тканин киснем і поживними речовинами (трофіки) та інтоксикації клітин.

Одним з основних видів ураження клітин вільними радикалами є руйнування жирних кислот, що входять до складу клітинних мембран (перекисне окиснення ліпідів, або ПОЛ). В результаті у клітинній оболонці виникають наскрізні канали, що призводить до порушення життєдіяльності клітини та її загибелі.

Перекиси ліпідів, у свою чергу, є реакційно-активними молекулами, які включаються в ланцюжок вільнорадикальних перетворень. "Укушені" вільними радикалами молекули стають "вампірами", які заражають оксидантним вірусом здорові молекули білків та ліпідів.

Окислення ліпідних структур лежить в основі розвитку багатьох захворювань, зокрема атеросклерозу, ішемічної хвороби серця, діабетичної ангіопатії. Жирні кислоти легко піддаються окисленню (згадайте, наприклад, як прогоркає рослинна олія у скляній пляшці), тому оболонки клітин містять велику кількість жиророзчинних антиоксидантів, таких як вітаміни Е та А, задіяних у механізмі захисту від ПОЛ.

ГПО: "швидка допомога" для клітини

Але існує і специфічна "швидка допомога" окисленим жировим молекулам - глутатіон-ферментний автономний комплекс, до якого входять трипептид глутатіон та антиоксидантні ферменти глутатіонпероксидаза, глутатіон-S-трансфераза та глутатіонредуктаза.

Глутатіонпероксидаза служить каталізатором реакції відновлення перекисних ліпідів за допомогою глутатіону і величезною мірою прискорює цей процес. Глутатіон є центральною фігурою в цій реакції, але при цьому сам переходить в окислену форму.

Окислений глутатіон практично відразу ж відновлюється під дією ферменту глутатіонредуктази і входить у реакцію з новими молекулами пероксидів. В результаті такого процесу окислені ліпіди повністю відновлюються або перетворюються на менш токсичні сполуки. Весь глутатіон-ферментний комплекс запобігає пошкодженню клітинних оболонок внаслідок руйнування ліпідних молекул вільними радикалами.

Глутатіонпероксидаза, як і СОД, є за своєю структурою білком-металоферментом. Для її виробітку необхідний селен, причому в досить великих кількостях, оскільки кожна молекула ГПО містить 4 атоми селену. При недостатній кількості селену замість ГПО утворюється глутатіон-S-трансфераза, яка руйнує лише перекис водню. Теж потрібна штука, але ГПО вона не замінить.

При дефіциті селену у нас немає і глутатіонпероксидази, а значить, відкривається величезний пролом в обороні від оксидативного стресу та пов'язаних з ним хвороб – атеросклерозу, серцево-судинних захворювань, ревматоїдного артриту та катаракти.

Так само, як і СОД, глутатіонпероксидаза - це не один фермент, а ціле сімейство (у людини встановлено наявність 8 видів глутатіонпероксидази). Найважливіші з них працюють у цитоплазмі та клітинних мітохондріях, інші – у крові та кишечнику.

ГПО є однією з найважливіших ланок антиоксидантного захисту організму. Для клітини в цілому активність глутатіонпероксидази значно важливіша за інші антиоксидантні ферменти. Так само, як і каталаза, ГПО здатна руйнувати і перекис водню, але вона більш чутлива до низьких концентрацій H₂O₂, які виникають частіше. У деяких тканинах (клітини мозку, серце) каталази майже немає, тому глутатіонпероксидаза відіграє роль основного антиоксидантного ферменту.

Найбільша кількість глутатіонпероксидази зосереджена у печінці, еритроцитах, надниркових залозах. Значна її кількість міститься в нижніх дихальних шляхах, де вона нейтралізує озон, окис азоту та інші активні речовини, що надходять із зовнішнього середовища.

Активність глутатіонпероксидази в організмі багато в чому визначає динаміку патологічних процесів. При зниженні активності ГПО порушується захист клітин печінки від алкоголю та небезпечних хімічних речовин, значно підвищується ризик виникнення онкологічних захворювань. В даний час глутатіонпероксидаза розглядається як перспективний засіб запобігання раку.

При низькій активності ГПО та низькому рівні селену можливе виникнення безпліддя, розвиток ревматоїдного артриту та інших захворювань. Крім селену, активність глутатіонпероксидази залежить також від вмісту в організмі вітамінів А, С і Е, сірковмісних амінокислот і, природно, глутатіону. За деякими даними, необхідні також вітаміни групи В - ніацин (нікотинамід) та рибофлавін.

Необхідно також враховувати роль мікробіоти (корисної кишкової мікрофлори) у метаболізмі всіх металозалежних ферментів: каталази, супероксиддисмутази та глутатіонпероксидази. Кишкова мікрофлора або безпосередньо бере участь у їх виробництві, або готує процеси ферментування. Так, наприклад, ніхто інший, як кишкові мікроби, приєднує до молекули глутатіону чотири атоми селену, які утворюють молекулу ГПО.

Антиоксидантний резерв

Роль антиоксидантів полягає у запобіганні активації онкологічних факторів та нормалізації імунного статусу. Ця роль виконується на багатьох рівнях та за рахунок багатьох механізмів. Перелічимо найважливіші фактори антиоксидантного захисту людського організму.

1. Головну роль у нейтралізації активних кисневих радикалів відіграють ферменти каталаза, супероксиддисмутаза, глутатіонпероксидаза та глутатіонредуктаза.

Супероксиддисмутаза є ферментом-переривником ланцюгового процесу. Вона перетворює найактивніші супероксидні аніони на менш активний перекис водню, що руйнується каталазою.

Каталаза та глутатіонпероксидаза відновлюють перекисні радикали, що провокують ланцюгову вільнорадикальну реакцію, до неактивного стану.

Всі ці антиоксидантні ферменти та їх ізоформи є металоферментами. Їхні активні центри містять мікроелементи - цинк, залізо, магній, марганець, селен. Тому ці мікроелементи також відносять до антиоксидантів.

2. Головними антиоксидантними клітинними субстратами (ініціаторами реакцій, що каталізують ферменти) є трипептид глутатіон, амінокислота цистеїн та інші тіоли (органічні речовини, що містять сірку).

Глутатіон є центральним компонентом антиоксидантних систем багатьох клітин і органів. Його антиоксидантна дія пов'язана з перенесенням сульфгідрильних груп. При роботі глутатіонпероксидази він перетворюється на дисульфід. Глутатіонредуктаза переводить глутатіон у відновлену форму. Глутатіон-S-трансфераза здійснює детоксикацію токсичних сполук у гепатоцитах шляхом перенесення на них атомів сірки.

3. Іншу групу речовин, які клітини використовують для захисту від окислювального стресу, становлять вітаміни та квазівітаміни.

Альфа-токоферол (вітамін Е) відіграє провідну роль у метаболізмі селену, який є складовою глутатіонпероксидази. Крім того, захищаючи ліпіди мембран від пероксидних радикалів, токоферол знижує потребу клітин у глутатіонпероксидазі.

Вітамін С працює спільно з глутатіоном та токоферолом. Окрім участі в окисленні ендогенних та чужорідних речовин у міжклітинному середовищі, він відіграє роль відновника (наприклад, відновлює окислений вітамін Е).

Ліпоєва кислота є універсальним окислювально-відновним фактором: працюючи і в жировому середовищі (клітинні мембрани), і у водному (міжклітинна рідина), вона відновлює глутатіон, вітаміни С і Е , а також коензим Q10.

Церулоплазмін - транспортний білок для міді - проявляє супероксиддисмутазну активність: він нейтралізує супероксидні радикали в крові, які вивільняються макрофагами та нейтрофілами під час фагоцитозу в осередках запалення. Він також окислює двовалентне залізо до стабільної тривалентної форми.

4. Фенольні сполуки (флавоноїди, поліфеноли)

Наявність у поліфенолів різних гідроксильних, метильних, метоксильних, ацетильних та інших угруповань визначає їхню здатність до ступінчастої віддачі електронів, а це дозволяє їм легко інактивувати вільні кисневі радикали та утворювати стабільні комплекси з вільними іонами металів, які можуть каталізувати окисні процеси.

Таким чином, антиоксидантна служба здоров'я є чітко функціонуючою системою, в центрі якої знаходиться глутатіоновий комплекс. У цій системі взаємодіють вітаміни, мікроелементи, ферменти та сірковмісні амінокислоти. Антиоксиданти, окислені в процесі нейтралізації вільних радикалів, відновлюються вітаміном С, глутатіоном та ліпоївою кислотою. Ці антиоксиданти, а також поживні речовини, необхідні для їх відтворення, є антиоксидантним резервом організму, що визначає його резистентність і життєстійкість.

При інтенсифікації вільнорадикальних процесів, дефіциті вітамінів Е, С, бета-каротину, глутатіону, селену та інших речовин може наступати виснаження антиоксидантної системи. Прийом антиоксидантних комплексів відновлює (поповнює) пул основних антиоксидантів в організмі, які інтенсивно витрачаються при стресах та патологічних станах.

Ця стаття має інформаційний характер, вона не заміняє відвідування лікаря або іншого спеціаліста.