Влияние озона на дыхательные ферменты

Нами проведены исследования уровней вторичных мессенджеров - циклической АМФ (ц-АМФ) и циклической ГМФ (ц-ГМФ) на различных экспериментальных моделях in vivo. В результате подтверждена роль этих уникальных соединений в компенсаторных реакциях клеток на экстремальные воздействия. Так, в печени крыс с перевитой саркомой-45 имело место повышение уровней АТФ и ц-АМФ, что можно объяснить быстрым восстановлением синтетической и детоксикационной функции этого органа при введении животным озона. Нормализация обменных процессов в печени играет важную роль в подавлении злокачественного роста.

В ткани головного мозга крыс основные изменения и их коррекции были связаны с уровнем ц-ГМФ и ГТФ. Увеличение ц-ГМФ активирует протеинкиназу которая, в свою очередь, обеспечивает фосфорилирование ряда белков гладкой мускулатуры. В результате этого процесса происходит расслабление гладких мышц и увеличение диаметра сосудов головного мозга, что повсеместно наблюдается в клинической практике при использовании озона.

При введении даже очень низких доз озона отмечается быстрая интенсификация ферментов, катализирующих процессы окисления углеводов, липидов и белков с образованием энергетического субстрата АТФ.

Усиление аэробных реакций

На усиление аэробных реакций в процессе введения озона указывают многие авторы. Во-первых, показана активация ферментов гексозо-монофосфатного шунта и цикла Кребса, бета-окисления жирных кислот, установлено повышение уровней АТФ и КФ как в экспериментах на изолированных органах, так и на целостном организме.

На активацию сопряжения дыхательных процессов с окислительным фосфорилированием указывает повышение активности протонной АТФ-азы в митохондриях миокарда.

В наших экспериментах на модели клинической смерти крыс при коррекции гипоксических нарушений метаболизма с использованием озона обнаружено достоверное увеличение активности этого фермента по сравнению с гипоксией.

В монографии Демурова Е.А. (1985) указывается, что окислительное фосфорилирование происходит путем прямого сопряжения с участием пи-электронных систем, образующихся в ПНЖК. Показано, что в мембранах митохондрий реализуются два режима утилизации липидных радикалов.

Один из них - перекисное окисление липидов (ПОЛ) - представляет режим холостого хода. При переключении этого режима на второй функциональный - происходит ингибирование ПОЛ.

В процессе синтеза АТФ липидные радикалы принимают электроны из дыхательной цепи. По всей видимости, возврат электронов происходит с участием железосерных белков, содержащих негемовое железо. При образовании липидных радикалов жирные кислоты отдают восстановительные эквиваленты в виде атомов водорода белкам, содержащим кластеры, которые передают их в виде электронов в дыхательную цепь. В результате такого обмена общий пул восстановительных эквивалентов на пути их от субстрата к кислороду остается неизменным.

В этом плане заслуживает внимание гипотеза Неделиной О.С. (1981) об образовании свободно-радикальной формы АТФ/АТФО в активном центре АТФ-синтетазы, реакционная способности АДФ присоединять неорганический фосфат с образованием АТФ.

Переход АТФ в свободно-радикальную форму требует притока электронов из дыхательной цепи митохондрий в АТФ-синтетазный коплекс и выхода обратно в цепь. В связи с этим возрастание рО₂ влечет за собой и увеличение синтеза АТФ.

Подтверждением этой гипотезы являются изменения активности протонной АТФ-азы митохондрий при озонировании. Известно, что этот фермент, участвуя в образовании АТФ при генерировании ц-Н, является одновременно АТФ-синтетазой. Увеличение генерирования ц-Н является причиной синтеза АТФ.

Работа Н-АТФ-азы непосредственно связана с процессами окислительного фосфолирирования. Транспорт электронов в дыхательной цепи сопряжен с процессами создания градиента концентрации протонов на мембране и, соответственно, с образованием разности электрохимического потенциала иона Н, поскольку ионы Н не способны диффундировать через митохондриальную мембрану. Посредством Н-АТФ-азы из АДФ и Р неорганического синтезируется АТФ за счет образовавшегося электрохимического потенциала ионов водорода Н-АТФ-азу называют сопрягающим фактором F. Если удалить F, то в мембране сохраняется лишь транспорт электронов. Дефицит кислорода вызывает падение ц-Н и снижение активности Н-АТФ-азы. Падение активности Н-АТФ-азы коррелировало с падением количества АТФ. Восстановление аэробного окисления, восстанавливает ц-Н. Кроме того, в условиях гипоксии накапливается большое количество восстановленных переносчиков. Поэтому насыщение кислородом создает условия для генерирования ц-Н.

При озонировании отмечается сдвиг равновесия между восстановленным и окисленным НАД в сторону окисленной формы, крайне необходимой для осуществления процессов бета-окисления жирных кислот. Образующийся при этом ацетилкоэнзим А включается в цикл Кребса. НАД играет важную роль в окислении и декарбоксилировании пирувата. В результате многими авторами отмечено снижение уровней липидов, углеводов, ряда недоокисленных продуктов.

O.B.Macлeнникoв,K.H.Koнтopщикoвa,2005

Дополнительная информация:

• Биологическое влияние озона на метаболизм ненасыщенных жирных кислот
• Влияние озона на эритроциты
• Вся информация по этому вопросу