Ветеринария: Берегитесь радикалов!

Автор: Анастасия Евсее нко, Анна Шафрановская
Номер журнала: ЗМ №4(140)2014

Оксидативный стресс

Наверняка многие слышали о таком понятии, как свободные радикалы, об этих крайне вредных и неприятных частицах, способных повреждать клетки организма. Но, наверное, не все задумывались, что эти активные «элементы» образуются в результате нормального обмена веществ, в том числе и во время дыхания. К свободным радикалам относятся также и активные формы кислорода, имеющие непарный электрон и обладающие чрезвычайной реактогенностью (способностью вызывать различные побочные действия).

При дыхании основная часть потребляемого кислорода участвует в образовании углекислого газа и воды, но 1-2% от общего объема кислорода образует свободные радикалы. Мы не будем вдаваться в химические особенности этого процесса, для нас представляет интерес тот факт, что за многие века эволюции организм приспособился к появлению свободных радикалов в качестве побочного продукта обмена веществ и научился справляться с ними с помощью антиоксидантной системы, способной их связывать и обезвреживать, а также восстанавливать клетки после их воздействия. Однако в ситуации, когда антиоксидантов в организме недостаточно или свободных радикалов слишком много, окислительный процесс, который они провоцируют, может привести к разрушению липидов клеточных мембран, разрушению ДНК клеток, что в результате вызовет дегенерацию тканей в целом и ускорение процессов старения и даже развитие раковых опухолей. Такое нарушение окислительно-антиоксидантного баланса называется оксидативным стрессом. В зависимости от силы стресса клетки могут погибнуть в результате апоптоза, когда внутреннее содержимое клетки успевает деградировать до нетоксичных продуктов, или в результате некроза, когда сила оксидативного стресса наиболее велика. При некрозе целостность клеточной мембраны нарушается, и содержимое клетки высвобождается, что может повредить окружающие клетки и ткани. Каждый свободный радикал, образовавшийся в организме, может инициировать серию цепных реакций, которые идут до тех пор, пока антиоксидантная система не расправится с ними.

Свободные радикалы в ненужном избытке сами образуются в клетках при стрессах любого происхождения, эмоциональных потрясениях, травмах, нарушениях обмена веществ, и прежде всего при больших физических нагрузках. Доказано, что образование в организме активных форм кислорода стимулируется физической деятельностью и тренингом; риск повреждения клеток и тканей при этом увеличивается. В этом случае вызванный нагрузкой оксидативный стресс выражается в ускорении наступления мышечной усталости и в повреждении мышечных волокон.

Витамины вам в помощь

Клетки обладают различными механизмами защиты, которые позволяют им справляться с окислительными повреждениями, вызванными активными формами кислорода и другими свободными радикалами. Простейший механизм защиты клеточных биомолекул от повреждения представляет собой захват свободных радикалов витаминами С и Е. В комплексных механизмах защиты принимают участие различные ферменты, например, супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза и глутатионтрансфераза, которые выделяются специально для снижения уровня антиоксидантов.

Прежде всего от действия свободных радикалов страдают жиры. Окисление липидов приводит к образованию опасной формы липидного пероксида. В результате этого клеточные мембраны изменяются, становятся плохо проницаемыми и не справляются со своей главной функцией: избирательно пропускать в клетку одни ионы и молекулы и задерживать другие. Как результат – клетки теряют способность нормально работать, а значит, нарушается функционирование и целостность органов и тканей.

Липиды защищаются прежде всего жирорастворимым витамином Е, встроенным в клеточные мембраны. Он блокирует образование новых свободных радикалов из липидов, подвергающихся окислению. Кроме того, витамин Е самостоятельно или в комбинации с витамином С может способствовать связыванию свободных радикалов, образующихся в печеночной ткани.

Возрастные изменения.

Чрезвычайно важной областью применения антиоксидантов является кормление возрастных лошадей, особенно если они несут нагрузку. В соответствии с «теорией свободно-радикального старения» длительное влияние дегенеративных изменений, связанных с возрастом, может способствовать накоплению активных форм кислорода с последующими клеточными повреждениями и апоптозом. Исследования показывают, что при тренинге молодых лошадей по мере взросления происходит адаптация к оксидативному стрессу. Возможно, это означает, что возраст сам по себе является лучшей защитой против оксидативного стресса, возникающего после интенсивной тренировки или тренинга в целом. 

В основе – наука

Ветеринария старается не отставать от медицины, поэтому количество исследований, посвященных оксидативному стрессу у лошадей, неуклонно растет. Научные изыскания, посвященные тренингу, показали, что окислительный стресс наблюдается при тренировках и на выносливость, и на силу, и на скорость. Кроме того, была доказана связь оксидативного стресса и утечки мышечных ферментов.

Существуют также сведения о взаимосвязи нарушений окислительноантиоксидантных процессов и температуры окружающей среды, уровня подготовки и возраста лошади, и интенсивности нагрузки.

Благодаря исследованиям, нам известно, что количество свободных жирных кислот и антиоксидантов в плазме меняется с возрастом, а также зависит от некоторых клинических особенностей состояния здоровья спортивных лошадей.

Введение дополнительных антиоксидантов, таких как витамины Е и С, а также серосодержащей липоевой кислоты дает хорошие результаты у лошадей, снижая уровень оксидативного стресса и степень потери мышечных ферментов и повышая антиоксидантный статус.  Таким образом, мы можем улучшить состояние и самочувствие наших четвероногих спортсменов, добавляя антиоксиданты перед тем, как начать интенсивный тренинг. Однако вводить антиоксиданты в количествах выше или ниже рекомендованных уровней необходимо с осторожностью, так как существует вероятность нарушения всасывания других питательных веществ.

Для оценки антиоксидантной системы и оксидативного статуса разработан целый ряд методов, которые по большей части основаны на измерениях концентраций различных веществ-индикаторов в сыворотке крови. К сожалению, эти методы на сегодняшний день не имеют широкого распространения, что вероятно связано с немалой стоимостью таких исследований, а также с недостатком информации для четкой интерпретации результатов.

Важно отметить, что активные формы кислорода, кроме всем известного вредного воздействия, приносят организму немалую пользу. Например, они регулируют процессы эндогенной защиты организма, уничтожают проканцерогены, а перекись водорода можно считать регулятором каскада реакций отмирания клеток. Также образование свободных радикалов во время работы лошади необходимо для нормального функционирования скелетных мышц, для их развития в процессе тренинга и адаптации к высоким уровням нагрузки.

Поддержание организма в здоровом состоянии заключается в сохранении необходимого баланса между свободными радикалами и антиокислительными силами, роль которых выполняют антиоксиданты. Большинство антиоксидантов поступает в организм с кормом, в частности, к этой группе веществ относятся витамины (А, С, Е), селен, цинк, глутатион и др. Следует отметить, что организм нуждается в них постоянно. В свете всего вышесказанного хочется посоветовать коневладельцам, выбирая очередную подкормку для своего любимца, обращать внимание на наличие в ней антиоксидантов, особенно в районах с низким содержанием селена в почвах, или в зимне-весенний период, когда в рационе особенно мало витаминов. И самое главное: помните, все должно быть в меру!