Сегодня стало очевидным, что образование свободных радикалов является одним из универсальных патогенетических механизмов при различных типах повреждения клетки, включая следующие:
   - реперфузия клеток после периода ишемии
   - некоторые медикаментозно-индуцированные формы гемолитической анемии
   - отравление некоторыми гербицидами
   - отравление четыреххлористым углеродом
   - ионизирующее излучение
   - некоторые механизмы старения клетки (напр., накопление липидных продуктов в клетке - цероидов и липофусцинов)
   - кислородотоксичность
   -атерогенез - вследствие окисления липопротеидов низкой плотности в клетках артериальной стенки.    

   Cвободные радикалы участвуют в процессах:
   * старения
   * канцерогенеза
   * химического и лекарственного поражения клеток
   * воспаления
   * радиоактивного повреждения
   * атерогенеза
   * кислородной и озоновой токсичности

Что такое свободный радикал ?
  Свободный радикал - это молекула или атом, имеющий неспаренный электрон на внешней орбите, что обуславливает его агрессивность и способность не только вступать в реакцию с молекулами клеточной мембраны, но также и превращать их в свободные радикалы (самоподдерживающаяся лавинообразная реакция).   

Схема процесса повреждения клетки свободными радикалами в результате перекисного окисления липидов ее мембраны

   1. Запускающий фактор ® формирование гидроксильного радикала ОН ·
   2. Радикал ОН · извлекает атом водорода из боковых цепей ненасыщенных жирных кислот, при этом образуется углерод-содержащий радикал и молекула воды.
   

   3. Углерод-содержащий радикал вступает в реакцию с молекулярным кислородом, образуя пероксидный радикал СОО·
   С · + О² ® СОО ·
   4. Пероксидный радикал извлекает водород из боковой цепи ненасыщенных жирных кислот, образуя липидный гидропероксид и еще один углерод-содержащий радикал

   5. Липидные гидропероксиды увеличивают концентрацию цитотоксичных альдегидов, а углерод-содержащий радикал поддерживает реакцию формирования пероксидных радикалов и т.д. (по цепочке).
   Известны различные механизмы образования свободных радикалов. Один из них - воздействие ионизирующей радиации. В некоторых ситуациях в процессе восстановления молекулярного кислорода присоединяется один электрон вместо двух и образуется высокореактивный супероксидный анион ( О₂^-). Образование супероксида- это один из защитных механизмов от бактериальной инфекции: без свободных кислородных радикалов нейтрофилы и макрофаги не могут уничтожать бактерии.
   Наличие антиоксидантов как в клетке, так и во внеклеточном пространстве указывает на то, что образование свободных радикалов - это не эпизодическое явление, обусловленное воздействием ионизирующего излучения или токсинов, а постоянное, сопровождающее реакции окисления в обычных условиях. К основным антиоксидантам относятся ферменты группы супероксидных дисмутаз (SODs), функция которых заключается в каталитическом превращении перекисного аниона в перекись водорода и молекулярный кислород. Поскольку супероксидные дисмутазы встречаются повсеместно, правомерно предположить, что супероксидный анион является одним из основных побочных продуктов всех процессов окисления. Каталазы и пероксидазы превращают образующуюся в процессе дисмутации перекись водорода в воду.   

ЭФФЕКТЫ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ

   Окисление ненасыщенных жирных кислот в составе клеточных мембран является одним из основных эффектов свободных радикалов. Свободные радикалы также повреждают белки (особенно тиол-содержащие) и ДНК. Морфологическим исходом окисления липидов клеточной стенки является формирование полярных каналов проницаемости, что увеличивает пассивную проницаемость мембраны для ионов Са²⁺, избыток которого депонируется в митохондриях. Реакции окисления обычно подавляются гидрофобными антиоксидантами, такими как витамин Е и глютатион-пероксидаза. Подобные витамину Е антиоксиданты, разрывающие цепи окисления, содержатся в свежих овощах и фруктах.
   Свободные радикалы также реагируют с молекулами в ионной и водной среде клеточных компартментов. В ионной среде антиоксидантный потенциал сохраняют молекулы таких веществ, как восстановленный глютатион, аскорбиновая кислота и цистеин. Защитные свойства антиоксидантов становятся очевидны, когда при истощении их запасов в изолированной клетке наблюдают характерные морфологические и функциональные изменения, обусловленные окислением липидов клеточной мембраны.
   Типы вызываемых свободными радикалами повреждений определяются не только агрессивностью продуцируемых радикалов, но и структурными и биохимическими характеристиками объекта воздействия. Например, во внеклеточном пространстве свободные радикалы разрушают гликозаминогликаны основного вещества соединительной ткани, что может быть одним из механизмов деструкции суставов (например, при ревматоидном артрите). Свободные радикалы изменяют проницаемость (следовательно, и барьерную функцию) цитоплазматических мембран в связи с формированием каналов повышенной проницаемости, что приводит к нарушению водно-ионного гомеостаза клетки.

По материалам "Basic and Systematic Pathology", Neville Woolf, PhD, Med (Path), FRCPath (University College Medical School, London, UK)