Участие РРАК в переносе сигнальной информации и апоптозе

В 1991 году реактивные радикалы кислорода были определены как активные агенты активации ядерных факторов передачи информации подгруппы ЯФ-kB/Rel (12). Благода­ря этим первым наблюдениям накоплены доказательства того, что РРК играют роль внутриклеточных факторов посредников в регуляции переноса сигнальной информации и апоптоза (11,13,14). Для этого необходимы специальные условия: небольшой объем, вы­сокая диффузионная способность, равномерность воздействия, быстрый синтез и раз­рушение. РРК удовлетворяют всем этим условиям, но они высоко токсичны в силу окис­лительных свойств, поэтому только в низких концентрациях РРК можно считать физиоло­гическими внутриклеточными посредниками переноса информации, а также следует чет­ко различать оксидазный стресс и изменение РОВ при появлении «физиологических доз» РРАК. В большинстве исследований уделяется внимание роли РРК в цепочке переноса сигнальной информации при участии перекиси водорода в концентрации 3 х 10^—4 М, ко­торая необычно высокая для ситуаций in vivo, за исключением внутриклеточной среди активированных фагоцитов (или родственных клеток).

В большинстве публикаций сообщается об активации ЯФ-кВ РРК, в основном перекисью водорода, но и другие ядерные факторы транскрипции информации и некоторые каскады протеинкиназ чувствительны к РРК. Наиболее частой мишенью для РРК в протеинкиназах и передающих сигнальную информацию белках является регуляторный домен, который в норме активируется фосфорилированием. Другой мишенью РРК многих белков и ферментов, участвующих в переносе информации, является глутатион и функция тиоловых групп. В клеточной культуре РРК вызывают окислительную инактивацию ЦАП (окисление -SH групп), апоптоз или некроз в зависимости от их концентрации и типа клетки (15). Факторы транскрипции, чувствительные к РОВ, такие как гипоксией индуцируемый фактор-1а (ГИФ-1а) и ЯФ-кВ, четко зависят от уровня ГТИ. В лейкоцитах вырабатывается физиологическое количество перекиси водорода при воздействии цитокинов, таким образом ее можно считать физиологическим вторичным посредником передачи информации.

Рисунок 7.РОВ в цитоплазме. В норме цитоплазма находится в несколько основном со­стоянии; внешний сигнал может стимулировать продукцию физиологических концентраций РРАК, приводя к небольшому снижению содержания оснований в цитоплазме, что запускает перенос сиг­нальной информации. В патологических условиях (избыточная внешняя стимуляция, бесконтроль­ная активность фагоцитов) РОВ смещается в сторону оксидазной активности, при этом концентра­ция восстановительных агентов (в основном -SH функция) и активность антиоксидантных фермен­тов значительно падает.

Однако точные механизмы активации РРК процесса передачи сигнальной информа­ции остаются в большинстве случаев необъяснимыми. Было также показано, что РРК индуцируют фосфорилирование тирозина в лимфоидных клетках. Так как уровень фосфорилирования тирозина является результатом баланса двух процессов: фосфорилирования протеин тирозин киназами и дефосфорилирования протеин тирозин фосфатазами (ПТФ), то очевидно, что наилучший эффект РРК на фосфорилирование тирозина может быть достигнут при активации киназ или ингибиции фосфатаз. Продукты окисления ли-пидов (окисленный LDL, окисленные формы холестерола и липоальдегиды, например 4-гидроксиноленол) также влияют на процессы регуляции генного проявления в виде адге­зии молекул, появления протеинов при тепловом ударе, цитокинов, факторов роста (16). В любом случае их механизм действия, роль РРК подтверждены использованием компо­нентов антиоксидантов (N-ацетил-цистеин) и ферментов (каталаза), которые ингибируют перенос сигнальной информации, в основном, за счет угнетения фосфорилирования ти­розина. Тем не менее, до сих пор тестируется и оценивается участие РРК в процессе переноса сигнальной информации. В недавних исследованиях на эндотелиальных клет­ках было показано, что перекись водорода индуцирует появление активности связывания ДНК с ЯФ-кВ, но результатом этого является «молчание» считывания информации (17). Остаются проблемы в оценке роли РРК/РРАК в апоптозе. В результате оксидазного стресса, вызванного перекисью водорода, клетка может разрушиться путем апоптоза или некроза в зависимости от концентрации перекиси водорода: в дозе 3 х 1 мМ (оксидаз-ный стресс) клетка претерпевает некротические изменения, а в микромолярных концен­трациях - апоптоз. Различие в эволюционных изменениях будет зависить от уровня АТФ (18).