Введение. 
Роль свободнорадикальных процессов в адаптации организма к изменению уровня кислорода

Гипоксические и ишемические повреждения являются основой или сопутствующими факторами патогенеза многих заболеваний. Поэтому изучение механизмов этих повреждений на всех уровнях организма и разработка методов их профилактики и коррекции составляют важнейшую проблему медицины.

Одним из ключевых механизмов повреждения клеток при ишемии, стрессе, гипоксии и реоксигенации является чрезмерная активация свободнорадикального окисления, обусловленная повышенным уровнем образования активных форм кислорода (АФК). Однако известно, что повышение уровня АФК вызывает не только повреждение мембранных структур клеток, но и является стимулом для индукции защитных систем.

Из работ последних лет стало очевидным, что АФК играют важную роль на начальных этапах внутриклеточной сигнализации, которая является многокомпонентной системой передачи сигнала к клеточному ядру, и получила название ре-докс-сигнализации по начальному звену, чувствительному к изменению уровня свободнорадикального окисления. Одним из важных следствий инициации редокс-сигнализации и АФК-опосредованной передачи сигнала является активация ядерных факторов транскрипции, принимающих непосредственное участие в активации генов, кодирующих различные защитные системы — антиоксидантную систему клеток, простагландины, а также систему белков срочного ответа, которые могут синтезироваться при гипоксии и реоксигенации, гипероксии, действии окислителей. В настоящее время наибольшее значение придают следующим факторам транскрипции — NF-kB, АР-1, HIF (индуцированный гипоксией фактор). HIF-1 играет важную роль при развитии гипоксических состояний, поскольку через активацию генома приводит к увеличенному синтезу различных защитных белков.

Среди белков срочного ответа, которые синтезируются при гипоксии, особое внимание исследователей привлекает гем-оксигеназа, изменение экспрессии которой коррелирует с содержанием кислорода в тканях. Транскрипция гена гем-оксигеназы регулируется уровнем свободнорадикалыюго окисления и индуцируется различными прооксидантными факторами. Несмотря на то, что эти процессы имеют особое значение при гипоксических состояниях, данные о роли индукции факторов транскрипции и синтеза защитных белков, в том числе и гем-оксигеназы, при гипоксии разрозненны, а, кроме того, эти эксперименты проведены в основном на культуре клеток.

В настоящее время накоплены многочисленные данные относительно роли АФК-индуцированных процессов в патогенезе гипоксических состояний. С другой стороны, помимо развития повреждений при гипоксических состояниях АФК участвуют в генерации редокс-зависимого ответа. Однако, мало изучен компонентный состав редокс-сигнальной системы, последовательность включения ее звеньев при физиологических условиях и переход физиологического сигнала в патологический. Таким образом, актуальным является разработка новых способов эффективной коррекции гипоксических состояний организма на основе комплексного изучения механизмов индукции защитных систем клетки и их участия в регуляции свободнорадикального окисления.

Важным аспектом этой проблемы является изучение активации компонентов редокс-сигнальной системы при гипоксических состояниях с учетом генои фенотипических особенностей животных. В связи с этим большое значение представляют исследования высокои низкоустойчивых организмов при острых и адаптационных гипоксических и стрессорных воздействиях. Показано, что у высокоустойчивых животных при острой гипоксической нагрузке нарушения сократительной функции сердца развиваются позже и выражены слабее, чем у низкоустойчивых. Вместе с тем, при длительной адаптации к гипоксии у низкоустойчивых животных резистентность к действию повреждающих факторов увеличивается, а у высокоустойчивых не меняется или даже уменьшается. Однако, особенности активации компонентов редокс-сигнализации на острое и адаптационное гипоксическое воздействие у таких животных практически не изучены.