Биологически опасные гидроксильный радикал (•OH) и пероксинитрит (ONOO⁻)

Гидроксильный радикал (•OH) и пероксинитрит (ONOO⁻) относятся к числу наиболее агрессивных и биологически опасных активных форм кислорода и азота, возникающих в организме человека. Эти соединения играют ключевую роль в процессах окислительного и нитрозативного стресса, которые лежат в основе повреждения клеток, тканей и молекулярных структур.

 Гидроксильный радикал (•OH) считается самым реакционноспособным свободным радикалом в биологических системах. Он образуется, как правило, в результате реакций перекиси водорода с ионами переходных металлов (реакция Фентона) или при радиационном воздействии. Особенность •OH заключается в его крайней нестабильности и отсутствии избирательности: он мгновенно реагирует с ближайшими молекулами — липидами мембран, белками и ДНК. Это приводит к перекисному окислению липидов, фрагментации белков и мутациям генетического материала. В отличие от других радикалов, у клетки практически нет ферментных систем, способных эффективно нейтрализовать •OH, что делает его особенно опасным.

 Пероксинитрит (ONOO⁻) — это реакционноспособный азотсодержащий окислитель, образующийся при взаимодействии оксида азота (NO) с супероксид-анионом (O₂•⁻). В физиологических условиях он может выступать как сигнальная молекула, однако при повышенных концентрациях ONOO⁻ становится мощным цитотоксическим агентом. Пероксинитрит способен нитрировать тирозиновые остатки белков, нарушать работу ферментов, повреждать митохондрии и вызывать разрывы ДНК. В отличие от краткоживущего гидроксильного радикала, ONOO⁻ обладает большей стабильностью и способен диффундировать на значительные расстояния внутри клетки и между клеточными структурами, распространяя повреждение.

 Избыточное образование •OH и ONOO⁻ связано с развитием воспалительных процессов, нейродегенеративных заболеваний, сердечно-сосудистой патологии, онкологических и метаболических нарушений. Эти радикалы особенно активно образуются в условиях гипоксии, хронического воспаления, митохондриальной дисфункции и при нарушении баланса антиоксидантной защиты.

 Интерес к молекулярному водороду (H₂) возник в контексте его способности избирательно взаимодействовать с наиболее токсичными радикалами, прежде всего с гидроксильным радикалом и пероксинитритом, не нарушая при этом физиологически важные сигнальные формы активных кислородных и азотных соединений. Однако в рамках данной темы важно подчеркнуть, что основное значение H₂ рассматривается именно как потенциального модулятора радикального стресса, тогда как ключевыми факторами повреждения остаются сами •OH и ONOO⁻.

 Таким образом, гидроксильный радикал и пероксинитрит являются центральными медиаторами окислительного и нитрозативного стресса. Их высокая реакционная способность, способность повреждать фундаментальные биомолекулы и ограниченные возможности клеточной защиты делают эти соединения одними из главных молекулярных факторов, определяющих развитие и прогрессирование множества патологических состояний.

Источники:

1. Гидроксильный радикал — краткая характеристика (в т. ч. свойства и реакционная способность)
   Википедия — статья про гидроксильный радикал: обзор свойств, реакций и биологического влияния. Википедия
   🔗 https://ru.wikipedia.org/wiki/Гидроксильный_радикал

2. Источники и образование свободных радикалов — включая реакцию Фентона (образование •OH)
   Российская Академия Естествознания — обзор источников свободных радикалов в биологических системах. rae.ru

3. Окислитель-активные радикалы и их роль в медицинском контексте (табличные данные)
   Международный научно-исследовательский журнал — гидроксильный радикал как АФК. Научный журнал

4. Пероксинитрит — реакция образования и биологические эффекты
   PubMed — исследование о пероксинитрите, образуемом при взаимодействии NO и супероксид-аниона. PubMed

5. Роль пероксинитрита в клетках и нитрозативный стресс
   PubMed — пероксинитрит в пероксисомах и его участие в нитро-окислительном стрессе. PubMed

6. Декомпозиция пероксинитрита и образование радикалов (в т. ч. •OH)
   Journal of the American Chemical Society — механизм образования гидроксильного радикала при разложении пероксинитрита (ONOOH). ACS Publications

7. Общие сведения о свободных радикалах и их биологии — базовый обзор о ROS/RNS
   Википедия — свободные радикалы, реакционная способность, роль в биологии. Википедия