Мышьяк: токсичность, окислительный стресс и заболевания человека

Мышьяк (As) — токсичный элемент-металлоид, присутствующий в воздухе, воде и почве. Неорганические соединения мышьяка, как правило, токсичнее органических. К метилированным органическим соединениям мышьяка относятся, например, монометиларсоновая кислота [MMA(V)] и диметиларсиновая кислота [DMA(V)]. Окислительное повреждение, опосредованное активными формами кислорода (АФК), — общий механизм патогенеза отравления мышьяком. Кроме того, мышьяк вызывает морфологические изменения митохондрий и нарушает их целостность. Каскадное образование свободных радикалов из супероксид-радикала в сочетании с веществами, истощающими запасы глутатиона, повышает чувствительность клеток к токсическому действию мышьяка. Воздействие мышьяка на людей и животных сопровождается усиленным образованием активных форм кислорода и азота, включая пероксильные радикалы (ROO•), супероксид-радикал, синглетный кислород, гидроксильный радикал (OH•), образующийся в реакции Фентона, пероксид водорода, диметиларсиновый радикал и диметиларсиновый пероксильный радикал, а также повреждением ДНК под действием окислителей. Мышьяк способствует образованию окисленных липидов, из которых затем формируется ряд биологически активных молекул — АФК, перекисей и изопростанов; основными конечными продуктами этого процесса являются альдегиды: малоновый диальдегид (MDA) и 4-гидроксиноненаль (HNE). В настоящем обзоре рассматривается роль хронического и острого воздействия мышьяка в развитии рака, сердечно-сосудистых заболеваний (артериальной гипертензии и атеросклероза), неврологических расстройств, нарушений со стороны желудочно-кишечного тракта, заболеваний печени и почек, нарушений репродуктивного здоровья, изменений кожи и других расстройств здоровья. Также обсуждается роль систем антиоксидантной защиты при токсическом воздействии мышьяка. Рассматривается защитное действие витамина C (аскорбиновой кислоты), витамина E (α-токоферола), куркумина, глутатиона и антиоксидантных ферментов — супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы — при окислительном стрессе, вызванном мышьяком.