Российские медики выпустили обзор научных статей, в котором показали, каким образом атомы железа запускают процессы ферроптоза – программируемой смерти клетки. Статья ученых опубликована в журнале Free Radical Biology and Medicine.

Железо участвует во многих процессах в живых организмах в качестве катализатора или окислителя. Также атомы железа содержатся во многих биологически активных структурах, например, в геме гемоглобина, где они выполняют функцию связывания кислорода. Впрочем, помимо жизненно важных процессов, атомы железа могут катализировать и вредные для клетки реакции и приводить к ее гибели.

При накоплении железа в клетке, оно начинает ускорять реакции перекисного окисления жиров (липидов), в ходе которых образуются активные формы кислорода (АФК), они же – свободные радикалы. Эти частицы представляют собой атомы кислорода, имеющие один электрон на внешнем уровне. Этот факт обуславливает высокую окислительную способность АФК, благодаря чему они могут повреждать органеллы клеток и их стенки.

Процесс гибели клеток, обусловленный накоплением в них атомов железа, называется ферроптозом.

Описанный выше механизм ферроптоза, связанный с действием АФК, не единственный. Ученые также выделяют второй путь, связывающий накопление железа в клетке с ее гибелью. Он заключается в уменьшении активности глутатионпероксидазы 4 – фермента, устраняющего перекисные соединения, которые являются источниками активных форм кислорода.

До сих пор оставалось неясным, насколько каждый из механизмов влияет на ферроптоз. Чтобы продвинуться в решении этой проблемы, коллектив российских и зарубежных авторов опубликовал обзор большого количества научных работ разных лет.

Ученые выяснили, что наибольшую роль в ферроптозе играют процессы уменьшения активности фермента глутатионпероксидазы 4.

Ранее же считалось, что в ферроптозе, как и в других процессах программируемой гибели (апоптозе и некроптозе), ключевую роль играет процесс окисления жиров, в ходе которого образуются АФК. По словам авторов нового обзора, влияние реакции окисления жиров на гибель клеток было достоверно доказано только для апоптоза.

Два других процесса программируемой гибели, согласно исследованиям, обусловлены другими протекающими внутри клетки ферментативными реакциями. В частности, ферроптоз связан с уменьшением активности глутатионпероксидазы 4, задействованной в удалении активных форм кислорода из внутриклеточной среды.