Кроме процессов образования энергии в митохондриях, при которых образуется основное количество активных форм кислорода (АФК), существуют еще и биохимические системы, специально предназначенные для формирования АФК. Они при активации генерируют значительное количество супероксида для борьбы с патогенными микроорганизмами, а по некоторым данным – и с раковыми клетками. Уничтожение патогенных организмов сопровождается нанесением ущерба собственным тканям организма, который проявляется позже и поэтому не столь важен, как ликвидация немедленной угрозы. Помимо активных форм кислорода все большее внимание в последние годы уделяется и активным формам азота – оксиду азота и его роли как универсального трансмиттера в развитии различных патологий. Под оксидом азота (NO) понимают восстановленную форму моноокиси азота. Малые размеры и отсутствие заряда обеспечивают высокую проницаемость оксида азота через мембраны клеток, а неспаренный электрон на внешней орбитали придает этому соединению реакционную способность. Свободнорадикальная способность оксида азота позволяет ему как активировать, так и ингибировать цепные свободнорадикальные реакции. Оксид азота образуется из аргинина при участии фермента синтазы оксида азота (СОА). Существуют две разновидности СОА.
Первая, СОА-1, активируется ионами кальция. Оксид азота, синтезируемый при участии СОА-1, играет основную роль в регуляции тонуса кровеносных сосудов, перистальтики кишечника, секреции желудочного сока, взаимодействиях между нейронами головного мозга, необходимых для формирования памяти, и т. д. В кровеносной системе он индуцируется в эндотелии кровеносных сосудов; попадая в расположенные рядом гладкомышечные клетки, он вызывает их расслабление.
Вторая форма синтазы оксида азота (СОА-2) активируется при действии молекул, которые вырабатываются в организме в ответ на инфекцию (например, гамма-интерферон и интерлейкин-1) и на возникновения злокачественной опухоли (фактор некроза опухоли). NO синтезируется второй формой СОА в количествах, токсичных как для патологических микроорганизмов, так и для собственных клеток организма. При этом из оксида азота образуется значительное количество нитратов, которые обнаруживаются в моче. Таким образом, нитрат, обладающий канцерогенными свойствами, может не только попадать в организм с пищей, но и образовываться эндогенно при нормальной жизнедеятельности. Возникновение нитрата в организме осуществляется в процессе реакции оксида азота с кислородом, в результате которой образуется пероксинитрит (ONOO). Пероксинитрит в присутствии ионов водорода взаимодействует с кислородом, образуя нитрит, окисляющийся до нитрата. Кстати, на основе пероксинитрита