Ниво на генериране на свободни радикали

Свободното окисление протича с участието на свободни радикални форми на кислорода, които се образуват в процеса на едноелектронна редукция на кислорода и преди всичко на супероксид анион кислород.

Обикновено тези радикални окислителни реакции протичат в активния център на съответните ензими и междинните продукти не се появяват във външната среда. Когато условията на работа на дихателната верига се променят (например по време на хипоксия), в нея е възможно и едноелектронно намаляване на кислорода, поради факта, че неговият афинитет към убихинон е по-висок, отколкото към цитохромоксидазата. Тези процеси водят до образуването на супероксиден анион на кислорода. Този радикал може да се образува и под въздействието на ултравиолетовите лъчи, както и при взаимодействието на кислорода с метални йони с променлива валентност (най-често с желязо) или при спонтанно окисление на определени съединения, като допамин. И накрая, той може да бъде произведен в клетки от ензими като ксантин оксидаза или NADPH оксидаза.

Образуването на супероксиден анион на кислорода има важно биологично значение. Това е силно реактивно съединение, което поради високата си хидрофилност не може да напусне клетката и се натрупва в цитоплазмата. Неговите трансформации водят до образуването на редица активни окислители (фиг. 9.10). Той е способен да активира NO синтазата, която образува NO радикал в тъканите, който има свойствата на втори посредник (активира разтворимата гуанилат циклаза, чийто продукт, cGMP, проявява вазодилататорни свойства). От друга страна, супероксидният анион е в състояние да намали съдържанието на NO радикал, превръщайки го в пероксинитрит ONOOH (виж фиг. 9.10).

Живите клетки имат защитни системи срещу увеличеното производство на свободни радикали. Ензим супероксид дисмутаза превръща супероксидния анион на кислорода в по-малко реактивния и по-хидрофобен водороден пероксид H₂ОТНОСНО₂. Водородният пероксид е субстрат за каталаза и глутатион-зависими пероксидази, които катализират превръщането му във водна молекула. Въпреки това, водородният пероксид може да генерира хидроксилен радикал в присъствието на двувалентно желязо или да се превърне в хипохлоритен анион OCl от ензима миелопероксидаза.

Ориз. 9.10. Взаимни преобразувания на свободните радикали и техните основни функции в тъканите [Boldyrev A.A., 1996].

Както хипохлоритният анион, така и хидроксилният радикал са силни окислители. Те са в състояние да модифицират протеини, нуклеинови киселини, да индуцират липидна пероксидация (от която „страдат” най-много полиненаситените мембранни липиди) и в резултат на верижни реакции водят до множество мембранни увреждания и клетъчна смърт. Важно допълнение към тези реакции е способността на NO радикала, когато взаимодейства със супероксидния анион, да образува пероксинитрит, който може да предизвика така наречената апоптоза (програмирана клетъчна смърт) и по време на спонтанното му разграждане да се превърне в хидроксилен радикал. Последният може да се образува и от хипохлоритен анион в присъствието на железни йони.

Процесите, протичащи преди образуването на хипохлоритен анион или хидроксилен радикал, са локализирани в цитоплазмата и се контролират от цитоплазмени ензими или естествени водоразтворими антиоксиданти. Например, таурин способен да свързва хипохлоритен анион под формата на хлораминов комплекс, дипептид карнозин и неговите производни неутрализират хидроксилния радикал и съединения като протеин феритин, свързвам желязо. Липидната пероксидация, инициирана в хидрофобното пространство на клетъчните мембрани, е в състояние да прекъсне добре известния хидрофобен антиоксидант α-токоферол (витамин Е). Високата му концентрация в биологичните мембрани ги предпазва от увреждане от свободните радикали.

Пълното потискане на пероксидните процеси в тъканите очевидно е непрактично, свободните радикали имат полезни свойства. Те предизвикват апоптоза и участват във формирането на клетъчния имунитет. Образуването на хидропероксиди на веригите на мастните киселини на полиненаситените фосфолипиди уврежда двойния слой и чрез стимулиране на работата на фосфолипазите насърчава освобождаването на мастни киселини от мембранните липиди. Полиненаситената арахидонова киселина е често срещана цел за атака на свободните радикали. Този процес може да стимулира неговите ензимни трансформации по един от двата начина - липоксигеназа или циклооксигеназа. В резултат на това в клетката се образуват важни биологични регулатори: простагландини, левкотриени, тромбоксани. Лизофосфолипидите, образувани по време на разцепването на модифицирана мастна киселина, могат да бъдат възстановени до първоначалното си състояние с помощта на друга мастна киселина (под формата на ацил-КоА). По този начин може да се регулира мастнокиселинният състав на липидните молекули в клетъчната мембрана.

Силно реактивните свободни кислородни радикали, характеризиращи се с висок окислителен потенциал и способността да претърпяват бързи трансформации, могат да предизвикат верижни реакции. Понастоящем се признава важната роля на свободните радикални процеси в развитието на свързани с възрастта и патологични състояния в тъканите [Владимиров Ю.А. et al., 1983]. Трансформациите на свободните радикали участват в механизми, които увеличават оцеляването на клетките при неблагоприятни условия, а намаляването на генерирането на свободни радикали в организма допринася за отслабването на клетъчния имунитет. Въпреки това, повишеното генериране на свободни радикали съпътства патологичните състояния (болестта на Паркинсон, болестта на Алцхаймер) и самия процес на биологично стареене.

НИВО НА ГЕНЕРИРАНЕ НА СВОБОДНИ РАДИКАЛ В ПРОБИ ОТ ЕЯКУЛАТ НА ПАЦИЕНТИ С БЕЗПЛОДИЕ

Нивото на генериране на свободни радикали в проби от еякулат на безплодни пациенти беше оценено с помощта на хемилуминесцентния метод. Доказано е, че в проби, съдържащи антиспермални антитела, вероятността от увреждане на плазмената мембрана на спермата се увеличава поради прекомерното генериране на свободни радикали. Много внимание се отделя на изучаването на ролята на антиспермалните антитела (ASAT) в репродуктивния процес. Въпреки това, въпросът за ефекта на ACAT върху оплождането все още остава неясен. Работите на някои автори разкриват връзка между наличието на антитела и намаляването на вероятността от бременност, докато в други проучвания се поставя под въпрос влиянието на ACAT върху намаляването на този показател при пациенти с антитела. Целта на тази работа беше да се оцени нивото на генериране на SR в ACAT-положителни и ACAT-отрицателни еякулатни проби.

Публикация: Бюлетин по експериментална биология и медицина
Година на издаване: 2001 г
Обем: 3s.
Допълнителна информация: 2001.-N 6.-P.658-660
Преглеждания: 171

Реактивни кислородни видове (ROS) – съединения, в които кислородът има несдвоен електрон.

ROS се образуват при промяна на условията на работа на дихателната верига (например по време на хипоксия), под въздействието на UV лъчи, по време на взаимодействието на кислород с метални йони с променлива валентност (желязо), по време на спонтанно окисление на определени вещества, с участието на ензимите ксантин оксидаза или НАДФН оксидаза. При тези условия се образува супероксиден анион кислород О₂ .− , тогава водороден пероксид H₂ОТНОСНО₂ И хидроксиден радикал HO. . Те причиняват реактивни кислородни видове липидна пероксидация - процес, водещ до тежко увреждане на мембраната, увреждащи протеини и ДНК.

Инактивирането на реактивните кислородни видове в клетките става под действието на антиоксидантната система. Той включва няколко антиоксидантни ензима и антиоксиданти с ниско молекулно тегло (витамин С, глутатион, витамин Е и др.).

Супероксид дисмутаза(SOD) превръща супероксидния анион на кислорода във водороден пероксид Н₂ОТНОСНО₂:

Каталаза - хеминовият ензим, съдържащ Fe 3+, катализира реакцията на разлагане на водороден пероксид. Това произвежда вода и кислород:

Най-високата активност на каталазата в организма е характерна за черния дроб. В еритроцитите има много каталаза. Там предпазва хемоглобина от окисление.

Пероксидаза- хем ензим, редуцира водородния прекис до вода; В същото време друго вещество се окислява:

Пероксидазата е способна да разлага други пероксиди, превръщайки ги в алкохоли. Пероксидазната активност се открива в черния дроб, бъбреците и неутрофилните левкоцити.

Антиоксиданти - биологично активни вещества, които взаимодействат със свободните радикали и предотвратяват процесите на свободнорадикално окисление на органичните вещества в организма.

витамини,проявяващи антиоксидантни свойства - S, E, A, R. Трипептидът проявява антиоксидантни свойства глутатион, таурин (2-аминоетансулфонова киселина), дипептид карнозин

Пълното потискане на пероксидните процеси в тъканите очевидно е непрактично. Свободните радикали предизвикват апоптоза, участват във формирането клетъчен имунитет, стимулират работата на фосфолипазите, като по този начин участват в синтеза на ейкозаноиди.

Въпреки това, повишеното генериране на свободни радикали съпътства патологичните състояния (болестта на Паркинсон, болестта на Алцхаймер) и самия процес на биологично стареене.

Дата на добавяне: 2015-03-19; гледания: 759; ПОРЪЧАЙ РАБОТА