Úroveň tvorby volných radikálů

K volné oxidaci dochází za účasti volných radikálových forem kyslíku, které vznikají v procesu jednoelektronové redukce kyslíku a především superoxidový anion kyslíku.

Tyto radikálové oxidační reakce typicky probíhají v aktivním centru odpovídajících enzymů a meziprodukty se ve vnějším prostředí neobjevují. Při změně provozních podmínek dýchacího řetězce (například při hypoxii) je v něm možná i jednoelektronová redukce kyslíku, a to z toho důvodu, že jeho afinita k ubichinonu je vyšší než k cytochromoxidáze. Tyto procesy vedou ke vzniku superoxidového aniontu kyslíku. Tento radikál může vznikat také působením ultrafialových paprsků, dále interakcí kyslíku s ionty kovů různého mocenství (nejčastěji se železem) nebo při spontánní oxidaci některých sloučenin, např. dopaminu. Konečně může být produkován v buňkách enzymy, jako je xantinoxidáza nebo NADPH oxidáza.

Tvorba superoxidového aniontu kyslíku má důležitý biologický význam. Jde o vysoce reaktivní sloučeninu, která díky své vysoké hydrofilitě nemůže opustit buňku a hromadí se v cytoplazmě. Jeho přeměny vedou ke vzniku řady aktivních oxidačních činidel (obr. 9.10). Je schopen aktivovat NO syntázu, která tvoří v tkáních radikál NO, který má vlastnosti druhého posla (aktivuje rozpustnou guanylátcyklázu, jejíž produkt, cGMP, vykazuje vazodilatační vlastnosti). Na druhé straně je superoxidový anion schopen snižovat obsah radikálu NO a přeměňovat jej na peroxynitrit ONOOH (viz obr. 9.10).

Živé buňky mají obranné systémy proti zvýšené produkci volných radikálů. Enzym superoxiddismutáza přeměňuje superoxidový anion kyslíku na méně reaktivní a hydrofobnější peroxid vodíku H₂O₂. Peroxid vodíku je substrátem pro katalázu a glutathion-dependentní peroxidázy, které katalyzují jeho přeměnu na molekulu vody. Peroxid vodíku však může generovat hydroxylový radikál v přítomnosti železnatého železa nebo být přeměněn na chlornanový anion OCl enzymem myeloperoxidázou.

Rýže. 9.10. Interkonverze volných radikálů a jejich hlavní funkce ve tkáních [Boldyrev A.A., 1996].

Chlornanový anion i hydroxylový radikál jsou silná oxidační činidla. Jsou schopny modifikovat proteiny, nukleové kyseliny, vyvolat peroxidaci lipidů (na kterou nejvíce „trpí“ polynenasycené membránové lipidy) a v důsledku řetězových reakcí vést k mnohočetnému poškození membrán a buněčné smrti. Důležitým doplňkem těchto reakcí je schopnost radikálu NO při interakci se superoxidovým aniontem tvořit peroxydusitan, který může vyvolat tzv. apoptózu (programovanou buněčnou smrt) a při svém spontánním rozkladu se přeměnit na hydroxylový radikál. Ten může být také vytvořen z chlornanového aniontu v přítomnosti iontů železa.

Procesy probíhající před tvorbou chlornanového aniontu nebo hydroxylového radikálu jsou lokalizovány v cytoplazmě a řízeny cytoplazmatickými enzymy nebo přirozenými ve vodě rozpustnými antioxidanty. Například, taurin schopný vázat chlornanový anion ve formě chloraminového komplexu, dipeptidu karnosin a jeho deriváty neutralizují hydroxylový radikál a sloučeniny, jako je protein ferritin, vázat železo. Peroxidace lipidů, zahájená v hydrofobním prostoru buněčných membrán, je schopna přerušit známý hydrofobní antioxidant a-tokoferol (vitamín E). Jeho vysoká koncentrace v biologických membránách zabraňuje jejich poškození volnými radikály.

Úplné potlačení peroxidových procesů v tkáních je zřejmě nepraktické, volné radikály mají příznivé vlastnosti. Navozují apoptózu a podílejí se na tvorbě buněčné imunity. Tvorba hydroperoxidů řetězců mastných kyselin polynenasycených fosfolipidů poškozuje dvojvrstvu a stimulací práce fosfolipáz podporuje uvolňování mastných kyselin z membránových lipidů. Polynenasycená kyselina arachidonová je častým cílem útoku volných radikálů. Tento proces může stimulovat jeho enzymatické přeměny jedním ze dvou způsobů - lipoxygenáza nebo cyklooxygenáza. Díky tomu se v buňce tvoří důležité biologické regulátory: prostaglandiny, leukotrieny, tromboxany. Lysofosfolipidy vzniklé při štěpení modifikované mastné kyseliny lze vrátit do původního stavu pomocí jiné mastné kyseliny (ve formě acyl-CoA). Tímto způsobem lze regulovat složení mastných kyselin v molekulách lipidů v buněčné membráně.

Vysoce reaktivní volné radikály kyslíku, vyznačující se vysokým oxidačním potenciálem a schopností podstupovat rychlé přeměny, mohou vyvolat řetězové reakce. V současné době je uznávána důležitá role procesů volných radikálů ve vývoji věkem podmíněných a patologických stavů ve tkáních [Vladimirov Yu.A. a kol., 1983]. Přeměny volných radikálů se podílejí na mechanismech zvyšujících přežití buněk za nepříznivých podmínek a snížení tvorby volných radikálů v těle přispívá k oslabení buněčné imunity. Zvýšená tvorba volných radikálů však doprovází patologické stavy (Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba) a samotný proces biologického stárnutí.

ÚROVEŇ GENEROVÁNÍ VOLNÝCH RADIKÁLŮ VE VZORKÁCH EJAKULÁTU U PACIENTŮ S NEPLODNOSTÍ

Úroveň tvorby volných radikálů ve vzorcích ejakulátu infertilních pacientek byla hodnocena pomocí chemiluminiscenční metody. Bylo prokázáno, že ve vzorcích obsahujících antispermové protilátky se zvyšuje pravděpodobnost poškození plazmatické membrány spermií v důsledku nadměrné tvorby volných radikálů. Velká pozornost je věnována studiu role antispermových protilátek (ASAT) v reprodukčním procesu. Otázka vlivu ACAT na oplodnění však stále zůstává nejasná. Práce některých autorů odhalují vztah mezi přítomností protilátek a snížením pravděpodobnosti otěhotnění, v jiných studiích je zpochybňován vliv ACAT na pokles tohoto ukazatele u pacientek s protilátkami. Účelem této práce bylo posoudit úroveň tvorby SR ve vzorcích ACAT-pozitivních a ACAT-negativních ejakulátu.

Publikace: Bulletin experimentální biologie a medicíny
Rok vydání: 2001
Hlasitost: 3s.
Další informace: 2001.-N 6.-P.658-660
Zhlédnutí: 171

Reaktivní formy kyslíku (ROS) – sloučeniny, ve kterých má kyslík nepárový elektron.

ROS vznikají při změně provozních podmínek dýchacího řetězce (například při hypoxii), vlivem UV paprsků, při interakci kyslíku s ionty kovů různé valence (železo), při spontánní oxidaci určitých látek, za účasti enzymů xanthinoxidázy nebo NADPH oxidázy. Za těchto podmínek se tvoří superoxidový anion kyslík O₂ .− , pak peroxid vodíku H₂O₂ A hydroxidový radikál HO. . Způsobují reaktivní formy kyslíku peroxidace lipidů - proces vedoucí k vážnému poškození membrány, poškození proteinů a DNA.

K inaktivaci reaktivních forem kyslíku v buňkách dochází působením antioxidačního systému. Obsahuje několik antioxidačních enzymů a antioxidantů s nízkou molekulovou hmotností (vitamín C, glutathion, vitamín E atd.).

Superoxiddismutáza(SOD) přeměňuje superoxidový anion kyslíku na peroxid vodíku H₂O₂:

kataláza - enzym hemin obsahující Fe 3+ katalyzuje rozkladnou reakci peroxidu vodíku. To produkuje vodu a kyslík:

Nejvyšší aktivita katalázy v těle je charakteristická pro játra. V erytrocytech je hodně katalázy. Tam chrání hem hemoglobinu před oxidací.

peroxidáza- enzym hem, redukuje peroxid vodíku na vodu; Současně se oxiduje další látka:

Peroxidáza je schopna rozkládat jiné peroxidy a přeměňovat je na alkoholy. Aktivita peroxidázy se nachází v játrech, ledvinách a neutrofilních leukocytech.

Antioxidanty - biologicky aktivní látky, které interagují s volnými radikály a zabraňují procesům volné radikálové oxidace organických látek v těle.

vitamíny,vykazující antioxidační vlastnosti - S, E, A, R. Tripeptid vykazuje antioxidační vlastnosti glutathion, taurin (2-aminoethansulfonová kyselina), dipeptid karnosin

Úplné potlačení peroxidových procesů v tkáních je zjevně nepraktické. Volné radikály vyvolávají apoptóza, podílet se na formaci buněčná imunita, stimulují práci fosfolipáz, čímž se účastní syntézy eikosanoidů.

Zvýšená tvorba volných radikálů však doprovází patologické stavy (Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba) a samotný proces biologického stárnutí.

Datum přidání: 2015-03-19; zobrazení: 759; OBJEDNEJTE SI PRACOVNÍ PSANÍ