Επίπεδο παραγωγής ελεύθερων ριζών

Η ελεύθερη οξείδωση συμβαίνει με τη συμμετοχή ελεύθερων ριζών μορφών οξυγόνου, οι οποίες σχηματίζονται στη διαδικασία της αναγωγής του οξυγόνου με ένα ηλεκτρόνιο και, κυρίως, υπεροξείδιο ανιόντος οξυγόνου.

Τυπικά, αυτές οι αντιδράσεις ριζικής οξείδωσης συμβαίνουν στο ενεργό κέντρο των αντίστοιχων ενζύμων και τα ενδιάμεσα προϊόντα δεν εμφανίζονται στο εξωτερικό περιβάλλον. Όταν αλλάζουν οι συνθήκες λειτουργίας της αναπνευστικής αλυσίδας (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της υποξίας), είναι επίσης δυνατή η μείωση του οξυγόνου με ένα ηλεκτρόνιο, λόγω του γεγονότος ότι η συγγένειά της για την ουβικινόνη είναι υψηλότερη από την οξειδάση του κυτοχρώματος. Αυτές οι διεργασίες οδηγούν στο σχηματισμό ανιόντος υπεροξειδίου του οξυγόνου. Αυτή η ρίζα μπορεί επίσης να σχηματιστεί υπό την επίδραση των υπεριωδών ακτίνων, καθώς και μέσω της αλληλεπίδρασης του οξυγόνου με μεταλλικά ιόντα μεταβλητού σθένους (συχνότερα με σίδηρο) ή κατά την αυθόρμητη οξείδωση ορισμένων ενώσεων, όπως η ντοπαμίνη. Τέλος, μπορεί να παραχθεί στα κύτταρα από ένζυμα όπως η οξειδάση της ξανθίνης ή η οξειδάση NADPH.

Ο σχηματισμός ανιόντος υπεροξειδίου του οξυγόνου έχει σημαντική βιολογική σημασία. Είναι μια πολύ δραστική ένωση, η οποία λόγω της υψηλής υδροφιλίας της δεν μπορεί να φύγει από το κύτταρο και συσσωρεύεται στο κυτταρόπλασμα. Οι μετασχηματισμοί του οδηγούν στο σχηματισμό ενός αριθμού ενεργών οξειδωτικών παραγόντων (Εικ. 9.10). Είναι ικανό να ενεργοποιεί τη συνθάση ΝΟ, η οποία σχηματίζει μια ρίζα ΝΟ στους ιστούς, η οποία έχει τις ιδιότητες ενός δεύτερου αγγελιοφόρου (ενεργοποιεί τη διαλυτή γουανυλική κυκλάση, το προϊόν της οποίας, το cGMP, εμφανίζει αγγειοδιασταλτικές ιδιότητες). Από την άλλη πλευρά, το ανιόν υπεροξειδίου είναι ικανό να μειώσει την περιεκτικότητα σε ρίζα ΝΟ, μετατρέποντάς το σε υπεροξυνιτρικό ONOOH (βλ. Εικ. 9.10).

Τα ζωντανά κύτταρα διαθέτουν αμυντικά συστήματα έναντι της αυξημένης παραγωγής ελεύθερων ριζών. Ενζυμο υπεροξειδική δισμουτάση μετατρέπει το ανιόν υπεροξειδίου του οξυγόνου στο λιγότερο αντιδραστικό και πιο υδρόφοβο υπεροξείδιο του υδρογόνου Η₂ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ₂. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι ένα υπόστρωμα για τις υπεροξειδάσες που εξαρτώνται από την καταλάση και τη γλουταθειόνη, οι οποίες καταλύουν τη μετατροπή του σε μόριο νερού. Ωστόσο, το υπεροξείδιο του υδρογόνου μπορεί να δημιουργήσει μια ρίζα υδροξυλίου παρουσία δισθενούς σιδήρου ή να μετατραπεί στο υποχλωριώδες ανιόν OCl από το ένζυμο μυελοϋπεροξειδάση.

Ρύζι. 9.10. Διαμετατροπές ελεύθερων ριζών και οι κύριες λειτουργίες τους στους ιστούς [Boldyrev A.A., 1996].

Τόσο το υποχλωριώδες ανιόν όσο και η ρίζα υδροξυλίου είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες. Είναι ικανά να τροποποιούν πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, να προκαλούν υπεροξείδωση λιπιδίων (από την οποία «υποφέρουν» περισσότερο τα πολυακόρεστα λιπίδια της μεμβράνης) και, ως αποτέλεσμα αλυσιδωτών αντιδράσεων, οδηγούν σε πολλαπλή βλάβη της μεμβράνης και κυτταρικό θάνατο. Μια σημαντική προσθήκη σε αυτές τις αντιδράσεις είναι η ικανότητα της ρίζας ΝΟ, όταν αλληλεπιδρά με ανιόν υπεροξειδίου, να σχηματίζει υπεροξυνιτρώδη, που μπορεί να προκαλέσει τη λεγόμενη απόπτωση (προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος) και κατά την αυθόρμητη αποσύνθεσή της να μετατραπεί σε ρίζα υδροξυλίου. Το τελευταίο μπορεί επίσης να σχηματιστεί από υποχλωριώδες ανιόν παρουσία ιόντων σιδήρου.

Οι διεργασίες που συμβαίνουν πριν από το σχηματισμό υποχλωριώδους ανιόντος ή ρίζας υδροξυλίου εντοπίζονται στο κυτταρόπλασμα και ελέγχονται από κυτταροπλασματικά ένζυμα ή φυσικά υδατοδιαλυτά αντιοξειδωτικά. Για παράδειγμα, ταυρίνη ικανό να δεσμεύει υποχλωριώδες ανιόν με τη μορφή ενός συμπλόκου χλωραμίνης, ενός διπεπτιδίου καρνοσίνη και τα παράγωγά του εξουδετερώνουν τη ρίζα υδροξυλίου και ενώσεις όπως η πρωτεΐνη φερριτίνη, δέστε σίδερο. Η υπεροξείδωση των λιπιδίων, που ξεκινά στον υδρόφοβο χώρο των κυτταρικών μεμβρανών, είναι ικανή να διακόψει το γνωστό υδρόφοβο αντιοξειδωτικό α-τοκοφερόλη (βιταμίνη Ε). Η υψηλή συγκέντρωσή του στις βιολογικές μεμβράνες αποτρέπει την καταστροφή τους από τις ελεύθερες ρίζες.

Η πλήρης καταστολή των διεργασιών υπεροξειδίου στους ιστούς είναι προφανώς αδύνατη· οι ελεύθερες ρίζες έχουν ευεργετικές ιδιότητες. Προκαλούν απόπτωση και συμμετέχουν στο σχηματισμό της κυτταρικής ανοσίας. Ο σχηματισμός υδροϋπεροξειδίων των αλυσίδων λιπαρών οξέων των πολυακόρεστων φωσφολιπιδίων βλάπτει τη διπλή στιβάδα και, διεγείροντας το έργο των φωσφολιπασών, προάγει την απελευθέρωση λιπαρών οξέων από τα λιπίδια της μεμβράνης. Το πολυακόρεστο αραχιδονικό οξύ είναι ένας κοινός στόχος για επίθεση ελεύθερων ριζών. Αυτή η διαδικασία μπορεί να διεγείρει τους ενζυμικούς της μετασχηματισμούς με έναν από τους δύο τρόπους - λιποξυγενάση ή κυκλοοξυγενάση. Ως αποτέλεσμα, στο κύτταρο σχηματίζονται σημαντικοί βιολογικοί ρυθμιστές: προσταγλανδίνες, λευκοτριένια, θρομβοξάνες. Τα λυσοφωσφολιπίδια που σχηματίζονται κατά τη διάσπαση ενός τροποποιημένου λιπαρού οξέος μπορούν να αποκατασταθούν στην αρχική τους κατάσταση χρησιμοποιώντας ένα άλλο λιπαρό οξύ (με τη μορφή ακυλο-CoA). Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να ρυθμιστεί η σύνθεση λιπαρών οξέων των μορίων λιπιδίων στην κυτταρική μεμβράνη.

Οι εξαιρετικά δραστικές ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, που χαρακτηρίζονται από υψηλό δυναμικό οξείδωσης και την ικανότητα να υφίστανται ταχείς μετασχηματισμούς, μπορούν να προκαλέσουν αλυσιδωτές αντιδράσεις. Επί του παρόντος, αναγνωρίζεται ο σημαντικός ρόλος των διεργασιών ελεύθερων ριζών στην ανάπτυξη σχετιζόμενων με την ηλικία και παθολογικών καταστάσεων στους ιστούς [Vladimirov Yu.A. et al., 1983]. Οι μετασχηματισμοί ελεύθερων ριζών εμπλέκονται σε μηχανισμούς που αυξάνουν την επιβίωση των κυττάρων κάτω από δυσμενείς συνθήκες και η μείωση της παραγωγής ελεύθερων ριζών στο σώμα συμβάλλει στην αποδυνάμωση της κυτταρικής ανοσίας. Ωστόσο, η αυξημένη παραγωγή ελεύθερων ριζών συνοδεύει παθολογικές καταστάσεις (νόσος Πάρκινσον, νόσος Αλτσχάιμερ) και την ίδια τη διαδικασία της βιολογικής γήρανσης.

ΕΠΙΠΕΔΟ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ ΣΕ ΔΕΙΓΜΑΤΑ ΣΠΕΡΠΕΡΜΑΤΙΣΜΟΥ ΑΣΘΕΝΩΝ ΣΤΕΡΙΝΟΤΗΤΑΣ

Το επίπεδο δημιουργίας ελεύθερων ριζών σε δείγματα εκσπερμάτωσης υπογόνιμων ασθενών αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας χημειοφωταύγεια. Έχει αποδειχθεί ότι σε δείγματα που περιέχουν αντισώματα κατά του σπέρματος, η πιθανότητα βλάβης στην πλασματική μεμβράνη του σπέρματος είναι αυξημένη λόγω της υπερβολικής δημιουργίας ελεύθερων ριζών. Δίνεται μεγάλη προσοχή στη μελέτη του ρόλου των αντισπερματοειδών αντισωμάτων (ASAT) στην αναπαραγωγική διαδικασία. Ωστόσο, το ζήτημα της επίδρασης του ACAT στη γονιμοποίηση παραμένει ακόμη ασαφές. Οι εργασίες ορισμένων συγγραφέων αποκαλύπτουν μια σχέση μεταξύ της παρουσίας αντισωμάτων και της μείωσης της πιθανότητας εγκυμοσύνης, ενώ σε άλλες μελέτες αμφισβητείται η επίδραση του ACAT στη μείωση αυτού του δείκτη σε ασθενείς με αντισώματα. Ο σκοπός αυτής της εργασίας ήταν να αξιολογήσει το επίπεδο παραγωγής SR σε δείγματα εκσπερμάτισης θετικά και ACAT αρνητικά.

Έκδοση: Δελτίο Πειραματικής Βιολογίας και Ιατρικής
Έτος έκδοσης: 2001
Όγκος: 3 δευτ.
Πρόσθετες πληροφορίες: 2001.-Ν 6.-Σ.658-660
Προβολές: 171

Αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS) – ενώσεις στις οποίες το οξυγόνο έχει ασύζευκτο ηλεκτρόνιο.

Τα ROS σχηματίζονται όταν αλλάζουν οι συνθήκες λειτουργίας της αναπνευστικής αλυσίδας (για παράδειγμα, κατά την υποξία), υπό την επίδραση των ακτίνων UV, κατά την αλληλεπίδραση οξυγόνου με μεταλλικά ιόντα μεταβλητού σθένους (σίδηρος), κατά την αυθόρμητη οξείδωση ορισμένων ουσιών, με τη συμμετοχή των ενζύμων οξειδάση ξανθίνης ή οξειδάση NADPH. Υπό αυτές τις συνθήκες σχηματίζεται υπεροξείδιο ανιόντος οξυγόνο Ο₂ .− , έπειτα υπεροξείδιο του υδρογόνου Η₂ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ₂ Και ρίζα υδροξειδίου HO. . Προκαλούν αντιδραστικά είδη οξυγόνου υπεροξείδωση των λιπιδίων - μια διαδικασία που οδηγεί σε σοβαρή βλάβη της μεμβράνης, καταστρέφοντας τις πρωτεΐνες και το DNA.

Η αδρανοποίηση των ενεργών ειδών οξυγόνου στα κύτταρα συμβαίνει υπό τη δράση του αντιοξειδωτικού συστήματος. Περιλαμβάνει αρκετά αντιοξειδωτικά ένζυμα και αντιοξειδωτικά χαμηλού μοριακού βάρους (βιταμίνη C, γλουταθειόνη, βιταμίνη Ε κ.λπ.).

Δισμουτάση υπεροξειδίου(SOD) μετατρέπει το ανιόν υπεροξειδίου του οξυγόνου σε υπεροξείδιο του υδρογόνου Η₂ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ₂:

Καταλάση - Το ένζυμο αιμίνης που περιέχει Fe 3+ καταλύει την αντίδραση αποσύνθεσης του υπεροξειδίου του υδρογόνου. Αυτό παράγει νερό και οξυγόνο:

Η υψηλότερη δραστηριότητα της καταλάσης στο σώμα είναι χαρακτηριστική του ήπατος. Υπάρχει πολλή καταλάση στα ερυθροκύτταρα. Εκεί προστατεύει την αίμη της αιμοσφαιρίνης από την οξείδωση.

Υπεροξειδάση- Ένζυμο αίμης, μειώνει το υπεροξείδιο του υδρογόνου σε νερό. Ταυτόχρονα, μια άλλη ουσία οξειδώνεται:

Η υπεροξειδάση είναι ικανή να αποσυνθέτει άλλα υπεροξείδια, μετατρέποντάς τα σε αλκοόλες. Η δράση της υπεροξειδάσης βρίσκεται στο ήπαρ, τα νεφρά και τα ουδετερόφιλα λευκοκύτταρα.

Αντιοξειδωτικά - βιολογικά δραστικές ουσίες που αλληλεπιδρούν με τις ελεύθερες ρίζες και εμποδίζουν τις διαδικασίες οξείδωσης οργανικών ουσιών από ελεύθερες ρίζες στο σώμα.

βιταμίνες,παρουσιάζουν αντιοξειδωτικές ιδιότητες - S, E, A, R. Το τριπεπτίδιο εμφανίζει αντιοξειδωτικές ιδιότητες γλουταθειόνη, ταυρίνη (2-αμινοαιθανοσουλφονικό οξύ), διπεπτίδιο καρνοσίνη

Η πλήρης καταστολή των διεργασιών υπεροξειδίου στους ιστούς είναι προφανώς μη πρακτική. Οι ελεύθερες ρίζες προκαλούν απόπτωση, συμμετέχουν στο σχηματισμό κυτταρική ανοσία, διεγείρουν το έργο των φωσφολιπασών, συμμετέχοντας έτσι στη σύνθεση εικοσανοειδών.

Ωστόσο, η αυξημένη παραγωγή ελεύθερων ριζών συνοδεύει παθολογικές καταστάσεις (νόσος Πάρκινσον, νόσος Αλτσχάιμερ) και την ίδια τη διαδικασία της βιολογικής γήρανσης.

Ημερομηνία προσθήκης: 2015-03-19; προβολές: 759; ΠΑΡΑΓΓΕΙΛΤΕ ΕΝΑ ΣΥΓΓΡΑΦΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ