Vapaiden radikaalien muodostumisen taso

Vapaa hapettuminen tapahtuu hapen vapaiden radikaalien muodoissa, jotka muodostuvat hapen yhden elektronin pelkistysprosessissa ja ennen kaikkea superoksidianioni happi.

Tyypillisesti nämä radikaalihapetusreaktiot tapahtuvat vastaavien entsyymien aktiivisessa keskustassa, ja välituotteet eivät esiinny ulkoisessa ympäristössä. Hengitysketjun toimintaolosuhteiden muuttuessa (esimerkiksi hypoksian aikana), siinä on myös mahdollista hapen yksielektronipelkistys johtuen siitä, että sen affiniteetti ubikinonille on suurempi kuin sytokromioksidaasille. Nämä prosessit johtavat hapen superoksidianionin muodostumiseen. Tämä radikaali voi muodostua myös ultraviolettisäteiden vaikutuksesta sekä hapen vuorovaikutuksesta vaihtelevan valenssin metalli-ionien kanssa (useimmiten raudan kanssa) tai tiettyjen yhdisteiden, kuten dopamiinin, spontaanin hapettumisen aikana. Lopuksi sitä voidaan tuottaa soluissa entsyymeillä, kuten ksantiinioksidaasilla tai NADPH-oksidaasilla.

Hapen superoksidianionin muodostumisella on tärkeä biologinen merkitys. Se on erittäin reaktiivinen yhdiste, joka korkean hydrofiilisyytensä vuoksi ei voi poistua solusta ja kerääntyy sytoplasmaan. Sen muutokset johtavat useiden aktiivisten hapettimien muodostumiseen (kuva 9.10). Se pystyy aktivoimaan NO-syntaasin, joka muodostaa kudoksissa NO-radikaalin, jolla on toisen lähettimen ominaisuudet (aktivoi liukoisen guanylaattisyklaasin, jonka tuotteella, cGMP:llä, on verisuonia laajentavia ominaisuuksia). Toisaalta superoksidianioni pystyy vähentämään NO-radikaalin pitoisuutta muuttaen sen peroksinitriitti ONOOH:ksi (katso kuva 9.10).

Elävillä soluilla on puolustusjärjestelmät lisääntynyttä vapaiden radikaalien tuotantoa vastaan. Entsyymi superoksididismutaasi muuntaa hapen superoksidianionin vähemmän reaktiiviseksi ja hydrofobisemmaksi vetyperoksidiksi H₂NOIN₂. Vetyperoksidi on substraatti katalaasista ja glutationista riippuvaisille peroksidaaseille, jotka katalysoivat sen muuttumista vesimolekyyliksi. Vetyperoksidi voi kuitenkin muodostaa hydroksyyliradikaalin rautaraudan läsnäollessa tai muuttua hypokloriittianioniksi OCl myeloperoksidaasientsyymin vaikutuksesta.

Riisi. 9.10. Vapaiden radikaalien interkonversiot ja niiden päätoiminnot kudoksissa [Boldyrev A.A., 1996].

Sekä hypokloriittianioni että hydroksyyliradikaali ovat voimakkaita hapettimia. Ne pystyvät modifioimaan proteiineja, nukleiinihappoja, indusoimaan lipidien peroksidaatiota (josta monityydyttymättömät kalvolipidit "kärsivät" eniten) ja ketjureaktioiden seurauksena johtaa moninkertaisiin kalvovaurioihin ja solukuolemaan. Tärkeä lisä näihin reaktioihin on NO-radikaalin kyky vuorovaikutuksessa superoksidianionin kanssa muodostaa peroksinitriittiä, joka voi aiheuttaa niin sanottua apoptoosia (ohjelmoitua solukuolemaa) ja muuttua spontaanin hajoamisen aikana hydroksyyliradikaaliksi. Jälkimmäistä voidaan muodostaa myös hypokloriittianionista rauta-ionien läsnä ollessa.

Ennen hypokloriittianionin tai hydroksyyliradikaalin muodostumista tapahtuvat prosessit sijoittuvat sytoplasmaan ja niitä säätelevät sytoplasmiset entsyymit tai luonnolliset vesiliukoiset antioksidantit. Esimerkiksi, tauriini joka kykenee sitomaan hypokloriittianionin kloramiinikompleksin, dipeptidin, muodossa karnosiini ja sen johdannaiset neutraloivat hydroksyyliradikaalin ja yhdisteet, kuten proteiinin ferritiini, sitoa rautaa. Lipidiperoksidaatio, joka alkaa solukalvojen hydrofobisessa tilassa, pystyy katkaisemaan tunnetun hydrofobisen antioksidantin α-tokoferoli (E-vitamiini). Sen korkea pitoisuus biologisissa kalvoissa estää niitä vahingoittamasta vapaita radikaaleja.

Peroksidiprosessien täydellinen tukahduttaminen kudoksissa on ilmeisesti epäkäytännöllistä; vapailla radikaaleilla on hyödyllisiä ominaisuuksia. Ne indusoivat apoptoosia ja osallistuvat soluimmuniteetin muodostumiseen. Monityydyttymättömien fosfolipidien rasvahappoketjujen hydroperoksidien muodostuminen vahingoittaa kaksoiskerrosta ja stimuloimalla fosfolipaasien toimintaa edistää rasvahappojen vapautumista kalvolipideistä. Monityydyttymätön arakidonihappo on yleinen vapaiden radikaalien hyökkäyksen kohde. Tämä prosessi voi stimuloida sen entsymaattisia muutoksia kahdella tavalla: lipoksigenaasi tai syklo-oksigenaasi. Tämän seurauksena soluun muodostuu tärkeitä biologisia säätelyaineita: prostaglandiinit, leukotrieenit, tromboksaanit. Modifioidun rasvahapon pilkkomisen aikana muodostuneet lysofosfolipidit voidaan palauttaa alkuperäiseen tilaansa käyttämällä toista rasvahappoa (asyyli-CoA:n muodossa). Tällä tavalla voidaan säädellä solukalvon lipidimolekyylien rasvahappokoostumusta.

Erittäin reaktiiviset vapaat happiradikaalit, joille on ominaista korkea hapetuspotentiaali ja kyky käydä läpi nopeita muutoksia, voivat aiheuttaa ketjureaktioita. Tällä hetkellä vapaiden radikaalien prosessien tärkeä rooli ikään liittyvien ja patologisten tilojen kehittymisessä kudoksissa tunnustetaan [Vladimirov Yu.A. et ai., 1983]. Vapaiden radikaalien transformaatiot osallistuvat mekanismeihin, jotka lisäävät solujen selviytymistä epäsuotuisissa olosuhteissa, ja vapaiden radikaalien muodostumisen väheneminen kehossa heikentää solujen vastustuskykyä. Vapaiden radikaalien lisääntynyt muodostuminen liittyy kuitenkin patologisiin tiloihin (Parkinsonin tauti, Alzheimerin tauti) ja itse biologiseen ikääntymisprosessiin.

VAPAAJEN RADIKAALIEN TUOTANNON TASO hedelmättömyyspotilaiden siemensyöksynäytteissä

Vapaiden radikaalien muodostumistaso hedelmättömien potilaiden siemensyöksynäytteissä arvioitiin käyttämällä kemiluminesenssia. On osoitettu, että siittiöiden vasta-aineita sisältävissä näytteissä siittiöiden plasmakalvon vaurioitumisen todennäköisyys kasvaa liiallisen vapaiden radikaalien muodostumisen vuoksi. Paljon huomiota kiinnitetään antispermivasta-aineiden (ASAT) roolin tutkimukseen lisääntymisprosessissa. Kysymys ACAT:n vaikutuksesta lannoitukseen on kuitenkin edelleen epäselvä. Joidenkin kirjoittajien työt paljastavat yhteyden vasta-aineiden esiintymisen ja raskauden todennäköisyyden vähenemisen välillä, kun taas muissa tutkimuksissa ACAT:n vaikutus tämän indikaattorin laskuun kyseenalaistetaan potilailla, joilla on vasta-aineita. Tämän työn tarkoituksena oli arvioida SR-tuoton tasoa ACAT-positiivisissa ja ACAT-negatiivisissa siemensyöksynäytteissä.

Julkaisu: Bulletin of Experimental Biology and Medicine
Julkaisuvuosi: 2001
Äänenvoimakkuus: 3s.
Lisätietoja: 2001.-N 6.-P.658-660
Katselukerrat: 171

Reaktiiviset happilajit (ROS) – yhdisteet, joissa hapessa on pariton elektroni.

ROS muodostuu, kun hengitysketjun toimintaolosuhteet muuttuvat (esimerkiksi hypoksian aikana), UV-säteiden vaikutuksesta, hapen vuorovaikutuksessa vaihtelevan valenssin metalli-ionien (rauta) kanssa, tiettyjen aineiden spontaanin hapettumisen aikana, ksantiinioksidaasin tai NADPH-oksidaasin entsyymien osallistuessa. Näissä olosuhteissa se muodostuu superoksidianioni happi O₂ .− , sitten vetyperoksidi H₂NOIN₂ Ja hydroksidiradikaali HO. . Ne aiheuttavat reaktiivisia happilajeja lipidien peroksidaatio - prosessi, joka johtaa vakaviin kalvovaurioihin, vaurioittaa proteiineja ja DNA:ta.

Reaktiivisten happilajien inaktivoituminen soluissa tapahtuu antioksidanttijärjestelmän vaikutuksesta. Se sisältää useita antioksidanttisia entsyymejä ja pienimolekyylisiä antioksidantteja (C-vitamiini, glutationi, E-vitamiini jne.).

Superoksididismutaasi(SOD) muuntaa hapen superoksidianionin vetyperoksidiksi H₂NOIN₂:

Katalaasi - Fe 3+:aa sisältävä hemiinientsyymi katalysoi vetyperoksidin hajoamisreaktiota. Tämä tuottaa vettä ja happea:

Suurin katalaasiaktiivisuus kehossa on ominaista maksalle. Punasoluissa on paljon katalaasia. Siellä se suojaa hemoglobiinihemiä hapettumiselta.

peroksidaasi- hemientsyymi, pelkistää vetyperoksidin vedeksi; Samaan aikaan hapettuu toinen aine:

Peroksidaasi pystyy hajottamaan muita peroksideja ja muuttamaan ne alkoholeiksi. Peroksidaasiaktiivisuutta havaitaan maksassa, munuaisissa ja neutrofiilisissä leukosyyteissä.

Antioksidantit - biologisesti aktiiviset aineet, jotka ovat vuorovaikutuksessa vapaiden radikaalien kanssa ja estävät orgaanisten aineiden vapaiden radikaalien hapettumisprosesseja kehossa.

vitamiinit,jolla on antioksidanttisia ominaisuuksia - S, E, A, R. Tripeptidillä on antioksidanttisia ominaisuuksia glutationi, tauriini (2-aminoetaanisulfonihappo), dipeptidi karnosiini

Peroksidiprosessien täydellinen tukahduttaminen kudoksissa on ilmeisesti epäkäytännöllistä. Vapaat radikaalit indusoivat apoptoosiosallistua muodostumiseen soluimmuniteetti, stimuloivat fosfolipaasien toimintaa ja osallistuvat siten eikosanoidien synteesiin.

Vapaiden radikaalien lisääntynyt muodostuminen liittyy kuitenkin patologisiin tiloihin (Parkinsonin tauti, Alzheimerin tauti) ja itse biologiseen ikääntymisprosessiin.

Lisäyspäivä: 2015-03-19; katselukertoja: 759; TILAA TYÖKIRJOITUS