Niveau van vorming van vrije radicalen

Vrije oxidatie vindt plaats met de deelname van vrije radicalen van zuurstof, die worden gevormd tijdens het proces van zuurstofreductie met één elektron en vooral: superoxide anion zuurstof.

Meestal vinden deze radicaaloxidatiereacties plaats in het actieve centrum van de overeenkomstige enzymen, en verschijnen tussenproducten niet in de externe omgeving. Wanneer de bedrijfsomstandigheden van de ademhalingsketen veranderen (bijvoorbeeld tijdens hypoxie), is daarin ook zuurstofreductie met één elektron mogelijk, vanwege het feit dat de affiniteit ervan voor ubiquinon hoger is dan voor cytochroomoxidase. Deze processen leiden tot de vorming van superoxide-anion van zuurstof. Dit radicaal kan ook worden gevormd onder invloed van ultraviolette straling, maar ook door de interactie van zuurstof met metaalionen met variabele valentie (meestal met ijzer) of tijdens de spontane oxidatie van bepaalde verbindingen, zoals dopamine. Ten slotte kan het in cellen worden geproduceerd door enzymen zoals xanthine-oxidase of NADPH-oxidase.

De vorming van superoxide-anion van zuurstof heeft een belangrijke biologische betekenis. Het is een zeer reactieve verbinding die vanwege zijn hoge hydrofiliciteit de cel niet kan verlaten en zich ophoopt in het cytoplasma. De transformaties ervan leiden tot de vorming van een aantal actieve oxidatiemiddelen (Fig. 9.10). Het is in staat NO-synthase te activeren, dat een NO-radicaal vormt in weefsels, dat de eigenschappen heeft van een tweede boodschapper (activeert oplosbare guanylaatcyclase, waarvan het product, cGMP, vaatverwijdende eigenschappen vertoont). Aan de andere kant is het superoxide-anion in staat het gehalte aan NO-radicaal te verminderen en dit om te zetten in peroxynitriet ONOOH (zie figuur 9.10).

Levende cellen hebben verdedigingssystemen tegen de verhoogde productie van vrije radicalen. Enzym superoxide-dismutase zet het superoxide-anion van zuurstof om in het minder reactieve en meer hydrofobe waterstofperoxide H₂OVER₂. Waterstofperoxide is een substraat voor catalase- en glutathion-afhankelijke peroxidasen, die de omzetting ervan in een watermolecuul katalyseren. Waterstofperoxide kan echter in aanwezigheid van ferro-ijzer een hydroxylradicaal genereren of door het enzym myeloperoxidase worden omgezet in het hypochlorietanion OCl.

Rijst. 9.10. Interconversies van vrije radicalen en hun belangrijkste functies in weefsels [Boldyrev A.A., 1996].

Zowel het hypochlorietanion als het hydroxylradicaal zijn sterke oxidatiemiddelen. Ze zijn in staat eiwitten en nucleïnezuren te modificeren, lipideperoxidatie te induceren (waarvan meervoudig onverzadigde membraanlipiden het meest ‘lijden’) en, als resultaat van kettingreacties, te leiden tot meervoudige membraanschade en celdood. Een belangrijke toevoeging aan deze reacties is het vermogen van het NO-radicaal om bij interactie met een superoxide-anion peroxynitriet te vormen, dat zogenaamde apoptose (geprogrammeerde celdood) kan veroorzaken en tijdens zijn spontane ontbinding kan veranderen in een hydroxylradicaal. Dit laatste kan ook worden gevormd uit hypochlorietanion in aanwezigheid van ijzerionen.

De processen die plaatsvinden vóór de vorming van het hypochlorietanion of hydroxylradicaal zijn gelokaliseerd in het cytoplasma en worden gecontroleerd door cytoplasmatische enzymen of natuurlijke in water oplosbare antioxidanten. Bijvoorbeeld, taurine in staat hypochlorietanion te binden in de vorm van een chlooraminecomplex, een dipeptide carnosine en zijn derivaten neutraliseren het hydroxylradicaal en verbindingen zoals eiwitten ferritine, ijzer binden. Lipidenperoxidatie, geïnitieerd in de hydrofobe ruimte van celmembranen, kan de bekende hydrofobe antioxidant onderbreken α-tocoferol (vitamine E). De hoge concentratie in biologische membranen voorkomt dat ze worden beschadigd door vrije radicalen.

Volledige onderdrukking van peroxideprocessen in weefsels is blijkbaar onpraktisch; vrije radicalen hebben gunstige eigenschappen. Ze induceren apoptose en nemen deel aan de vorming van cellulaire immuniteit. De vorming van hydroperoxiden van de vetzuurketens van meervoudig onverzadigde fosfolipiden beschadigt de dubbellaag en bevordert, door het werk van fosfolipasen te stimuleren, de afgifte van vetzuren uit membraanlipiden. Meervoudig onverzadigd arachidonzuur is een veelvoorkomend doelwit voor aanvallen door vrije radicalen. Dit proces kan de enzymatische transformaties ervan op twee manieren stimuleren: lipoxygenase of cyclo-oxygenase. Als gevolg hiervan worden in de cel belangrijke biologische regulatoren gevormd: prostaglandinen, leukotriënen, tromboxanen. Lysofosfolipiden gevormd tijdens de splitsing van een gemodificeerd vetzuur kunnen met een ander vetzuur (in de vorm van acyl-CoA) in hun oorspronkelijke staat worden hersteld. Op deze manier kan de vetzuursamenstelling van lipidemoleculen in het celmembraan worden gereguleerd.

Zeer reactieve vrije zuurstofradicalen, gekenmerkt door een hoog oxidatiepotentieel en het vermogen om snelle transformaties te ondergaan, kunnen kettingreacties veroorzaken. Momenteel wordt de belangrijke rol van vrije radicalenprocessen bij de ontwikkeling van leeftijdsgebonden en pathologische aandoeningen in weefsels erkend [Vladimirov Yu.A. et al., 1983]. Transformaties van vrije radicalen zijn betrokken bij mechanismen die de overleving van cellen onder ongunstige omstandigheden vergroten, en een afname van de vorming van vrije radicalen in het lichaam draagt ​​bij aan de verzwakking van de cellulaire immuniteit. De toegenomen vorming van vrije radicalen gaat echter gepaard met pathologische aandoeningen (de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer) en het proces van biologische veroudering zelf.

NIVEAU VAN DE GENERATIE VAN VRIJE RADICALEN IN EJACULAATMONSTERS VAN ONVRUCHTBAARHEIDPATIËNTEN

Het niveau van vorming van vrije radicalen in ejaculaatmonsters van onvruchtbare patiënten werd beoordeeld met behulp van de chemiluminescentiemethode. Er is aangetoond dat in monsters die antisperma-antilichamen bevatten, de kans op schade aan het plasmamembraan van sperma toeneemt als gevolg van overmatige vorming van vrije radicalen. Er wordt veel aandacht besteed aan de studie van de rol van antisperma-antilichamen (ASAT) in het voortplantingsproces. De vraag naar het effect van ACAT op de bevruchting blijft echter nog steeds onduidelijk. Uit de werken van sommige auteurs blijkt een verband tussen de aanwezigheid van antilichamen en een afname van de kans op zwangerschap, terwijl in andere onderzoeken de invloed van ACAT op de afname van deze indicator bij patiënten met antilichamen in twijfel wordt getrokken. Het doel van dit werk was om het niveau van SR-generatie in ACAT-positieve en ACAT-negatieve ejaculaatmonsters te beoordelen.

Publicatie: Bulletin of Experimental Biology and Medicine
Jaar van uitgave: 2001
Volume: 3s.
Aanvullende informatie: 2001.-N 6.-P.658-660
Aantal keren bekeken: 171

Reactieve zuurstofsoorten (ROS) – verbindingen waarin zuurstof een ongepaard elektron heeft.

ROS worden gevormd wanneer de bedrijfsomstandigheden van de ademhalingsketen veranderen (bijvoorbeeld tijdens hypoxie), onder invloed van UV-stralen, tijdens de interactie van zuurstof met metaalionen met variabele valentie (ijzer), tijdens de spontane oxidatie van bepaalde stoffen, met de deelname van de enzymen xanthine-oxidase of NADPH-oxidase. Onder deze omstandigheden wordt het gevormd superoxide-anion zuurstof O₂ .− , Dan waterstofperoxide H₂OVER₂ En hydroxideradicaal HO. . Ze veroorzaken reactieve zuurstofsoorten peroxidatie van lipiden - een proces dat leidt tot ernstige membraanschade, waarbij eiwitten en DNA worden beschadigd.

Inactivatie van reactieve zuurstofsoorten in cellen vindt plaats onder invloed van het antioxidantsysteem. Het bevat verschillende antioxiderende enzymen en antioxidanten met een laag molecuulgewicht (vitamine C, glutathion, vitamine E, enz.).

Superoxide-dismutase(SOD) zet het superoxide-anion van zuurstof om in waterstofperoxide H₂OVER₂:

Catalase - hemine-enzym dat Fe 3+ bevat, katalyseert de ontledingsreactie van waterstofperoxide. Hierbij ontstaat water en zuurstof:

De hoogste activiteit van catalase in het lichaam is kenmerkend voor de lever. Er is veel katalase in erytrocyten. Daar beschermt het hemoglobineheem tegen oxidatie.

Peroxidase- heem-enzym, reduceert waterstofperoxide tot water; Tegelijkertijd wordt een andere stof geoxideerd:

Peroxidase is in staat andere peroxiden af ​​te breken en om te zetten in alcoholen. Peroxidase-activiteit wordt aangetroffen in de lever, de nieren en neutrofiele leukocyten.

Antioxidanten - biologisch actieve stoffen die interageren met vrije radicalen en de processen van vrije radicalenoxidatie van organische stoffen in het lichaam voorkomen.

Vitaminen,met antioxiderende eigenschappen - S, E, A, R. Tripeptide vertoont antioxiderende eigenschappen glutathion, taurine (2-aminoethaansulfonzuur), dipeptide carnosine

Volledige onderdrukking van peroxideprocessen in weefsels is blijkbaar onpraktisch. Vrije radicalen veroorzaken apoptose, neem deel aan de formatie cellulaire immuniteit, het werk van fosfolipasen stimuleren en daardoor deelnemen aan de synthese van eicosanoïden.

De toegenomen vorming van vrije radicalen gaat echter gepaard met pathologische aandoeningen (de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer) en het proces van biologische veroudering zelf.

Datum toegevoegd: 19-03-2015; weergaven: 759; BESTEL EEN WERKSCHRIFT