Nivå av frie radikaler

Fri oksidasjon skjer med deltakelse av frie radikale former for oksygen, som dannes i prosessen med en-elektron reduksjon av oksygen og, fremfor alt, superoksyd anion oksygen.

Vanligvis forekommer disse radikale oksidasjonsreaksjonene i det aktive sentrum av de tilsvarende enzymene, og mellomprodukter vises ikke i det ytre miljøet. Når driftsforholdene til respirasjonskjeden endres (for eksempel under hypoksi), er en-elektronreduksjon av oksygen også mulig i den, på grunn av det faktum at dens affinitet for ubiquinon er høyere enn for cytokromoksidase. Disse prosessene fører til dannelsen av superoksidanion av oksygen. Denne radikalen kan også dannes under påvirkning av ultrafiolette stråler, så vel som gjennom interaksjonen av oksygen med metallioner med variabel valens (oftest med jern) eller under spontan oksidasjon av visse forbindelser, for eksempel dopamin. Til slutt kan det produseres i celler av enzymer som xanthine oxidase eller NADPH oxidase.

Dannelsen av superoksidanion av oksygen har viktig biologisk betydning. Det er en svært reaktiv forbindelse, som på grunn av sin høye hydrofilisitet ikke kan forlate cellen og akkumuleres i cytoplasmaet. Dens transformasjoner fører til dannelsen av en rekke aktive oksidasjonsmidler (fig. 9.10). Den er i stand til å aktivere NO-syntase, som danner et NO-radikal i vev, som har egenskapene til en andre budbringer (aktiverer løselig guanylat-cyklase, hvis produkt, cGMP, viser vasodilatatoregenskaper). På den annen side er superoksidanion i stand til å redusere innholdet av NO-radikal, og omdanner det til peroksynitritt ONOOH (se fig. 9.10).

Levende celler har forsvarssystemer mot økt produksjon av frie radikaler. Enzym superoksiddismutase omdanner superoksidanionet av oksygen til det mindre reaktive og mer hydrofobe hydrogenperoksidet H₂OM₂. Hydrogenperoksid er et substrat for katalase og glutationavhengige peroksidaser, som katalyserer omdannelsen til et vannmolekyl. Imidlertid kan hydrogenperoksid generere et hydroksylradikal i nærvær av jernholdig jern eller omdannes til hypoklorittanion OCl av enzymet myeloperoksidase.

Ris. 9.10. Interkonversjoner av frie radikaler og deres hovedfunksjoner i vev [Boldyrev A.A., 1996].

Både hypoklorittanionet og hydroksylradikalet er sterke oksidasjonsmidler. De er i stand til å modifisere proteiner, nukleinsyrer, indusere lipidperoksidasjon (som flerumettede membranlipider "lider" mest av) og, som et resultat av kjedereaksjoner, føre til flere membranskader og celledød. Et viktig tillegg til disse reaksjonene er evnen til NO-radikalet, når det interagerer med superoksydanion, til å danne peroksynitritt, som kan indusere såkalt apoptose (programmert celledød), og under dets spontane dekomponering bli til et hydroksylradikal. Sistnevnte kan også dannes fra hypoklorittanion i nærvær av jernioner.

Prosessene som skjer før dannelsen av hypoklorittanion eller hydroksylradikal er lokalisert i cytoplasmaet og kontrollert av cytoplasmatiske enzymer eller naturlige vannløselige antioksidanter. For eksempel, taurin i stand til å binde hypoklorittanion i form av et kloraminkompleks, et dipeptid karnosin og dets derivater nøytraliserer hydroksylradikalet, og forbindelser som protein ferritin, binde jern. Lipidperoksidasjon, initiert i det hydrofobe rommet til cellemembraner, er i stand til å avbryte den velkjente hydrofobe antioksidanten a-tokoferol (vitamin E). Den høye konsentrasjonen i biologiske membraner hindrer dem i å bli skadet av frie radikaler.

Fullstendig undertrykkelse av peroksidprosesser i vev er tilsynelatende upraktisk; frie radikaler har gunstige egenskaper. De induserer apoptose og deltar i dannelsen av cellulær immunitet. Dannelsen av hydroperoksider av fettsyrekjedene til flerumettede fosfolipider skader dobbeltlaget og fremmer ved å stimulere fosfolipasens arbeid frigjøring av fettsyrer fra membranlipider. Flerumettet arakidonsyre er et vanlig mål for angrep fra frie radikaler. Denne prosessen kan stimulere dens enzymatiske transformasjoner på en av to måter - lipoksygenase eller cyklooksygenase. Som et resultat dannes viktige biologiske regulatorer i cellen: prostaglandiner, leukotriener, tromboksaner. Lysofosfolipider dannet under spaltningen av en modifisert fettsyre kan gjenopprettes til sin opprinnelige tilstand ved å bruke en annen fettsyre (i form av acyl-CoA). På denne måten kan fettsyresammensetningen til lipidmolekyler i cellemembranen reguleres.

Høyreaktive oksygenfrie radikaler, preget av høyt oksidasjonspotensial og evnen til å gjennomgå raske transformasjoner, kan indusere kjedereaksjoner. For tiden er den viktige rollen til frie radikaler i utviklingen av aldersrelaterte og patologiske tilstander i vev anerkjent [Vladimirov Yu.A. et al., 1983]. Frie radikaler er involvert i mekanismer som øker celleoverlevelsen under ugunstige forhold, og en reduksjon i generering av frie radikaler i kroppen bidrar til svekkelse av cellulær immunitet. Økt generering av frie radikaler følger imidlertid med patologiske tilstander (Parkinsons sykdom, Alzheimers sykdom) og selve prosessen med biologisk aldring.

NIVÅ AV FRI RADIKALGENERERING I EJAKULATPRØVER PÅ INFERTILETSPASIENTER

Nivået av generering av frie radikaler i ejakulasjonsprøver fra infertile pasienter ble vurdert ved bruk av kjemiluminescensmetoden. Det er vist at i prøver som inneholder antispermantistoffer, øker sannsynligheten for skade på plasmamembranen til sæd på grunn av overdreven generering av frie radikaler. Mye oppmerksomhet rettes mot studiet av rollen til antispermantistoffer (ASAT) i reproduksjonsprosessen. Spørsmålet om effekten av ACAT på befruktning er imidlertid fortsatt uklart. Arbeidene til noen forfattere avslører en sammenheng mellom tilstedeværelsen av antistoffer og en reduksjon i sannsynligheten for graviditet, mens det i andre studier stilles spørsmål ved påvirkningen av ACAT på reduksjonen i denne indikatoren hos pasienter med antistoffer. Formålet med dette arbeidet var å vurdere nivået av SR-generering i ACAT-positive og ACAT-negative ejakulatprøver.

Publikasjon: Bulletin of Experimental Biology and Medicine
Utgivelsesår: 2001
Volum: 3s.
Ytterligere informasjon: 2001.-N 6.-P.658-660
Visninger: 171

Reaktive oksygenarter (ROS) – forbindelser der oksygen har et uparet elektron.

ROS dannes når driftsforholdene til respirasjonskjeden endres (for eksempel under hypoksi), under påvirkning av UV-stråler, under interaksjonen av oksygen med metallioner med variabel valens (jern), under spontan oksidasjon av visse stoffer, med deltagelse av enzymene xanthine oxidase eller NADPH oxidase. Under disse forholdene dannes det superoksyd anion oksygen O₂ .− , deretter hydrogenperoksid H₂OM₂ Og hydroksydradikal HO. . De forårsaker reaktive oksygenarter lipidperoksidasjon - en prosess som fører til alvorlig membranskade, skader på proteiner og DNA.

Inaktivering av reaktive oksygenarter i cellene skjer under påvirkning av antioksidantsystemet. Det inkluderer flere antioksidantenzymer og lavmolekylære antioksidanter (vitamin C, glutation, vitamin E, etc.).

Superoksiddismutase(SOD) konverterer superoksidanionet av oksygen til hydrogenperoksid H₂OM₂:

Catalase - hemin enzym som inneholder Fe 3+ katalyserer nedbrytningsreaksjonen av hydrogenperoksid. Dette produserer vann og oksygen:

Den høyeste aktiviteten av katalase i kroppen er karakteristisk for leveren. Det er mye katalase i erytrocytter. Der beskytter det hemoglobinhem fra oksidasjon.

Peroksidase- hem enzym, reduserer hydrogenperoksid til vann; Samtidig oksideres et annet stoff:

Peroksidase er i stand til å dekomponere andre peroksider og omdanne dem til alkoholer. Peroksidaseaktivitet finnes i leveren, nyrene og nøytrofile leukocytter.

Antioksidanter - biologisk aktive stoffer som interagerer med frie radikaler og forhindrer prosessene med fri radikal oksidasjon av organiske stoffer i kroppen.

Vitaminer,viser antioksidantegenskaper - S, E, A, R. Tripeptid har antioksidantegenskaper glutation, taurin (2-aminoetansulfonsyre), dipeptid karnosin

Fullstendig undertrykkelse av peroksidprosesser i vev er tilsynelatende upraktisk. Frie radikaler induserer apoptose, delta i formasjonen cellulær immunitet, stimulere arbeidet med fosfolipaser, og dermed delta i syntesen av eikosanoider.

Økt generering av frie radikaler følger imidlertid med patologiske tilstander (Parkinsons sykdom, Alzheimers sykdom) og selve prosessen med biologisk aldring.

Dato lagt til: 2015-03-19; visninger: 759; BESTILL EN ARBEIDSSKRIFT