Poziom generacji wolnych rodników

Wolne utlenianie zachodzi przy udziale wolnorodnikowych form tlenu, które powstają w procesie jednoelektronowej redukcji tlenu, a przede wszystkim anionorodnik ponadtlenkowy tlen.

Zazwyczaj te rodnikowe reakcje utleniania zachodzą w centrum aktywnym odpowiednich enzymów, a produkty pośrednie nie pojawiają się w środowisku zewnętrznym. Kiedy zmieniają się warunki pracy łańcucha oddechowego (np. podczas niedotlenienia), możliwa jest w nim także jednoelektronowa redukcja tlenu, ze względu na to, że jego powinowactwo do ubichinonu jest większe niż do oksydazy cytochromowej. Procesy te prowadzą do powstania anionu ponadtlenkowego tlenu. Rodnik ten może powstawać również pod wpływem promieni ultrafioletowych, a także w wyniku oddziaływania tlenu z jonami metali o zmiennej wartościowości (najczęściej z żelazem) lub podczas samoistnego utleniania niektórych związków, np. dopaminy. Wreszcie może być wytwarzany w komórkach przez enzymy, takie jak oksydaza ksantynowa lub oksydaza NADPH.

Tworzenie anionu ponadtlenkowego tlenu ma istotne znaczenie biologiczne. Jest związkiem wysoce reaktywnym, który ze względu na dużą hydrofilowość nie może opuścić komórki i gromadzi się w cytoplazmie. Jego przemiany prowadzą do powstania szeregu aktywnych utleniaczy (ryc. 9.10). Ma zdolność aktywacji syntazy NO, która tworzy w tkankach rodnik NO, który ma właściwości drugiego przekaźnika (aktywuje rozpuszczalną cyklazę guanylanową, której produkt, cGMP, wykazuje właściwości rozszerzające naczynia krwionośne). Z kolei anion ponadtlenkowy jest w stanie redukować zawartość rodnika NO, przekształcając go w nadtlenoazotyn ONOOH (patrz rys. 9.10).

Żywe komórki posiadają systemy obronne przed zwiększoną produkcją wolnych rodników. Enzym dysmutaza ponadtlenkowa przekształca aniono ponadtlenkowe tlenu w mniej reaktywny i bardziej hydrofobowy nadtlenek wodoru H₂O₂. Nadtlenek wodoru jest substratem dla katalazy i peroksydaz zależnych od glutationu, które katalizują jego przemianę w cząsteczkę wody. Jednakże nadtlenek wodoru może generować rodnik hydroksylowy w obecności żelazawego żelaza lub zostać przekształcony w anion podchlorynowy OCl przez enzym mieloperoksydazę.

Ryż. 9.10. Wzajemne konwersje wolnych rodników i ich główne funkcje w tkankach [Boldyrev A.A., 1996].

Zarówno anion podchlorynowy, jak i rodnik hydroksylowy są silnymi środkami utleniającymi. Mają zdolność modyfikowania białek, kwasów nukleinowych, indukowania peroksydacji lipidów (na którą najbardziej „ucierpią” wielonienasycone lipidy błonowe), a w wyniku reakcji łańcuchowych prowadzą do wielokrotnych uszkodzeń błon i śmierci komórek. Ważnym dodatkiem do tych reakcji jest zdolność rodnika NO, oddziałując z anionem ponadtlenkowym, do tworzenia nadtlenoazotynu, który może indukować tzw. apoptozę (programowaną śmierć komórki), a podczas spontanicznego rozkładu zamieniać się w rodnik hydroksylowy. Ten ostatni można również utworzyć z anionu podchlorynowego w obecności jonów żelaza.

Procesy zachodzące przed utworzeniem anionu podchlorynowego lub rodnika hydroksylowego są zlokalizowane w cytoplazmie i kontrolowane przez enzymy cytoplazmatyczne lub naturalne przeciwutleniacze rozpuszczalne w wodzie. Na przykład, byczy zdolny do wiązania anionu podchlorynowego w postaci kompleksu chloraminy, dipeptydu karnozyna i jego pochodne neutralizują rodnik hydroksylowy i związki takie jak białko ferrytyna, wiązać żelazo. Peroksydacja lipidów, zapoczątkowana w przestrzeni hydrofobowej błon komórkowych, jest w stanie przerwać działanie dobrze znanego hydrofobowego przeciwutleniacza α-tokoferol (witamina E). Jego wysokie stężenie w błonach biologicznych zapobiega ich uszkodzeniu przez wolne rodniki.

Całkowite zahamowanie procesów nadtlenkowych w tkankach jest pozornie niepraktyczne, wolne rodniki mają dobroczynne właściwości. Indukują apoptozę i uczestniczą w tworzeniu odporności komórkowej. Tworzenie się wodoronadtlenków łańcuchów kwasów tłuszczowych wielonienasyconych fosfolipidów uszkadza dwuwarstwę i stymulując pracę fosfolipaz, sprzyja uwalnianiu kwasów tłuszczowych z lipidów błonowych. Wielonienasycony kwas arachidonowy jest częstym celem ataku wolnych rodników. Proces ten może stymulować jego przemiany enzymatyczne na jeden z dwóch sposobów - lipoksygenaza Lub cyklooksygenaza. W rezultacie w komórce powstają ważne regulatory biologiczne: prostaglandyny, leukotrieny, tromboksany. Lizofosfolipidy powstałe podczas rozszczepiania zmodyfikowanego kwasu tłuszczowego można przywrócić do stanu pierwotnego za pomocą innego kwasu tłuszczowego (w postaci acylo-CoA). W ten sposób można regulować skład kwasów tłuszczowych w cząsteczkach lipidów w błonie komórkowej.

Wysoko reaktywne wolne rodniki tlenowe, charakteryzujące się wysokim potencjałem utleniającym i zdolnością do szybkich przemian, mogą indukować reakcje łańcuchowe. Obecnie uznaje się ważną rolę procesów wolnorodnikowych w rozwoju schorzeń związanych z wiekiem i patologicznych w tkankach [Vladimirov Yu.A. i in., 1983]. Przemiany wolnorodnikowe biorą udział w mechanizmach zwiększających przeżywalność komórek w niesprzyjających warunkach, a zmniejszenie wytwarzania wolnych rodników w organizmie przyczynia się do osłabienia odporności komórkowej. Jednakże zwiększone wytwarzanie wolnych rodników towarzyszy stanom patologicznym (choroba Parkinsona, choroba Alzheimera) i samemu procesowi starzenia biologicznego.

POZIOM GENERACJI WOLNYCH RODNIKÓW W PRÓBKACH EJAKULATU PACJENTÓW Z NIEPŁODNOŚCIĄ

Poziom generacji wolnych rodników w próbkach ejakulatu niepłodnych pacjentów oceniano za pomocą chemiluminescencji. Wykazano, że w próbkach zawierających przeciwciała antyspermowe zwiększa się prawdopodobieństwo uszkodzenia błony komórkowej plemników na skutek nadmiernego wytwarzania wolnych rodników. Wiele uwagi poświęca się badaniu roli przeciwciał antyspermowych (ASAT) w procesie rozrodu. Jednakże kwestia wpływu ACAT na nawożenie pozostaje nadal niejasna. Prace niektórych autorów wskazują na związek pomiędzy obecnością przeciwciał a zmniejszeniem prawdopodobieństwa zajścia w ciążę, podczas gdy w innych badaniach kwestionuje się wpływ ACAT na zmniejszenie tego wskaźnika u pacjentek z przeciwciałami. Celem pracy była ocena poziomu generacji SR w próbkach ejakulatu ACAT-dodatnich i ACAT-ujemnych.

Publikacja: Biuletyn Biologii Doświadczalnej i Medycyny
Rok wydania: 2001
Objętość: 3s.
Informacje dodatkowe: 2001.-N 6.-P.658-660
Wyświetleń: 171

Reaktywne formy tlenu (ROS) – związki, w których tlen ma niesparowany elektron.

ROS powstają, gdy zmieniają się warunki pracy łańcucha oddechowego (np. podczas niedotlenienia), pod wpływem promieni UV, podczas oddziaływania tlenu z jonami metali o zmiennej wartościowości (żelazem), podczas samorzutnego utleniania niektórych substancji, z udziałem enzymów oksydazy ksantynowej lub oksydazy NADPH. W tych warunkach powstaje anion ponadtlenkowy tlen O₂ .− , Następnie nadtlenek wodoru H₂O₂ I rodnik wodorotlenkowy HO. . Powodują reaktywne formy tlenu peroksydacja lipidów - proces prowadzący do poważnego uszkodzenia błon komórkowych, uszkodzenia białek i DNA.

Inaktywacja reaktywnych form tlenu w komórkach następuje pod wpływem układu antyoksydacyjnego. Zawiera kilka enzymów przeciwutleniających i przeciwutleniaczy o niskiej masie cząsteczkowej (witamina C, glutation, witamina E itp.).

Dysmutaza ponadtlenkowa(SOD) przekształca aniono ponadtlenkowe tlenu w nadtlenek wodoru H₂O₂:

Katalaza - enzym hemina zawierający Fe 3+ katalizuje reakcję rozkładu nadtlenku wodoru. W ten sposób powstaje woda i tlen:

Największą aktywnością katalazy w organizmie charakteryzuje się wątroba. W erytrocytach jest dużo katalazy. Tam chroni hem hemoglobiny przed utlenianiem.

Peroksydaza- enzym hemowy, redukuje nadtlenek wodoru do wody; Jednocześnie utlenia się inna substancja:

Peroksydaza jest zdolna do rozkładu innych nadtlenków, przekształcając je w alkohole. Aktywność peroksydazy stwierdza się w wątrobie, nerkach i leukocytach neutrofilowych.

Przeciwutleniacze - substancje biologicznie czynne, które oddziałują z wolnymi rodnikami i zapobiegają procesom wolnorodnikowego utleniania substancji organicznych w organizmie.

Witaminy,wykazujące właściwości przeciwutleniające - S, E, A, R. Tripeptyd wykazuje właściwości przeciwutleniające glutation, tauryna (kwas 2-aminoetanosulfonowy), dipeptyd karnozyna

Całkowite zahamowanie procesów nadtlenkowych w tkankach jest najwyraźniej niepraktyczne. Wolne rodniki wywołują apoptoza, uczestniczyć w formacji odporność komórkowa, stymulują pracę fosfolipaz, uczestnicząc tym samym w syntezie eikozanoidów.

Jednakże zwiększone wytwarzanie wolnych rodników towarzyszy stanom patologicznym (choroba Parkinsona, choroba Alzheimera) i samemu procesowi starzenia biologicznego.

Data dodania: 2015-03-19; wyświetleń: 759; ZAMÓW NAPISANIE PRACY