Nivå av generering av fria radikaler

Fri oxidation sker med deltagande av fria radikalformer av syre, som bildas i processen med en-elektronreduktion av syre och framför allt, superoxidanjonsyre.

Typiskt förekommer dessa radikaloxidationsreaktioner i det aktiva centret av motsvarande enzymer, och mellanprodukter uppträder inte i den yttre miljön. När driftsförhållandena för andningskedjan förändras (till exempel under hypoxi), är en-elektronreduktion av syre också möjlig i den, på grund av att dess affinitet för ubikinon är högre än för cytokromoxidas. Dessa processer leder till bildandet av superoxidanjon av syre. Denna radikal kan också bildas under påverkan av ultravioletta strålar, såväl som genom interaktionen av syre med metalljoner av variabel valens (oftast med järn) eller under spontan oxidation av vissa föreningar, såsom dopamin. Slutligen kan det produceras i celler av enzymer som xantinoxidas eller NADPH-oxidas.

Bildandet av superoxidanjon av syre har en viktig biologisk betydelse. Det är en mycket reaktiv förening, som på grund av sin höga hydrofilicitet inte kan lämna cellen och ackumuleras i cytoplasman. Dess omvandlingar leder till bildandet av ett antal aktiva oxidationsmedel (Fig. 9.10). Det är kapabelt att aktivera NO-syntas, som bildar en NO-radikal i vävnader, som har egenskaperna hos en andra budbärare (aktiverar lösligt guanylatcyklas, vars produkt, cGMP, uppvisar vasodilaterande egenskaper). Å andra sidan kan superoxidanjon reducera halten NO-radikal och omvandla den till peroxinitrit ONOOH (se fig. 9.10).

Levande celler har försvarssystem mot ökad produktion av fria radikaler. Enzym superoxiddismutas omvandlar superoxidanjonen av syre till den mindre reaktiva och mer hydrofoba väteperoxiden H₂HANDLA OM₂. Väteperoxid är ett substrat för katalas och glutationberoende peroxidaser, som katalyserar dess omvandling till en vattenmolekyl. Emellertid kan väteperoxid generera en hydroxylradikal i närvaro av järnhaltigt järn eller omvandlas till hypokloritanjonen OCl av enzymet myeloperoxidas.

Ris. 9.10. Interomvandlingar av fria radikaler och deras huvudsakliga funktioner i vävnader [Boldyrev A.A., 1996].

Både hypokloritanjonen och hydroxylradikalen är starka oxidationsmedel. De kan modifiera proteiner, nukleinsyror, inducera lipidperoxidation (av vilken fleromättade membranlipider "lider" mest) och, som ett resultat av kedjereaktioner, leda till multipla membranskador och celldöd. Ett viktigt tillägg till dessa reaktioner är förmågan hos NO-radikalen, när den interagerar med superoxidanjon, att bilda peroxinitrit, som kan inducera så kallad apoptos (programmerad celldöd), och under dess spontana nedbrytning förvandlas till en hydroxylradikal. Den senare kan också bildas av hypokloritanjon i närvaro av järnjoner.

De processer som sker innan bildandet av hypokloritanjon eller hydroxylradikal är lokaliserade i cytoplasman och kontrolleras av cytoplasmatiska enzymer eller naturliga vattenlösliga antioxidanter. Till exempel, taurin kapabel att binda hypokloritanjon i form av ett kloraminkomplex, en dipeptid karnosin och dess derivat neutraliserar hydroxylradikalen och föreningar såsom protein ferritin, binda järn. Lipidperoxidation, initierad i det hydrofoba utrymmet av cellmembran, kan avbryta den välkända hydrofoba antioxidanten a-tokoferol (vitamin E). Dess höga koncentration i biologiska membran förhindrar att de skadas av fria radikaler.

Fullständigt undertryckande av peroxidprocesser i vävnader är uppenbarligen opraktiskt, fria radikaler har fördelaktiga egenskaper. De inducerar apoptos och deltar i bildandet av cellulär immunitet. Bildandet av hydroperoxider av fettsyrakedjorna av fleromättade fosfolipider skadar dubbelskiktet och, genom att stimulera fosfolipasernas arbete, främjar frisättningen av fettsyror från membranlipider. Fleromättad arakidonsyra är ett vanligt mål för attacker från fria radikaler. Denna process kan stimulera dess enzymatiska transformationer på ett av två sätt - lipoxygenas eller cyklooxygenas. Som ett resultat bildas viktiga biologiska regulatorer i cellen: prostaglandiner, leukotriener, tromboxaner. Lysofosfolipider som bildas under klyvningen av en modifierad fettsyra kan återställas till sitt ursprungliga tillstånd med hjälp av en annan fettsyra (i form av acyl-CoA). På så sätt kan fettsyrasammansättningen av lipidmolekyler i cellmembranet regleras.

Högreaktiva fria syreradikaler, kännetecknade av hög oxidationspotential och förmåga att genomgå snabba omvandlingar, kan inducera kedjereaktioner. För närvarande erkänns den viktiga rollen för fria radikalprocesser i utvecklingen av åldersrelaterade och patologiska tillstånd i vävnader [Vladimirov Yu.A. et al., 1983]. Omvandlingar av fria radikaler är involverade i mekanismer som ökar cellöverlevnaden under ogynnsamma förhållanden, och en minskning av genereringen av fria radikaler i kroppen bidrar till att försvaga cellulär immunitet. En ökad generering av fria radikaler åtföljer dock patologiska tillstånd (Parkinsons sjukdom, Alzheimers sjukdom) och själva processen med biologiskt åldrande.

NIVÅ AV FRI RADIKALER I EJAKULATPROV PÅ INFERTILETSPATIENTER

Graden av generering av fria radikaler i ejakulatprover från infertila patienter bedömdes med användning av kemiluminescensmetoden. Det har visats att i prover som innehåller antispermaantikroppar ökar sannolikheten för skador på plasmamembranet hos spermier på grund av överdriven generering av fria radikaler. Mycket uppmärksamhet ägnas åt studiet av antispermaantikropparnas (ASAT) roll i reproduktionsprocessen. Frågan om effekten av ACAT på befruktning är dock fortfarande oklar. Vissa författares verk avslöjar ett samband mellan förekomsten av antikroppar och en minskning av sannolikheten för graviditet, medan i andra studier ifrågasätts påverkan av ACAT på minskningen av denna indikator hos patienter med antikroppar. Syftet med detta arbete var att bedöma nivån av SR-generering i ACAT-positiva och ACAT-negativa ejakulatprover.

Publikation: Bulletin of Experimental Biology and Medicine
Utgivningsår: 2001
Volym: 3s.
Ytterligare information: 2001.-N 6.-P.658-660
Visningar: 171

Reactive oxygen species (ROS) – föreningar där syre har en oparad elektron.

ROS bildas när driftförhållandena för andningskedjan förändras (till exempel under hypoxi), under påverkan av UV-strålar, under interaktionen av syre med metalljoner med variabel valens (järn), under spontan oxidation av vissa ämnen, med deltagande av enzymerna xantinoxidas eller NADPH-oxidas. Under dessa förhållanden bildas den superoxidanjon syre O₂ .− , då väteperoxid H₂HANDLA OM₂ Och hydroxidradikal HO. . De orsakar reaktiva syrearter lipidperoxidation - en process som leder till allvarliga membranskador, skadar proteiner och DNA.

Inaktivering av reaktiva syrearter i celler sker under verkan av antioxidantsystemet. Den innehåller flera antioxidantenzymer och lågmolekylära antioxidanter (vitamin C, glutation, vitamin E, etc.).

Superoxiddismutas(SOD) omvandlar superoxidanjonen av syre till väteperoxid H₂HANDLA OM₂:

Catalase - heminenzym som innehåller Fe 3+ katalyserar nedbrytningsreaktionen av väteperoxid. Detta producerar vatten och syre:

Den högsta aktiviteten av katalas i kroppen är karakteristisk för levern. Det finns mycket katalas i erytrocyter. Där skyddar det hemoglobinhem från oxidation.

Peroxidas- hemenzym, reducerar väteperoxid till vatten; Samtidigt oxideras ett annat ämne:

Peroxidas kan bryta ner andra peroxider och omvandla dem till alkoholer. Peroxidasaktivitet finns i levern, njurarna och neutrofila leukocyter.

Antioxidanter - biologiskt aktiva ämnen som interagerar med fria radikaler och förhindrar processerna för oxidation av fria radikaler av organiska ämnen i kroppen.

Vitaminer,uppvisar antioxidantegenskaper - S, E, A, R. Tripeptid uppvisar antioxidantegenskaper glutation, taurin (2-aminoetansulfonsyra), dipeptid karnosin

Fullständigt undertryckande av peroxidprocesser i vävnader är uppenbarligen opraktiskt. Fria radikaler framkallar apoptos, delta i bildningen cellulär immunitet, stimulera fosfolipasernas arbete och därigenom delta i syntesen av eikosanoider.

En ökad generering av fria radikaler åtföljer dock patologiska tillstånd (Parkinsons sjukdom, Alzheimers sjukdom) och själva processen med biologiskt åldrande.

Tillagt datum: 2015-03-19; visningar: 759; BESTÄLL ETT ARBETSSKRIVNING