Рівень генерації вільних радикалів

Вільне окислення протікає за участю вільнорадикальних форм кисню, які утворюються в процесі одноелектронного відновлення кисню і насамперед супероксид-аніону кисню.

Зазвичай, ці реакції зведенорадикального окислення протікають в активному центрі відповідних ферментів, а проміжні продукти не з'являються у зовнішньому середовищі. При зміні умов функціонування дихального ланцюга (наприклад, при гіпоксії) у ньому також можливе одно-електронне відновлення кисню, що пояснюється тим, що його спорідненість до убихинона вище, ніж цитохромоксидази. Ці процеси призводять до утворення супероксид-аніону кисню. Цей радикал може утворюватися під впливом ультрафіолетових променів, а також шляхом взаємодії кисню з іонами металів змінної валентності (найчастіше із залізом) або в ході спонтанного окислення деяких сполук, наприклад дофаміну. Нарешті, він може продукуватися в клітинах і ферментами, як ксантиноксидаза або НАДФН-оксидаза.

Утворення супероксид-аніону кисню має важливе біологічне значення. Він є високореакційною сполукою, яка внаслідок високої гідрофільності не може залишати клітину та накопичується у цитоплазмі. Його перетворення призводять до утворення низки активних окислювачів (рис. 9.10). Він здатний активувати NO-синтазу, яка утворює в тканинах NO-радикал, що має властивості вторинного посередника (активує розчинну гуанілатциклазу, продукт якої – цГМФ – виявляє вазодилататорні властивості). З іншого боку, супероксид-аніон здатний знижувати вміст NO-радикалу, перетворюючи його на пероксинітрит ONOOH (див. рис. 9.10).

Живі клітини мають системи захисту від підвищеної продукції вільних радикалів. Фермент супероксиддисмутаза перетворює супероксид-аніон кисню на менш реакційний і більш гідрофобний пероксид водню Н₂Про₂. Пероксид водню є субстратом ката-лази та глутатіонзалежних пероксидаз, які каталізують його перетворення на молекулу води. Однак пероксид водню може генерувати гідроксил-радикал у присутності двовалентного заліза або перетворюватися на гіпохлорит-аніон ОСl – ферментом мієлопероксидазою.

Мал. 9.10. Взаємоперетворення вільних радикалів та його основні функції у тканинах [Болдирєв А.А., 1996].

Як гіпохлорит-аніон, і гідроксил-радикал є сильними окислювачами. Вони здатні модифікувати білки, нуклеїнові кислоти, індукувати перекисне окислення ліпідів (від якого найбільше «страждають» поліненасичені мембранні ліпіди) і в результаті ланцюгових реакцій призводити до множинних порушень мембран і загибелі клітин. Важливим доповненням цих реакцій є здатність NO радикала при взаємодії з супероксид-аніоном утворювати пероксинітрит, який може індукувати так званий апоптоз (запрограмована загибель клітин), а в ході свого спонтанного розпаду перетворюватися на гідроксил-радикал. Останній може утворюватися також із гіпохлорит-аніону у присутності іонів заліза.

Процеси, що протікають до моменту утворення гіпохлорит-аніону або гідроксилу-радикалу, локалізовані в цитоплазмі та контролюються цитоплазматичними ферментами або природними водорозчинними антиоксидантами. Наприклад, таурін здатний пов'язувати гіпохлорит-аніон у формі хлорамінового комплексу, дипептид карнозин та його похідні нейтралізують гідроксил-радикал, а такі сполуки, як білок феритинзв'язують залізо. Перекисне окислення ліпідів, що ініціюється в гідрофобному просторі клітинних мембран, здатний переривати широко відомий гідрофобний антиоксидант. α-токоферол (вітамін Е). Його висока концентрація у біологічних мембранах перешкоджає їх ушкодженню вільними радикалами.

Повне придушення перекисних процесів у тканинах, мабуть, недоцільно, вільні радикали мають корисні властивості. Вони індукують апоптоз, беруть участь у формуванні клітинного імунітету. Утворення гідроперекисів жирнокислотних ланцюгів поліненасичених фосфоліпідів ушкоджує бислой і, стимулюючи роботу фосфоліпаз, сприяє вивільненню жирних кислот зі складу мембранних ліпідів. Поліненасичена арахідонова кислота є звичайною мішенню для вільнорадикальної атаки. Цей процес може стимулювати ферментативні перетворення її одним із двох шляхів – ліпоксигеназному або циклооксигеназному. В результаті у клітині утворюються важливі біологічні регулятори: простагландини, лейкотрієни, тромбоксани. Лізофос-фоліпіди, що утворюються при відщепленні модифікованої жирної кислоти, можуть бути відновлені до вихідного стану з використанням іншої жирної кислоти (у формі ацил-КоА). Таким чином, може регулюватися жирнокислотний склад ліпідних молекул у клітинній мембрані.

Високореакційні вільні радикали кисню, що характеризуються високим окисним потенціалом та здатністю до швидких перетворень, можуть індукувати ланцюгові реакції. В даний час визнається важлива роль вільнорадикальних процесів у розвитку вікових та патологічних станів у тканинах [Владимиров Ю.А. та ін, 1983]. Вільнорадикальні перетворення залучаються до механізмів, що підвищують виживання клітин у несприятливих умовах, а зниження генерації вільних радикалів в організмі сприяє ослабленню клітинного імунітету. Однак посилена генерація вільних радикалів супроводжує патологічні стани (хвороба Паркінсона, Альцгеймера) і сам процес біологічного старіння.

РІВЕНЬ ГЕНЕРАЦІЇ ВІЛЬНИХ РАДИКАЛІВ В ЗРАЗКАХ ЕЯКУЛЯТА БЕЗКОШТОВНИХ ПАЦІЄНТІВ

Методом хемілюмінесценції оцінювали рівень генерації вільних радикалів у зразках еякуляту безплідних пацієнтів. Показано, що у зразках, що містять антиспермальні антитіла, збільшено ймовірність пошкодження плазматичної мембрани сперматозоїдів за рахунок надмірної генерації вільних радикалів. Вивченню ролі антиспермальних антитіл (АСАТ) у процесі репродукції приділяється велика увага. Проте досі залишається незрозумілим питання впливу АСАТ на запліднення. У роботах одних авторів виявляється залежність між присутністю антитіл та зниженням ймовірності настання вагітності, тоді як в інших дослідженнях вплив АСАТ на зниження даного показника у пацієнтів з антитілами ставиться під сумнів. Метою даної роботи стала оцінка рівня генерації СР в АСАТ-позитивних та АСАТ-негативних зразках еякуляту.

Видання: Бюлетень експериментальної біології та медицини
Рік видання: 2001
Об'єм: 3с.
Додаткова інформація: 2001.-N 6.-С.658-660
Переглядів: 171

Активні форми кисню (АФК) - З'єднання, в яких кисень має неспарений електрон.

АФК утворюються за зміни умов функціонування дихального ланцюга (наприклад, при гіпоксії), під дією УФ-променів, при взаємодії кисню з іонами металів змінної валентності (залізом), в ході спонтанного окислення деяких речовин, за участю ферментів ксантиноксидази або НАДФН-оксидази. У цих умовах утворюється супероксид-аніон кисню₂ .− , потім пероксид водню Н₂Про₂ і гідроксид-радикал АЛЕ. . Активні форми кисню вони викликають перекисне окиснення ліпідів - Процес, що веде до важкого пошкодження мембран, пошкоджують білки та ДНК.

Інактивація активних форм кисню у клітинах відбувається під дією антиоксидантної системи. До неї входять кілька антиоксидантних ферментів та низькомолекулярні антиоксиданти (вітамін С, глутатіон, вітамін Е та ін.).

Супероксиддисмутаза(СОД) перетворює супероксид-аніон кисню на пероксид водню Н₂Про₂:

Каталаза - геміновий фермент, що містить Fe 3+ каталізує реакцію розкладання пероксиду водню. При цьому утворюються вода та кисень:

Найбільша активність каталази в організмі й у печінки. Каталази багато в еритроцитах. Там вона захищає гем гемоглобіну від окиснення.

Пероксидаза- геміновий фермент, що відновлює пероксид водню до води; при цьому йде окиснення іншої речовини:

Пероксидаза здатна розкладати й інші перекиси, перетворюючи їх на спирти. Пероксидазна активність виявляється у печінці, нирках, нейтрофільних лейкоцитах.

Антиоксиданти - біологічно активні речовини, що взаємодіють з вільними радикалами та перешкоджають процесам вільнорадикального окиснення органічних речовин в організмі.

Вітаміни,виявляють антиоксидантні властивості – С, Е, А, Р. Антиоксидантні властивості виявляють трипептид. глутатіон, таурін (2-аміноетансульфонова кислота), дипептид карнозин.

Повне придушення перекисних процесів у тканинах, мабуть, недоцільно. Вільні радикали індукують апоптоз, беруть участь у формуванні клітинного імунітету, стимулюють роботу фосфоліпаз, беручи участь тим самим у синтезі ейкозаноїдів.

Однак посилена генерація вільних радикалів супроводжує патологічні стани (хвороба Паркінсона, Альцгеймера) і процес біологічного старіння.

Дата завантаження: 2015-03-19 ; переглядів: 759 ; ЗАМОВИТИ НАПИСАННЯ РОБОТИ