Este prezentată o viziune asupra mai multor niveluri de protecție a celulelor macroorganisme din speciile reactive de oxigen, care pot fi reprezentate după cum urmează:
1 - protecția sistemică a celulelor datorită unei reduceri semnificative a tensiunii de O2 în țesuturi comparativ cu aerul atmosferic;
2 - este furnizat în procesul de reducere cu patru electroni a masei principale de O2 intracelular cu participarea citocrom oxidazei fără eliberarea radicalilor liberi;
3 - îndepărtarea enzimatică a anionului radicalilor superoxidici și H2O2;
4 - prezența capcanelor de radicali liberi (antioxidanți);
5 - reducerea enzimatică a hidroperoxidurilor din acizi grași polinesaturați.
Componentele efectoare ale sistemului antioxidant se numesc antioxidanti. Numărul de compuși endogeni atribuiți antioxidanților crește constant. Nu există o singură clasificare universală a antioxidanților.
1 grup. Compușii cu înaltă moleculară sunt enzimele de apărare antioxidante, precum și proteinele capabile să lege ionii de Fe și Cu, care sunt catalizatori ai proceselor cu radicali liberi. Enzimele antioxidante (SOD, ceruloplasmin, catalază, enzime dependente de glutation) asigură o protecție antiradicală complexă a biopolimerilor. Antioxidanții enzimatici se caracterizează prin specificitate ridicată, localizare strict definită a organelor și celulelor, precum și utilizarea ca catalizatori a Cu, Fe, Mn, Zn, Se.
Printre proteinele care au capacitatea de a lega metale cu valențe variabile și, respectiv, de proprietăți antioxidante, se numără albuminele din sânge, transferina, feritina, lactoferina. Mulți dintre ei sunt foarte eficienți în inhibarea proceselor cu radicali liberi, dar nu penetrează cu greu prin membrane și bariere de țesut.
2 grup. Joase antioxidanți cu greutate moleculară: unii aminoacizi, poliamine, uree, acid uric, glutation, acid ascorbic, bilirubina, tocoferol, vitamina A, K, P.
În acest caz, putem vorbi despre lanțurile specifice de antioxidanți ale transportului de electroni, a căror eficiență este determinată de funcționarea tuturor componentelor.
Efectele antagonismului se stabilesc în acțiunea unui amestec de tocoferol cu chinone naturale (ubiquinone, phylloquinone). Dimpotrivă, fosfolipidele sporesc activitatea tuturor antioxidanților, indiferent de natura lor.
Astfel, luând în considerare, în general, sistemele antioxidante, trebuie avut în vedere faptul că organismul are sisteme enzimatice care inhibă LPO în stadiul de inițiere. Astfel, SOD inactivează acțiune superoksidanionradikal, substraturi de glutation peroxidazei și catalazei sunt peroxid de hidrogen și hidroperoxizi lipidici.
antioxidanți Acțiunea enzimatici suplimentate în întregul organism în antioxidanți naturali, în special vitaminele E, hormoni steroizi, aminoacizi care conțin sulf, acid ascorbic, vitaminele A, K și P, ubichinona, peptide, derivați gammaaminomaslyanoy acizi, fosfolipide, produse de metabolism eicosanoide, precum tioli, în special ergothioneine conținute în celulele roșii din sânge ale ficatului, ale creierului.
Un rol important în protecția antioxidantă îl joacă carnosina și derivații săi. După cum se știe, este un carnozina dipeptide naturale capabil metabolizat la oameni si animale, are un efect stabilizator asupra pH-ului mediului, precum și capacitatea de a interacționa cu OH, și superoksidanionradikalom gipohloridanionom cu inactivarea ulterioară. Carnosina reglează reacțiile comportamentale datorate proprietăților antioxidante.
Mișcător funcționării enzimei a managerilor sistemului antioxidant trebuie remarcat faptul că reacția dismutație și descompunerea H2O2 superoksidanionradikala exoterme și catalizează reacția SOD și catalaza nu necesită cofactori, ceea ce face ca activitatea lor nu depinde de funcționarea altor structuri celulare. SOD accelerează răspunsul spontan de 200 de ori.
Se crede că nivelul de activitate al sistemelor antioxidante enzimatice intracelulare genetic determinat, în care acumularea excesivă de celule din superoxid anion și hidrogen peroxid radical însoțit de porțiuni de depresie ale genomului responsabil pentru activitatea enzimatică a sistemelor antioxidante intracelulare.
Mn-SOD este localizat în mitocondriile ficatului și miocardul eucariotelor, în apropierea canalelor anionice. Pentru microorganisme, izoenzimele care conțin fier și izomerii de mangan sunt caracteristice. Mn-SOD este compus din 4 subunități de MW 20.000 fiecare, mecanismul enzimatic de acțiune este, probabil, similar cu acțiunea Cu-, enzima Zn-SOD, metalul este în centrul activ schimbă alternativ valență de: MN3 +, Mn2 +. Activitatea superoxid dismutazei poate manifesta complexe de cupru cu aminoacizi și peptide, precum și multe proteine care conțin cupru.
SOD accelerează semnificativ dismutarea radicalului anionic de superoxid. Totuși, în ciuda specificității ridicate a enzimei, în anumite condiții, Cu-SOD poate interacționa cu H2O2 și poate acționa ca un pro-oxidant.
In ultimii ani, formulările au fost sintetizate SOD modificate și catalaza asociate cu imunoglobuline, albumină serică, polioli, în particular polietilen glicoli, care au asigurat stabilitatea enzimelor și durata circulației acestora în sânge. formă asociată O astfel de enzimă au fost utilizate în experimentul endointoxication, infarct miocardic, ischemie regională, arsuri ale pielii, precum stresul și deteriorarea țesutului inflamator.
Ceruloplasmina sau glicoproteina serică de ferooxidază, formată în ficat, catalizează reacția:
4Fe2 + + 4H + 02 -> 4Fe3 + + H2O
Promovează oxidarea poliaminelor, polifenolilor, acidului ascorbic și, eventual, participă la transportul cuprului. Funcția antioxidantă directă este determinată de activitatea superoxid dismutază și ferrioksidaznoy și proprietăți antioxidante indirecte asociate cu oxidarea Fe2 + și ascorbat, surse potențiale de superoxid radical anioni. Acesta este principalul reactant al fazei acute a inflamației.
Așa cum sa arătat, în procesul de dismutare a radicalului anionic superoxid, se formează H2O2, care este redus la H20 în principal prin catalază și peroxidază de glutation.
Catalaza - hromoproteidov de MW aproximativ 240.000 D, este format din 4 subunități, prostrate având un grup hem, localizate în principal în peroxizomi parțial - în microzomi și într-o măsură mai mică - în citosol. Se crede că catalaza nu are o afinitate ridicată pentru H2O2 și nu poate neutraliza efectiv acest compus la concentrații scăzute disponibile în citozol. În peroxizomii, unde concentrația de H2O2 este ridicată, catalaza o distruge în mod activ.
Descompunerea H2O2 catalazei se realizează în două etape:
Fe3 + -catalază + 2 H2O2 -> catalază oxidată + H2O2 -> Fe3 + -catalază + H2O2 + 02.
În acest caz, într-o stare oxidată, catalaza acționează ca o peroxidază. Substraturile în reacția peroxidazică pot fi etanol, metanol, formiat, formaldehidă și alți donatori de hidrogen.
Trebuie remarcat faptul că aproximativ 0,5% din O2 formată ca urmare a descompunerii H2O2 apare în starea de excitare singlet și astfel în timpul descompunerii peroxidului de hidrogen se formează din nou formele active de O2.
Activitățile de catalază și SOD se corelează, ceea ce se poate datora schimbării fluxului de electroni de la un lanț de transport la altul. În aceste condiții, ODS și catalaza acționează ca legături într-un sistem de utilizare a O2, localizat în diferite părți ale celulei.
Concentrația maximă de catalază se regăsește în eritrocite.
Cel mai important sistem de inactivare radicalii liberi sunt glutation redus si un set de enzime - glutation peroxidaza, glutation peroxidazei și glutation reductaza.
Glutationul este sintetizat în ficat, unde transportate la diferite organe și țesuturi, asigură refacerea grupărilor disulfură de proteine, acid dihidroascorbic, cu transferază glutation în conjugatele hepatice cu compuși electrofili și excreția ulterioară în urină.
Inactivarea H2O2 în celule este de asemenea furnizat de glutation peroxidaza (GPO), acesta din urmă este o enzimă Se-care conține, aproximativ 70% din acesta este localizat în citoplasmă și 30% - în mitocondriile celulelor de mamifere. Glutathion peroxidaza este o proteină cu o masă moleculară de 84000-88000, constând din 4 subunități identice, fiecare dintre acestea cuprinzând 1 Se atom.
Glutation peroxidaza catalizează reacția de reducere a hidroperoxidului cu ajutorul glutation, are o specificitate de substrat larg în ceea ce privește hidroperoxid, dar este absolut specific pentru glutation. Afinitatea glutation peroxidazei și H2O2 este mai mare decât cea a catalazei, astfel încât prima este mai eficient la concentrații scăzute de substrat, în același timp, pentru a proteja celulele împotriva stresului oxidativ cauzat de concentrații mari de H2O2, un rol-cheie este jucat de catalază. Acesta din urmă este demonstrat în mod deosebit clar pe celulele endoteliale.
În celulele de mamifere, cu excepția GAP dependente de S, GAP detectată fără S MM 39000 la 46000, catalizează reducerea hidroperoxizilor, compuși organici incluzând acizi grași polinesaturați, dar eficacitatea sa împotriva H2O2 extrem de scăzută.
Stresul prin receptorii adrenergici, cAMP și protein kinaza stimulează activitatea GAP.
Besselenovaya glutathion peroxidase este localizat în membranele mitocondriale ale ficatului, rinichilor, inimii, în timp ce seleniul - în eritrocite.
GPO are un rol activ în protejarea membranelor lizozomale de peroxidare.
Un rol important în inactivarea radicalilor liberi este deviat la capcane intracelulare și extracelulare, care asigură terminarea lanțului de oxidare a radicalilor liberi.
Radicalii „interceptori“ eficiente includ antioxidanți fenolici, în special, fenoli simpli, naftoli oxyderivatives și alți compuși aromatici. În prezent alocat câteva mii de compuși fenolici, printre care posedă un efect antioxidant pronunțat de vitamina E, vitamina K, ubiquinonele, triptofan și fenilalanină, precum și cei mai mulți pigmenți de plante și animale, în special carotenoide, flavonoide, fenokarboksilnye acidă. Un antioxidant - tocoferolul - are o mare importanță biologică pentru oameni. Este solubil în grăsimi, localizarea sa principală fiind un strat hidrofob al membranelor biologice; inactivează în principal radicalii de acizi grași.
antioxidanți fenolici (licopen, caroten, bilirubină) sunt inhibitori ai radicalilor anioni superoxid, oxigen singlet, radical hidroxil.
Vitamina E este cel mai frecvent luate împreună cu vitamina C. Acidul ascorbic poate acționa ca donor și acceptor de ioni de hidrogen, datorită prezenței în structura celor două grupe fenolice, proprietățile sale antioxidante au un spectru larg de acțiune asupra diferitelor radicalilor liberi inactivare. Acidul ascorbic este superior altor antioxidanți în plasma sângelui în protejarea lipidelor din peroxidarea.
De remarcat este faptul că, în prezența Fe sau Cu ioni, acid ascorbic devine un puternic pro-oxidant. Proprietățile antioxidante ale acidului ascorbic legat de ea tranzițiile oxi-reductază. Pierderea unui atom de hidrogen, acidul ascorbic este transformat în radicalul - acidul monodegidroaskorbinovuyu, manifestând efect prooxidantă, pierderea unui atom H + rezultat chiar și în formarea acidului dehidroascorbic. Aceasta implică o enzimă care conține oxidază de cupru - ascorbat. Este cunoscut faptul că acidul ascorbic reduce produsul de oxidare tocoferol - tokoferoksid în tocoferol. Vitaminele P și C sunt de asemenea restaurate. Acidul ascorbic este mai stabilă în prezența metilmetioninei oferind nu numai recuperarea acidului dehidroascorbic, dar utilitatea funcționării unității antioxidante glutation.
rol important în apărarea antioxidantă a organismului este dat compuși conținând SH, care includ, în plus față de tripeptida descrise mai sus - glutationul, cisteina, cistina și metionina.
SH compuși joacă un rol principal în protecția celulelor radicale OH. Datorită timpului de înjumătățire și de difuzie scurtă raza OH. în sistemele biologice, compusul menționat nu este supus inactivării enzimatice și în același timp, poate furniza un citotoxic puternic și un efect mutagen, acesta din urmă determină semnificația compușilor care conțin SH - interceptorii activi OH. - radicali. In diverse influente de stres, influențate de efectele factorilor toxici și enzimatice de patogenitate diferiților agenți infecțioși, cum ar fi ciuma, anaerobi infecție gaz grupe streptostafilokokkovoy de bacterii observate modificări oxidative reversibile a SH-grupe, conduce la o creștere în grupe disulfurice, care este un răspuns tipic non-specific al corpului cu privire la acțiunea unui stimul extrem.
Cu toate acestea, modificarea raportului dintre redus și oxidat tio spre predominanța din urmă își schimbă starea de permeabilitatea membranelor celulare, proprietățile lor adezive, provoacă un sulf ascuțit funcția supresie conținând enzime sau coenzime (acid lipoic, coenzima A, glutation), perturbarea metaloproteinelor tiol (citocrom P-450) , un număr de receptori hormonali și factori de transcripție.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: