Реакции образования активных форм О2, значение в физиологии и патологии клетки, ферментативная и неферментативная антиоксидантная защиты, особенности детского возраста

Реакции образования активных форм кислорода:

a. О2 + 1е- → О2

b. О2 +1е- → О2-2 он быстро протонируется с образованием перекиси водорода О2-2 + 2Н+ → Н2О2

c. Н2О2 + 1е- → НО+ ОН- ОН- протонируется с образованием воды ОН- + Н+ → Н2О

d. ОН+ 1е- → Н2О

1) Ферментативные:

Электроны, необходимые для образования АФК могут давать цепи переноса электронов. Утечка е- из ЦПЭ на кислород является основным путем образования АФК в большинстве клеток:

a. В цепи окислительного фосфорилирования Q принимая 1 е- превращается в свободный радикал семихинон НQ, который может непосредственно взаимодействовать с кислородом, образуя супероксидный анион-радикал: HQ· + O2 → Q+ О2 + H+;

b. В монооксигеназных реакциях е- с цитохрома Р450 переходит на кислород с образованием супероксидного анион-радикала, который иногда теряется с активного центра.

c. Аэробные дегидрогеназы (ФАД-зависимые оксидазы) переносят е- и Н+ с субстрата на кислород с образованием перекиси водорода. Примеры таких оксидаз — оксидазы амино­кислот, супероксид дисмутаза, оксидазы, лока­лизованные в пероксисомах.

2) Неферментативные:

Электроны, необходимые для образования АФК могут давать:

a. Металлы переменной валентности. Наличие в клетках Fe2+ или ионов других переходных металлов катализирует образования АФК. Например, в эритроцитах окисление иона железа гемоглобина способствует образованию супероксидного анион-радикала.

Hb(Fe2+) + O2 → MetHb(Fe3+) + О2

b. Радикалы. АФК, обмениваясь электроном, легко переходят друг в друга: О2 + Н2О2 → О2 + НО + ОН-

Так же при гомолитическом разрыве связей под действием ионизирующего излучения. Этот процесс обычно происходит на поверхности тела - в коже.

Значение активных форм кислорода в физиологии клеток:

1) Иммунная система. АФК используются фагоцитарными клетками - тканевыми макрофагами, моноцитами и гранулоцитами крови для разрушения бактерий, вирусов и онкоклеток.

2) Поддержание гомеостаза.

3) Внутриклеточное пищеварение.

Значение активных форм кислорода в патологии клеток:

Вызывают повреждение белков, нуклеиновых кислот и липидов мембран клеток. Инактивируют многие ферменты. Могут повреждать ДНК. Нарушают физико-химические свойства мембран - проницаемость, рецепторная функция и работа мембранных белков. Повреждение барьера приводит к нарушению регуляции внутриклеточных процессов и тяжелым расстройствам клеточных функций. Часто вызывают гибель клеток, следовательно, ускоряют процесс старения организма.

Антиоксидантная защита:

Прооксидантыусиливают процессы свободно-радикального окисления. Это высокие концентрации кислорода, ферментные системы, ионы двухвалентного железа.

Антиоксидантытормозят свободно-радикальное окисление. Они образуют ферментативную и неферментативную антиоксидантную систему.

1) Ферментативная антиоксидантная система

Ферменты, защищающие клетки от действия активных форм кислорода: супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионпероксидаза.

Органы, где их активность наивысшая: печень, надпочечники и почки (там особенно велико содержание митохондрий, цитохрома Р450 и пероксисом).

Супероксиддисмутаза: 2О2 + 2H+ → H2O2+ O2

Его (это же фермент. Он) изоферменты находятся и в цитозоле и в митохондриях и являются первой линией защиты.

Синтез этого фермента увеличивается, если в клетках активируется свободно-радикальное окисление.

Каталаза: 2Н2О2 → H2O+ O2

Находится в пероксисомах, в лейкоцитах и в эритроцитах.

Глутатионпероксидаза: Н2О2 + 2 GSH → 2 Н2О + G-S-S-G. (участвует глутатион. Видимо GSH – глутатион, а G-S-S-G – окисленный глутатион)

Кофермент: селен.

Глутатионредуктаза: GS-SG + НАДФН2 → 2 GSH + НАДФ+.

2) Неферментативная антиоксидантная система

"Липидные антиоксиданты" - производные фенола, способны инактивировать свободные радикалы в гидрофобном слое мембран и предотвращать развитие перекисного окисления липидов.

К ним относится витамин Е, коэнзим Q, тироксин и синтетические соединения.

Витамин Е самый распространённый, обеспечивает защиту мембран от свободно-радикального окисления. Отдаёт атом водорода радикалу липида ROO, восстанавливает его до гидропероксида (ROOH), а сам превращается в малоактивный свободный радикал, что прерывает перекисное окисление липидов:

(витамин Е = токоферол)

Регенерацию витамина Е осуществляет витамин С.

Витамин С ингибирует свободно-радикальное окисление с помощью двух механизмов:

a. Восстанавливает в мембранах витамин Е:

b. Взаимодействует с активными формами кислорода — О2, Н2О2, НО и инактивирует их.

Соединения, связывающие железо. Большинство из них не просто связывают железо, но и не дают ему возможности приникнуть в липидную фазу мембран, поскольку образующиеся комплексы, в силу своей полярности, не проникают в гидрофобную зону.






Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 3848; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2019 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.008 сек.