Антиоксидантная защита: ферментная и неферментная

Перекисное окисление. Механизм образования активных форм кислорода. Роль перекисных процессов в норме и при патологии. Общее представление о ПОЛ (НЭЖК → R· → диеновые коньюгаты → гидроперекиси → МДА). Способы оценки активности ПОЛ.

Перекисное окисление и антиоксидантная защита.

Еще Мечников, изучая фагацитоз утверждал, что фагоцитарное действие лейкоцитов осуществляется за счет перекисных процессов.

Перекисное окисление - это третий путь утилизации вдыхаемого кислорода (от 2 до 5%).

Кислород сам по себе является парамагнитным элементом (это было установлено методом молекулярных орбиталей) т. к. имеет на внешнем слое 2 неспаренных электрона.

--------- _ _.

--------- O_2; O2 + e ---> O₂, т. е. в реакциях перекисного

--- окисления происходит одноэлектронное восстановление

кислорода.

--------- _.

--------- O₂ - супероксидный ион-радикал, более активная форма

--- кислорода.

Возможна еще одна активная форма кислорода:

--------- _

--------- O_{2 -} синглетный кислород.

_. _

O₂ и O_{2 -} инициируют образование большого количества радикалов, по цепному механизму:

_. _.

O₂ + H+ ---> HO_{2 -} гидропероксидный радикал

_. _.

HO₂ + H+ + O_{2 ---->} H₂O₂ + O_2.

H2O2 + Fe2+ ----> Fe3+ + OH- + OH (пероксидный радикал).

_.

O₂ + Fe3+ ---> O₂ + Fe2+

В процессе взаимодействия этих радикалов с веществом поражаются наиболее уязвимые места клеток: ненасыщенные ЖК фосфолипидов мембран, они «выжигаются» в результате чего мембрана делается более ригидной и следовательно изменяется ответная реакция клетки.

В нормальных условиях перекисное окисление регулирует агрегатное состояние мембран, лежит в основе тканевой адаптации. (Это играет роль в стрессовых ситуациях, когда клетка т. о. защищается от избытка гормонов).

При всех видах патологии активность перекисных процессов возрастает, и является инструментом повреждения мембраны. В ней образуются мощные ионные каналы, через которые входят ионы Na+, K+ и др. и содержимое клетки как бы вываливается и она гибнет.

OH. - радикал взаимодействует с ДНК и РНК, вызывая возникновение генных мутаций и провоцируя канцерогенез.

Перекисные процессы инициируются в структуре нуклеиновых кислот.

Клетки имеют мощную антиоксидантную защиту, состоящую из двух уровней:

1) ферментативная (происходит восстановление продуктов перекисного окисления и их ликвидация с помощью ферментов):

а) супероксиддисмутаза – сложный фермент, встречаются Mg, Zn, Fe, Cu – содержащие формы в разных тканях. Его активность повышается при любых формах активации перекисных процессов. Этот фермент за рубежом выделяется в чистом виде и эффективно используется в лучевой терапии. Действие СОД направлено на супероксид ион:

СОД

О₂* + О₂* + 2Н ----------- Н₂О₂ + О₂

б) каталаза (её субстратом является Н₂О₂) особенно активна в эритроцитах, которые специализируются на переносе кислорода:

2Н₂О₂ --------- 2Н₂О + О₂

в) пероксидаза – наиболее активна глутатион – пероксидаза

г) глутатион – редуктаза – является непосредственным защитником эритроцитов, в частности предохраняют от образования МеHb, который не способен к транспорту кислорода, что ведёт к гипоксии. МеHb образуется при приёме избытка нитратов, аспирина, сульфаниламидов.

К ферментативной антиоксидантной защите относятся ферменты, генерирующие восстановительную форму НАД * Н и НАДФ * Н (такую систему имеют все клетки, но особенно мозг и миокард), а также ферменты, поддерживающие восстановительную форму металлов.

2) неферментативная: сюда относится ряд легко окисляющихся веществ, обладающих меньшей активностью, чем естественные метаболиты:

- хинон

- убихинон (Ко – Q)

- витамины Е и А (являются компонентами мембран и блокируют перекисные процессы)

- витамин С

Между этими тремя витаминами существует взаимосвязь: витамин С обеспечивает восстановительную форму витамина Е, а для поддержания восстановительной формы витамина С нужен витамин А. В настоящее время существует мощный препарат антиоксидантной защиты, представляющий собой комплекс трёх витаминов (Vit C = 2 г, Vit E = 500000 E, Vit A + 140000 – 170000 Е). Витамин А довольно токсичен, поэтому в качестве замены используется В – каротин.

Также к антиоксидантам относятся Vit F, кортикостероиды, гистидин, аргинин, билирубин и растительные пигменты.

Дата добавления: 2013-12-13