A reaktív oxigéngyökök

Oxigén barát és ellenség

A levegő körülöttünk tartalmaz 21 térfogat% oxigén (O2), a gáz szükséges az élethez. Nyolcvan százaléka vagy több 02 fogyasztott a folyamatok aerob légzés, amely hatásos áramfejlesztő formájában az adenozin-trifoszfát (ATP) a mitokondriumban. Néhány része 02 használ szintézisét katalizáló enzimeket reakció adrenalin hormon, kortikoszteroidok, neytroperedatchika dopamin hidroxilezése aminosavak a kollagén szintézisét, szükséges az építési kötőszövet. Semlegesítés céljából és megszüntetése xenobiotikumhoz ( „idegen élőlények vegyületek), beleértve a gyógyszerek, ipari vegyi anyagok. Peszticidek, toxinok, a citokróm P450 rendszer szükséges 02.

A szükség 02 beárnyékolja az a tény, hogy ez mérgező, mutagén gáz; túléljük az ő jelenlétében csak azért, mert a káros hatások széles skáláját antioxidáns védelem, amely lehetővé teszi számunkra, hogy biztonságosan használható. Amellett, hogy az antioxidánsok, amelyhez szintetizálni magukat ( „endogén antioxidánsok”), megkapjuk őket az élelmiszer. emberi étrend gazdag antioxidánsokban. Ez elsősorban a növényi élelmiszerek. Növények szintetizálni számos antioxidáns, hogy megvédje magát a magas szintű 02, hogy azok alkotják a folyamat a fotoszintézis. Néhány antioxidánsok étrendünkben fontos számunkra (pl E vitamin), míg mások nem lényeges, de hasznos (pl karotinoidok, flavonoidok). Amellett, hogy az antioxidánsok, a növények tartalmaznak sok kémiai vegyületek, amelyek modulálják (beállítására) a különböző folyamatok, beleértve a gyulladást. Az utóbbi években a szerepe az antioxidánsok a diéta vagy a kiegészítők már behatóan tanulmányozták. Végleges eredmények még.

A reaktív oxigéngyökök

Több mint 80% fogyasztott kapcsolati 02 használjuk a mitokondriumban, a többi segít szállítására alkalmasak metabolikus átalakulás (lásd. Fent). Azonban, egy kis százaléka fogyasztott 02 (1-2%), átalakul a reaktív oxigéngyökök (ROS). AFK reakcióképesebb, mint a 02. és képes káros biológiai molekulák. Néhány AFC - szabad gyököket. mint például a szuperoxid gyök (02 • -, és a hidroxil gyök (OH •), és mások nem (1. táblázat) ..

1. táblázat - tartomány a reaktív oxigéngyökök (ROS) Randomizált többcentrumos

Salétromsavval, HNO2

A reaktív oxigén (ROS) nem gyökök - hidrogén-peroxid (H2 02) és hipoklórossav (HOCI).

A „reaktív” széles körét fedi le. Néhány ROS nagyon reaktív, a másik - a kisebb. A klasszikus példája az első - a hidroxil gyök (OH •), amely reakcióba lép érintkezve minden biológiai molekulák, és oxidálja őket azonnal. Például egy DNS-OH • gyorsan károk mind a négy bázis (adenin, timin, citozin, guanin), átalakítja őket a káros termékek. Így a purin guanin bázist alakítjuk a OH • 8-hydroxyguanine, amely be van építve a DNS-replikáció során, és generál mutációk, amelyek hozzájárulnak a rák fejlődését. Oxidációs OH • lipid membránok vagy lipoproteinek kezdeményez láncreakciót (lipidperoxidáció), amelyben oxidált lipid a lipid-peroxidok keresztül, több közbenső lipid peroxid gyök (1. táblázat).

Lipid oxidáció vivo rontja a sejtmembránok működését. Ez hozzájárul az érelmeszesedés (különösen a lipidek oxidációja a kis sűrűségű lipoproteinek (LDL), és számos más betegség. Lipid oxidációt valamilyen toxinok, különösen azok, amelyek befolyásolják a máj (például, szerves oldószerek, például a szén-tetraklorid és a felesleges etanolt). Lipidek oxidációja az élelmiszer termékek vezet avasodással és „íz.” hidroxil gyökök keletkeznek a szervezetben, amikor az ionizáló sugárzásnak kitett, mint a röntgen-vagy gamma-sugárzás. Intenzív Ener Ia hasítja víz hidroxilgyök és hidrogén :. H2O - >>>> H + OH • A túlzott ionizáló sugárzásnak való kitettség károsodás DNS elsősorban OH • és ezért növeli a rák kockázatát, OH • és oxidálja lipid. . A hidroxil-gyökök is könnyen képződik hidrogén-peroxid

(H 2O 2). Ezzel szemben OH • gyök. szuperoxid gyök (02 • -) több szelektíven tetteikért. Nem támadja meg a DNS vagy lipidek, de az enzimek inaktiválása, amelyek nélkülözhetetlenek a metabolizmus, beleértve néhány a mitokondriumokban, ami ahhoz vezethet, hogy további kialakulását reaktív OH •. Következésképpen a szuperoxid gyök szintet gondosan ellenőrizni kell.

H2 02. A nem-gyökös ROS széles körben in vivo képződnek, hanem gyorsan lebontják a kataláz enzim. úgy, hogy a steady-state szintű hidrogén-peroxid általában alacsony (mikromól vagy annál kisebb). Hidrogén-peroxid-molekula keresztezi a membrán
nagyon könnyen, így a diffúz különböző szubcelluláris, sőt a sejtek között. A hidrogén-peroxid nem képes támadni a legtöbb biomolekulák. Azonban, amikor a H2 02 érintkezésben van a vas vagy réz-ionok, a képződött OH • (Fenton-reakció): Fe 2 + + H 2 0 2 >>> Fe 3+ + OH - + OH • és a Cu 1+ + H2 02 >> > Cu 2+ + OH - + • OH

Okozott biomolekulák (DNS, lipidek, szénhidrátok, fehérjék) károsodás túlzott ROS (például során az ionizáló sugárzás, toxinok, amelyek ROS-t generál a krónikus gyulladásos betegségekben, úgynevezett oxidatív károsodás, és egy állapot, amelyben vannak ilyen kár - oxidatív stressz .

Élettani hatásai A reaktív oxigénfajták

A reaktív oxigén (ROS) mindig képződik in vivo, például, a gyulladás során. Néhány reaktív oxigéngyökök (ROS), különösen a H 2O 2-generált, hogy részt vegyenek az átviteli intracelluláris jelek, hogy ellenőrizzék a funkciót, növekedésének, differenciálódásának és sejtosztódást. Például, H2 02 (megfelelő szinten) serkentik a proliferációját számos sejttípus, például a fibroblasztok. A jel által kiváltott kötődését a növekedési faktor egy specifikus receptor a sejt felszínén. Fontos helyet ebben a szakaszban tartozik a tirozin maradékok foszforilációját vagy szerin protein kinázok. A sejteket is tartalmaznak enzimek (foszfatáz), hogy eltávolítsuk ezeket a foszfát-csoportokat. Amikor jelző növeli a szintet a hidrogén-peroxid a sejtben, és inaktiválják foszfatáz, amely felerősíti a jeleket. A szint hidrogén-peroxid a sejtben óvatosan szabályozni: túl sok hidrogén-peroxid vezethet túlzott proliferáció és elősegítik a rák fejlődését. Túl kevés - jelző- és sejtek nem működnek megfelelően, vagy nem megfelelően kidolgozott szerveket. Level H2 02 is befolyásolja a viselkedését őssejtek segít kontrollálni a szétválás, és az irányt a differenciálódásukhoz bizonyos sejttípus. Továbbá, a fiziológiás reaktív oxigén (ROS). Néhány közülük, látszólag. Ez tette „véletlenül”. Folyamatosan az ionizáló sugárzásnak kitett (pl kozmikus sugárzás vagy radon), így mindig van egy alapszintű oktatás a szervezetben • OH hasítás a víz. Sok biomolekulák instabilak jelenlétében 02 hogy írja be azokat a kémiai reakció kialakulását szuperoxid gyök. Ilyenek például a redukált folát hormonok adrenalin és noradrenalin, a dopamin neurotranszmitter, de vannak még sokan mások. Talán a legfontosabb forrása a szuperoxid a mitokondrium. A normál működés során, elektronokat hasítja mitokondriumok oxidálható szubsztrátok a trikarbonsav ciklus enzimek, dehidrogenázok és koenzimek elmozdulása a NAD és FAD alkotnak redukált formák NADH-t és FADN2 rendre. Csökkentett koenzimek oxidálnak enzimek által a légzési lánc a belső membrán a mitokondriumok. A légzési lánc trasportiruyutsya elektronokat oxigén, részvételével különböző vektorok, beleértve a vas-citokrómok. Az elektronok elérik az oxigén, és csökkentette az enzim által citokróm-oxidáz, amely katalizál egy reakciót tükröző lényege légzés: 02 + 4H + + 4e -> 2H2 0.

Az energia, ami megjelent a szállítás során az elektronok a légzési lánc, használt ATP szintézis során.

Sajnos, néhány elektron hordozók az elektron transzport lánc önmagukban közvetlenül folytatni egyetlen elektron 02. Ezt a folyamatot gyakran nevezik elektron szivárgás és a szuperoxid. Jellemzően több, mint 98% 02 előállítására használják a vizet, de a mitokondriális kialakulása O2 • - történik minden alkalommal, és fokozódik, ha:

• oxigénfelesleg belép (így oxigén- fölött 21% a normál mérgező a vsehaerobov beleértve a humán)
• ha sérült mitokondriumok és a transzporterek elektronok szervezetlen a szivárgás elektronok oxigén

És zbytok mitokondriális szuperoxid-képződés előfordul cukorbetegség és hozzájárul a betegség a betegség. A feleslegben reaktív oxigén gyökök szerepet játszanak a szív- és érrendszeri és neurodegeneratív betegségek.