Биологическая роль углеводов

N Непосредственное выбивание у молекулы одного электрона из пары (ультрафиолет, рентгеновское облучение)

N Взаимодействие кислорода с металлами переменной валентности

n Ферментативная генерация: НАДФН-оксидаза, NO-синтаза

Основные представители:

n O₂^•– супероксидный радикал

n OH^• гидроксильный радикал

n -С ^• карбонильный радикал

n NO^• оксид азота

Образование супероксидного радикала

Основные химические реакции, генерирующие свободные радикалы:

ⁿ O₂ + e = O₂^•–

ⁿ O₂ + Fe²⁺ = O₂^•–+ Fe³⁺

ⁿ O₂^•–+ e = O₂^2–

_n O₂^2– + 2H⁺ = H₂O₂

_n O₂^•– + H₂O₂ = O₂ + OH^– + OH^•

ⁿ H₂O₂ + Fe²⁺ = Fe³⁺ + OH^– + OH^•

_n O₂^•– + Fe³⁺ = Fe²⁺ + O₂

n Мишенью свободных радикалов являются ковалентные связи -С – Н в органических соединениях (жирах, белках, углеводов, а самое главное в нуклеиновых кислотах)

Общая схема повреждения полимеров

Антиоксидантная система

N Каждая клетка организма обладает антиоксидантной защитой

n Основным фактором, ограничивающим разрушающее влияние свободных радикалов в организме человека, являются антиоксидантные системы

n Антиоксидант – любое вещество, которое, присутствуя в низких концентрациях по сравнению с окисляемым субстратом, существенно задерживает или ингибирует его одноэлектронное окисление

Классификация антиоксидантов:

n Высокомолекулярные или ферментативные (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза)

n Низкомолекулярные или неферментативные (аскорбат, токоферол, глутатион и др.)

Ферментативные антиоксиданты:

n Супероксиддисмутаза (СОД)

2 O₂^•– + 2H⁺ = H₂O₂ + O₂

n Каталаза (КАТ)

2 H₂O₂ = 2 H₂O + O₂

_n Глутатионпероксидаза (ГП)

ГП-2GSH + H₂O₂ = 2Н₂О + ГП-GSSG

ГП-2GSH + 2 OH^• = 2Н₂О + ГП-GSSG

ГП-2GSH + 2R-C ^• = 2R-CH + ГП-GSSG

Точки приложения антиоксидантных ферментов

Регуляция активности антиоксидантых ферментов:

n Субстратная индукция (O₂^•– , H₂O₂, OH^• идр.)

n Гормональная (гормон эпифиза - мелатонин)

Низкомолекулярные антиоксиданты:

n Химической особенностью этих соединений является наличие высоко полярной ковалентной связи в гидроксильной (R-О-Н) или тиоловой группе (R-S-H), в связи с чем они являются высокоэффективными донорами электронов для различных радикальных молекул.

n Токоферол

O₂^•– + Т-O-H Þ O₂^2– + Т-O^• + Н⁺

O₂^2– + 2H⁺ = H₂O₂

n Аскорбат

O₂^•– + А-O-H Þ O₂^2– + А-O^• + Н⁺

O₂^2– + 2H⁺ = H₂O₂

n Глутатион

O₂^•– + GSH Þ O₂^2– + G-S^• + Н⁺

O₂^2– + 2H⁺ = H₂O₂

Физиологическая роль свободных радикалов:

N Участвуют в регуляции тонуса кровеносных сосудов

N Участвуют в регуляции гемостаза

N Участвуют в регуляции митоза

N Участвуют в реализации функции лейкоцитов

N Участвуют в синтезе гормонов и нейромедиаторов

N Участвуют в детоксикации ксенобиотиков

N Участвуют в регуляции продолжительности жизни клеток и в целом организма

n У здорового человека наблюдается баланс в системе оксиданты/антиоксиданты

n При развитии патологического процесса наблюдается дисбаланс в системе оксиданты/антиоксиданты

n Для описания дисбаланса в системе оксиданты/антиоксиданты в последние годы стал применяться термин оксидативный стресс

n Физиологичкский оксидативный стресс- временный дисбаланс в системе оксиданты/антиоксиданты (например, при гипоксии, гипероксии)

n Наблюдаемый дисбаланс характеризуется повышенным уровнем оксидантов (O₂^•– , H₂O₂, OH^• идр.), но благодаря адекватному повышению активности антиоксидантных ферментов путем субстратной индукцией, дисбаланс не долговременный.

n Патологический оксидативный стресс- долговременный дисбаланс в системе оксиданты/антиоксиданты (патологический процесс)

n Наблюдаемый дисбаланс характеризуется повышенным уровнем оксидантов (O₂^•– , H₂O₂, OH^• идр.), но неадекватное повышение активности антиоксидантных ферментов несущественно влияет на выраженность дисбаланса

23. Обмен углеводов

n Углеводы – органические соединения, содержащие несколько гидроксильных групп и одну карбонильную

Биологическая роль углеводов

n Энергетическая – окисление нейтральных моносахаридов

n Пластическая – структурно-функциональные компоненты клеток и тканей

Классификация углеводов

n Моносохариды

n Дисахариды

n Полисахариды