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 = O22–
n O22– + 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 O22– + Т-O• + Н+
O22– + 2H+ = H2O2
n Аскорбат
O2•– + А-O-H Þ O22– + А-O• + Н+
O22– + 2H+ = H2O2
n Глутатион
O2•– + GSH Þ O22– + G-S• + Н+
O22– + 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
