ЦПЭ как источник активных форм кислорода

Утечка электронов из ЦПЭ и непосредственное их взаимодействие с кислородом - основной путь образования активных форм кислорода в большинстве клеток.

Кофермент Q в ЦПЭ принимает от доноров последовательно по одному электрону, превращаясь в форму семихинона - KoQH'.

Этот радикал может непосредственно взаимодействовать с кислородом, образуя суперок-сидный анион О₂^-, который, в свою очередь, может превращаться в другие активные формы кислорода:

АФК - группа стабильных промежуточных продуктов восстановления кислорода, обладающая высокой химической активностью. Эти продукты образуются в клетке как ферментативным (в основном), так и неферментативным путем при неполном (одно-, двух- и трехэлектронном) восстанов-лении кислорода. Доля активных форм кислорода в организме невелика, не более 2-5% потребляемого в сутки кислорода переходит в активные формы.

 

К активным формам кислорода относят: 'О2 – синглетный кислород, у него, в отличие от молекулярного (представляющего собой бирадикал с двумя неспаренными электронами с параллельными спинами, которые располагаются на разных орбиталях), все электроны спарены. Молекула активна, но неустойчива. О2● – супероксидный анион-радикал (супероксидный кислород), про-дукт одноэлектронного восстановления кислорода; НО● – гидропероксидный радикал; Н2О2 – пероксид водорода; НО● – гидроксидный радикал. Окислительная способность АФК: О2 < 'О2 < О2● < НО2● < Н2О2 < НО● АФК возникают в организме при взаимодействии кислорода с металлопротеинами, содержащими катионы металлов в низших степенях окисления (гемоглобин, цитохромы), получая от них электроны; при радиолизе воды, при переносе электронов по дыхательной цепи (на стадии убихинона).

 

134. Повреждение мембран в результате перекисного окисления липидов. Механизмы защиты от токсического действия кислорода: неферментативные (витамины Е, С, глутатион и др.) и ферментативные (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза).

 

Это меняет проницаемость биологических мембран, способствует их обновлению. При усилении процессов ПОЛ нарушается структура и функция белков, нуклеиновых кислот, клетка гибнет. Являясь активными окислителями, АФК представляют серьезную опасность для клетки. От-щепляя электроны от многих соединений, они превращают их в свободные 70

радикалы и инициируют цепные окислительные реакции. С токсическим дей-ствием АФК, прямым или опосредованным через ПОЛ, связано возникнове-ние многих заболеваний и патологических синдромов (атеросклероз, некроз тканей, хронические воспаления, дегенеративные процессы в сетчатке и хру-сталике глаза, в нервной системе). В противовес активным формам кислорода (они образуют оксидантную систему) в организме работает антиоксидантная система (АОС).

ЗАЩИТА!!!

К ферментам, защищающим клетки от действия активных форм кислорода, относят супероксиддисмутазу, каталазу и глутатионпе-роксидазу. Наиболее активны эти ферменты в печени, надпочечниках и почках, где содержание митохондрий, цитохрома Р₄₅₀ и пероксисом особенно велико. Супероксиддисмутаза (СОД) превращает супероксидные анионы в пероксид водорода:

2 О₂^- + 2 Н⁺ → Н₂О₂ + О₂.

Изоферменты СОД находятся и в цитозоле и в митохондриях и являются как бы первой линией защиты, потому что супероксидный анион образуется обычно первым из активных форм кислорода при утечке электронов из дыхательной цепи.

СОД - индуцируемый фермент, т.е. синтез его увеличивается, если в клетках активируется перекисное окисление.

• Пероксид водорода, который может инициировать образование самой активной формы ОН, разрушается ферментом каталазой: 2 Н₂О₂ → 2 Н₂О + О₂.

Каталаза находится в основном в перокси-сомах, где образуется наибольшее количество пероксида водорода, а также в лейкоцитах, где она защищает клетки от последствий «респираторного взрыва» (см. раздел 6).

Глутатионпероксидаза - важнейший фермент, обеспечивающий инактивацию активных форм кислорода, так как он разрушает и пероксид водорода и гидропероксиды липидов.

Он катализирует восстановление пероксидов с помощью трипептида глутатиона (γ -глутамил-цистеинилглицин). Сульфгидрильная группа глутатиона (GSH) служит донором электронов и, окисляясь, образует дисульфидную форму глутатиона, в которой 2 молекулы глутатиона связаны через дисульфидную группу. Н₂О₂ + 2 GSH → 2 H₂O + G-S-S-G.

Окисленный глутатион восстанавливается глутатионредуктазой:

GS-SG + NADPH + H⁺ → 2 GSH + NADP⁺.

Глутатионпероксидаза, которая восстанавливает гидропероксиды липидов в составе мембран, в качестве кофермента использует селен (необходимый микроэлемент пищи). При его недостатке активность антиоксидантной защиты снижается.

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. УДОВОЛЬСТВИЕ КАК КРИТЕРИЙ ЦЕННОСТИ
2. CASE технологии проектирования информационных систем на основе языка UML в программной среде Rational Rose.
3. I. 2. ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КУЛЬТУРОЛОГИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ
4. I. Грамматические трансформации
5. I. Классификация лекарственных форм по агрегатному состоянию.
6. I. При каких условиях эта психологическая информация может стать психодиагностической?
7. I. Сохранять и укреплять здоровье детей, формировать у них привычку к здоровому образу жизни
8. I. Теоретические источники модернизма.
9. I. Формирование аксиоматического метода
10. II. 1. ИСТОРИЧЕСКОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ПОНЯТИЯ «КУЛЬТУРА»
11. II. КАК ПИСАТЬ КУРСОВУЮ РАБОТУ
12. II. Перепишите предложения. Подчеркните в них причастный оборот. Укажите формы причастий. Предложения переведите.