H2O2 ® 2H2О + RO2

H2O2 ® O2 + 2H2О.

O2-. + 2Н+ ® H2O2 + O2.

ГЕНЕРАЦИЯ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ В КЛЕТКЕ

Активные формы кислорода (АФК) – соединения, в которых кислород имеет неспаренный электрон.

АФК образуются при изменении условий функционирования дыхательной цепи (например, при гипоксии), под действием УФ-лучей, при взаимодействии кислорода с ионами металлов переменной валентности (железом), в ходе спонтанного окисления некоторых веществ, при участии ферментов ксантиноксидаза или НАДФН-оксидаза. В этих условиях образуется супероксид-анион кислорода О₂^.−. Он обладает невысокой реакционной способностью. Его превращения приводят к образованию ряда активных окислителей: пероксид водорода Н₂О₂ (окислитель умеренной силы) и гидроксид-радикал НО^. наиболее активный окислитель.

Активные формы кислорода химически очень агрессивны: они вызывают перекисное окисление липидов - процесс, ведущий к тяжелому повреждению мембран, повреждают белки и ДНК. Особенностью реакций с участием гидроксильных радикалов является их цепной характер.

Инактивация активных форм кислорода в клетках происходит под действием антиоксидантной системы. В нее входят несколько антиоксидантных ферментов и низкомолекулярные антиоксиданты (витамин С, глутатион, витамин Е и др.).

Супероксиддисмутаза (СОД) превращает супероксид-анион кислорода в пероксид водорода Н₂О₂:

Это металлофермент. Существует 3 формы СОД - содержащие медь, цинк (одна находится в цитозоле, другая экстрацеллюлярная - в эндотелии) и магний (находится в матриксе митохондрий). Каталитический цикл этих ферментов включает восстановление и окисление иона металла на активном центре фермента.

Каталаза - геминовый фермент, содержащий Fe³⁺, катализирует реакцию разложения пероксида водорода. При этом образуются вода и кислород:

Наибольшая активность каталазы в организме характерна для печени. Каталаза преимущественно находится в пероксисомах. Каталазы много в эритроцитах. Там она защищает гем гемоглобина от окисления.

Пероксидаза - геминовый фермент, восстанавливает пероксид водорода до воды; при этом идет окисление другого вещества:

Пероксидаза способна разлагать и другие перекиси, превращая их в спирты. Пероксидазная активность обнаруживается в печени, почках, нейтрофильных лейкоцитах.

Антиоксиданты - биологически активные вещества, взаимодействующие со свободными радикалами и препятствующие процессам свободнорадикального окисления органических веществ в организме.

Витамины, проявляющие антиоксидантные свойства – С, Е, А, Р. Антиоксидантные свойства проявляют трипептид глутатион, таурин ( 2-аминоэтансульфоновая кислота), дипептид карнозин.

Полное подавление перекисных процессов в тканях, по-видимому, нецелесообразно. Свободные радикалы индуцируют апоптоз, участвуют в формировании клеточного иммунитета, стимулируют работу фосфолипаз, участвуя тем самым в синтезе эйкозаноидов.

Однако усиленная генерация свободных радикалов сопровождает патологические состояния (болезнь Паркинсона, Альцгеймера) и сам процесс биологического старения.