Токсичное действие кислорода. Защита от токсичного действия кислорода

О₂ является неотъемлемой частью для нормальной деятельности организма, но О₂ может образовывать высокоактивные формы, токсичные для организма. Т.к. О₂ имеет 2 не спаренных электрона с одинаково ориентированными спинами, занимающие самостоятельные внешние орбитали. Присоединение одного электрона к О₂ приводит к

образованию супероксидного аниона (O₂). Присоединение второго электрона приводит к образованию пероксидного аниона (O₂^2-).

О^может действовать как окислитель и как восстановитель. В результате присоединения электронов к О₂ образуется НО.

O₂^-+ẽ+2H⁺ à H₂O

О₂ может служить восстановителем, тогда образуется О^

O₂ ^- - ẽ à O₂

Возможна ситуация, когда один Од является окислителем, а другой - восстановителем, в результате образуется перекись водорода (пероксид) - малотоксичное для клеток вещество

O₂^- + O₂^- + 2Н⁺ à H₂O₂ +O₂(дисмутация)

Образовавшийся H₂O₂ может восстанавливаться О₂ с образованием свободного гидроксильного радикала ОН, О_г и Н₂О - это высокоактивные вещества, они могут взаимодействовать с нуклеиновыми кислотами, белками, липидами, лучше всего изучено их повреждающие действие на липидный слой мембраны (курс биорганики). В результате их действия повреждаются жирные кислоты, входящие в состав липидов, особенно этот процесс опасен для эритроцитов (это приводит к гемолизу - выходу содержимого эритроцитов). Поэтому организм выработал механизмы, защиты от токсичного действия кислорода (естественная защита), ферментативная.

1. во всех клетках содержится 2 фермента: 1 - супер-оксиддисмутаза - фермент,
катализирующий реакцию дисмутации; 2 - каталаза, разлагает малотоксичную перекись
до воды, т.е. эти два фермента защищают организм от накапления О₂ и Н₂О₂

2. глутатионпероксидаза, находится больше всего в эритроцитах и в печени. Защищает
мембраны эритроцитов от разрушения, но работает в комплексе с другими ферментами.
Он катализирует восстановление перекиси водорода с образованием воды.
(Восстановление - присоединение двух атомов водорода), донорами двух атомов
водорода служат глутатион (трипептид, состоящий из глутаминовой кислоты, цистиина
и глицина).

3. витамин Е - экзогенная защита, токоферол.

Он способен окисляться, т.е. отдавать один электрон с образованием малоактивного свободного радикала. Акцепторами электрона могут быть свободные радикалы жирных кислот (которые образуются в результате перекисного окисления липидов мембран). Т.е. витамин Е восстанавливает свободные радикалы жирных кислот и прерывает цепную реакцию перекисного окисления (антиоксидантная функция витамина Е).