2015-04-08
2527
Большая часть кислорода, потребляемого организмом, восстанавливается на терминальном участке ДЦ в результате присоединения 4-х электронов. Некоторая часть кислорода используется в реакциях свободного (не фосфорилирующего) окисления, катализируемых оксидазами, оксигеназами (эти реакции необходимы при синтезе желчных кислот, гормонов, обезвреживании ксенобиотиков), а также одновременно является токсическим веществом, в случае, если из него образуются активные формы кислорода (АФК), которые также могут работать как регуляторы. АФК образуются в результате неполного поэтапного восстановления кислорода (в результате присоединения менее 4-х электронов). При одноэлектронном восстановлении кислород превращается в супероксид. При двухэлектронном восстановлении – в пероксид водорода, при трехэлектронном – в гидроксильный радикал (самая токсичная форма). Вещества, усиливающие образование активных форм кислорода, называют прооксидантами. Ими являются: кислород, особенно гипербарический и потребляемый в огромных количествах при активации нейтрофилов и макрофагов); витамин Д и большие дозы витамина А, излучения (ультрафиолет и ионизирующее), ксенобиотики (том числе и лекарства), металлы с переменной валентностью (железо, медь). Образовавшиеся активные формы кислорода воздействуют на липиды, нуклеиновые кислоты, белки, вызывая их оксидативную модификацию, результатом которой является образование в перечисленных субстратах органических перекисей – ROOH. Оксидативная модификация молекул имеет как патологические, так и физиологические стороны.
|
|
|
Патологическими эффектами оксидативной модификации являются:
1. Мутации, возникающие при повреждении ДНК.
2. Нарушения функций белков, возникающие при их повреждении, что также приводит к патологии мембран.
3. Повреждение липидов, также приводящее к патологии мембран.
4. В результате всех процессов происходит повреждение и гибель клеток.
Все эти процессы могут привести к хроническому и избыточному воспалению, канцерогенезу, атеросклерозу, старению и др.
Физиологическими эффектами оксидативной модификации являются:
1. Функционирование нейтрофилов и макрофагов, приводящее к завершению фагоцитоза.
2. Синтез эйкозаноидов – гормонов, производных полиненасыщенных жирных кислот.
В организме существует эффективная система защиты – антиоксидативная система, она состоит из низкомолекулярных веществ (антиоксидантов) и ферментов. Низкомолекулярными антиоксидантами являются: трипептид глутатион, витамины С, Е, малые дозы витамина А, каротины – провитамины А, ликопин и др.
|
|
|
К ферментам, защищающим клетки от активных форм кислорода, относят супероксиддисмутазу, каталазу, глутатионпероксидазу. Органические перекиси разрушают глутатионпероксидаза и глутатионтрансфераза, при этом органические перекиси превращаются в спирты. Глутатионтрансфераза также может связывать токсические вещества – продукты перекисного окисления, например, альдегиды.
Супероксиддисмутаза превращает супероксид в менее токсичную перекись водорода. Перекись водорода может разрушаться ферментом каталазой до кислорода и воды. Глутатионпероксидаза – важнейший фермент, так как он разрушает как пероксид водорода, так и органические перекиси. Он катализирует восстановление пероксидов с помощью глутатиона. Сульфгидрильная группа глутатиона (GSH) служит донором электронов, и, окисляясь, образует дисульфидную форму окисленного глутатиона, в которой 2 молекулы глутатиона связаны через дисульфидную группу
Н2О2 + 2 GSH" 2Н2О + GSSG
Окисленный глутатион восстанавливается глутатионредуктазой:
GSSG + НАДФН + Н+" 2 GSH + НАДФ+
