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

Каждая клетка организма обладает антиоксидантной защитой

Основным фактором, ограничивающим разрушающее влияние свободных радикалов в организме человека, являются антиоксидантные системы

Антиоксидант – любое вещество, которое, присутствуя в низких концентрациях по сравнению с окисляемым субстратом, существенно задерживает или ингибирует его одноэлектронное окисление

Классификация антиоксидантов:

Высокомолекулярные или ферментативные (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза)

Низкомолекулярные или неферментативные (аскорбат, токоферол, глутатион и др.)

Ферментативные антиоксиданты:

Супероксиддисмутаза (СОД)

2 O₂^•– + 2H⁺ = H₂O₂ + O₂

Каталаза (КАТ)

2 H₂O₂ = 2 H₂O + O₂

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:

Субстратная индукция (O₂^•– , H₂O₂, OH^• и др.)

Гормональная (гормон эпифиза - мелатонин)

Низкомолекулярные антиоксиданты:

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.

Токоферол

O₂^•– + Т-O-H Þ O₂^2– + Т-O^• + Н⁺

O₂^2– + 2H⁺ = H₂O₂

Аскорбат

O₂^•– + А-O-H Þ O₂^2– + А-O^• + Н⁺

O₂^2– + 2H⁺ = H₂O₂

Глутатион

O₂^•– + GSH Þ O₂^2– + G-S^• + Н⁺

O₂^2– + 2H⁺ = H₂O₂

Физиологическая роль свободных радикалов:

Участвуют в регуляции тонуса кровеносных сосудов

Участвуют в регуляции гемостаза

Участвуют в регуляции митоза

Участвуют в реализации функции лейкоцитов

Участвуют в синтезе гормонов и нейромедиаторов

Участвуют в детоксикации ксенобиотиков

Участвуют в регуляции продолжительности жизни клеток и в целом организма

У здорового человека наблюдается баланс в системе оксиданты/антиоксиданты

При развитии патологического процесса наблюдается дисбаланс в системе оксиданты/антиоксиданты

Для описания дисбаланса в системе оксиданты/антиоксиданты в последние годы стал применяться термин оксидативный стресс

Физиологичкский оксидативный стресс- временный дисбаланс в системе оксиданты/антиоксиданты (например, при гипоксии, гипероксии)

Наблюдаемый дисбаланс характеризуется повышенным уровнем оксидантов (O₂^•– , H₂O₂, OH^• и др.), но благодаря адекватному повышению активности антиоксидантных ферментов путем субстратной индукцией, дисбаланс не долговременный.