oxigen activ este un prieten sau un dușman, sau despre beneficiile si dauneaza de antioxidanti
Sponsorul concursului - o companie vizionară Life Technologies. Sponsor al Publicului Choice Award - compania Helicon.
Timp de mulți ani, producătorii de produse alimentare și cosmetice merge pe despre beneficiile de antioxidanti pentru sanatatea noastra. În legătură cu acest punct, în mintea oamenilor de vedere întărit cu fermitate că aceste substanțe miraculoase sunt un tip de panaceu pentru multe boli și chiar preveni procesul de imbatranire. Cu toate acestea, studii recente arată că nu este atât de simplă cum se credea anterior.
Deoarece timpul invenției, bacteriile albastre-verzi de fotosinteză oxygenic [1] trăim într-un mediu oxidant extrem de agresiv. Cu toate acestea, oxigenul în sine nu este foarte infricosator pentru noi, organismele vii, pentru că pentru a merge reacției de oxidare, este necesară pentru a depăși bariera ridicată de energie (sau, cu alte cuvinte, ne-ar fi trebuit să ardă). Cu toate acestea, uneori, în procesele de oxidare parțială a oxigenului devine într-un așa-numitele specii active (ROS) și apoi moleculele devine oxidant cu adevărat teribil interactioneaza cu orice material organic, întâlnite pe drum: proteine, grăsimi, carbohidrați, acizi nucleici. Și în celulele noastre în fiecare secundă mii de astfel de molecule produse - ca produse secundare ale respirației, reacțiile de sinteză și biomolecule descompunere.
Din fericire, corpul nostru oferă protecție împotriva oxidării nedorite. Există enzime specifice implicate în neutralizarea speciilor reactive de oxigen și reducerea lor la apă. leziuni oxidative la proteine si ADN-ului, care poate fi încă inversat, restaurat de enzimele repararea și moleculele vizate de schimbări ireversibile sunt distruse. Astfel, organismul nostru înzestrat cu antioxidanți naturali și poate sta la sine singur.
Dar, uneori, sistemele antioxidante ale organismului nu, iar apoi speciile reactive de oxigen poate provoca daune semnificative. Mai Pericolul constă în faptul că acumularea de daune oxidativ are un feedback pozitiv: molecule daune responsabile pentru reglementarea generării și degradării ROS, de a genera creștere și mai mare a conținutului de ROS al celulei. Este cunoscut faptul că în timpul îmbătrânirii, traume și anumite boli (de exemplu, bolile Parkinson și Alzheimer) nivelurile de daune oxidativ crescut în creier [2, 3].
În această lumină, este de înțeles de ce medicii și farmaciștii au așteptări mari pentru utilizarea antioxidanților naturali și sintetici pentru tratamentul bolilor (sau cel puțin ameliorarea) care implică leziuni tisulare oxidative. Într-adevăr, studiile pe modele animale au arătat că utilizarea antioxidanților ajută la atenuarea simptomelor anumitor boli și poate chiar crește speranța medie de viață. Astfel, în laboratorul VP Academician Skulachev S-au obținut antioxidanți artificiali, cunoscute în mod obișnuit ca „ioni Skulachev“ și capabile încorporate în membranele mitocondriale - o sursă majoră de specii reactive de oxigen în interiorul celulei. Cu acești antioxidanți ar putea inversa unele tulburări cauzate de îmbătrânire la animalele de laborator [4].
Și totuși, în ultimii zece ani, raportul de oameni de știință la specii reactive de oxigen sa schimbat dramatic. Totul a început cu descoperirea unei enzime in celulele sistemului imunitar NADPH-oxidaza. a cărui funcție unică - pentru a efectua producerea de specii reactive de oxigen pentru combaterea organismelor dăunătoare. Cu ajutorul macrofagelor „udate“ vizitatori nedorite molecule toxice superoxid. peroxid de hidrogen. hipoclorit și altele. Așa-numita „spargere oxidativ“. Care a fost surpriza de oameni de știință, atunci când s-au găsit această enzimă și încă mai puțin de șase „rudele“ sale (izoforme) în aproape toate țesuturile din corp!
Este cunoscut faptul ca speciile de oxigen activ sunt implicate în reglarea multor procese in celula prin afectarea ratei de diviziune celulară și diferențiere, precum și asupra altor funcții celulare. Unii ironie în faptul că dezvoltarea funcțiilor „utile“ AFC a contribuit la proprietățile rezultate din toxicitatea sa - capacitate de a interacționa cu biomolecule si disponibilitatea sistemelor pentru distrugerea sa rapidă a celulei. Cu alte cuvinte, oxigenul activ poate fi folosit ca un far, transformând rapid pornit sau oprit după cum este necesar. Astfel, corpul nostru a învățat să beneficieze chiar de o astfel de aparent „dăunător“ produs secundar, ca specie de oxigen reactive.
Cum funcționează acest regulament? Pentru funcționarea coordonată a celulelor organismului nostru trebuie să facă schimb de informații între ele de hormoni, factori de creștere și alte molecule speciale. Acești compuși recunosc și se leagă la proteine receptor, ceea ce recent o notificare a celulei printr-o cascadă de reacții enzimatice. Un rol deosebit în aceste procese este implementată de enzime speciale - kinaze [5, 6] - reacția de fosforilare a proteinelor. Acesta constă în faptul că un anumit reziduuri de aminoacizi ale proteinei - tirozina și serina - unite printr-o grupare fosfat, ceea ce conduce la activarea sau, dimpotrivă, suprimarea activității. Acest proces este reacția defosforilare opus este realizată de enzime, fosfataze și determină exact efectul opus. Echilibrul dintre aceste două reacții și determină nivelul activității reglementate a proteinei în celula. De exemplu, insulina - un hormon responsabil pentru reglarea absorbției de glucoză de către celule, - se leaga de receptorii insulinei situate pe suprafața practic toate celulele din organism care duce la receptorul activității tirozin kinazei. Acesta începe un lanț de procese enzimatice care au ca rezultat creșterea numărului de proteine transportor de glucoză la nivelul membranei celulare și absorbția glucozei prin celule este crescută [7].
Sa constatat că speciile de oxigen activ sunt capabile să oxideze resturi de cisteină în mod reversibil siturile catalitice ale mai multor fosfataze și suprimă activitatea. Aceasta conduce la o schimbare a nivelului de fosforilare a proteinelor reglementate de acestea, care, desigur, afectează semnalul transmis de celula. Astfel, eliberarea de specii de oxigen activ a fost observată la receptorii celulari de insulină de legare, și sa arătat că inhibarea producției prin adăugarea de antioxidanți reduce efectul hormonului asupra celulei [7].
Numeroase studii au arătat că speciile reactive de oxigen sunt implicate în sinteza unor compuși (de exemplu, hormoni tiroidieni), reglarea motilității celulelor țesutului conjunctiv, creștere vasculară și terminațiile nervoase, etc.
Un alt efect recent descoperit - ROS în reglarea proceselor din creier care stau la baza de invatare si memorie. După cum se știe, principala funcție a celulelor nervoase - pentru a primi și transmite semnale electrice prin contact celulă-celulă - sinapse. Acest lucru este în cazul în care vă determina dacă de intrare de la un alt semnal electric neuron este trecut pe la următorul neuron, sau va dispărea fără urmă. În acest caz, creierul - o structură dinamică, și în ea nu numai în mod constant creează noi și disipa contactele celulare nedorite, dar, de asemenea, conductivitatea sinapselor se pot schimba [8]. Fără aceste procese, nu am putut învăța orice aptitudini sau, de exemplu, să-și amintească informațiile prezentate în acest articol.
Deci, în cultura de celule, și apoi în studiile pe modele animale au arătat că speciile reactive de oxigen, nu numai o influență, dar, de asemenea, necesar pentru reglarea conducție sinaptice. Astfel, producția excesivă de proteine antioxidante la soareci a dus la dezvoltarea tulburari cognitive la aceste animale [9].
Mecanismul de reglare al peroxidului de hidrogen semnal cascadelor. Activarea diferitelor receptori celulari activează NADPH-oxidazei peroxid de hidrogen de eliberare. Acesta, la rândul său, inactivează tirozinfosfatază și activează tirozin kinaza, ajustând astfel gradul de fosforilare a multor enzime celulare, și, astfel, activitatea lor [10].
Astfel, în ultimele decenii, oamenii de știință activi de oxigen a apelat la ochi de produs secundar importantă componentă periculoasă a căilor de semnalizare celulară. În acest sens, și trebuie să-și reconsidere atitudinea lor față de antioxidanți cu siguranță substanțe utile, ceea ce este mai mult - cu atât mai bine. Antioxidantii derivate din consumul de fructe și legume proaspete, este suficient pentru nevoile zilnice ale organismului. Și pentru a face uz de antioxidanți activă în medicină ar trebui să fie tratate cu atenție, ținând cont de posibilele efecte secundare asociate cu suprimarea excesivă a producției de specii reactive de oxigen.