specii reactive de oxigen

prieten și dușman de oxigen

Aerul din jurul nostru conține 21% în volum oxigen (O2), gazul necesar pentru viață. Optzeci de procente sau mai mult din 02 consumate în procesul de respirație aerobă, care asigură o generare de energie eficientă sub formă de adenozintrifosfat (ATP) în mitocondrie. Unele porțiuni 02 utilizează enzime care catalizează sinteza hormonului adrenalinei reacție, corticosteroizi, neytroperedatchika hidroxilare dopamina a resturilor de aminoacizi la sinteza de colagen, necesare pentru construirea de tesut conjunctiv. Pentru neutralizarea și eliminarea xenobioticelor ( „străin compuși organismele vii arată), inclusiv medicamente, produse chimice industriale. Pesticide, toxine, sistemul enzimatic al citocromului P450 după cum este necesar 02.

Nevoia noastră de 02 eclipsează faptul că acesta este un gaz toxic, mutagene; vom supraviețui în prezența sa numai din cauza efectelor sale nocive au o gamă largă de protecție antioxidante, care ne permite să-l folosească în condiții de siguranță. In plus fata de antioxidanti, pe care noi singuri ( „antioxidanți endogeni“) sintetizeaza, noi le obține din alimente. dieta umană este bogat în antioxidanți. Aceasta este, în principal de alimente vegetale. Plantele sintetiza mulți antioxidanți pentru a se proteja de un nivel ridicat 02, care se formează în procesul de fotosinteză. Unele dintre antioxidanti dieta noastra sunt importante pentru noi (de exemplu, vitamina E), în timp ce altele nu sunt esențiale, dar utile (de exemplu, carotenoizi, flavonoide). In plus fata de antioxidanti, plantele contin multi compusi chimici care pot modula (ajusta) diversele procese, inclusiv inflamatie. În ultimii ani, rolul de antioxidanti in dieta noastra sau suplimente a fost intens studiată. Rezultatele definitive încă.

specii reactive de oxigen

Mai mult de 80% de contact consumat 02 este utilizat in mitocondrie, restul ajută transporta o transformare metabolică utilă (vezi. De mai sus). Cu toate acestea, un procent mic de consumat 02 (1-2%), se transformă în specii reactive de oxigen (ROS). AFK mai reactiv decât 02 și capabile de molecule biologice daunatoare. Unii AFC - radicali liberi. cum ar fi superoxid radical (02 • - și radicalul hidroxil (OH •), iar altele nu sunt (tabelul 1) ..

Tabelul 1 - Gama de specii reactive de oxigen (ROS) Ca exemple

acid azotos, HNO2

specii reactive de oxigen (ROS) nu sunt radicali - peroxid de hidrogen (H2 02) și acid hipocloros (HOCI).

Termenul „reactiv“ acoperă o gamă largă. Unele ROS sunt foarte reactive, celălalt - cel mai mic. Un exemplu clasic al primului - radicalul hidroxil (OH •), care reacționează la contactul cu toate moleculele biologice si le oxideaza instantaneu. De exemplu, o OH ADN • rapid daune toate cele patru baze (adenina, timina, citozina, guanina), transformându-le în produse nocive. Astfel, guanina bază purinică este convertit în OH • 8-hydroxyguanine, care este încorporată în ADN-ul în timpul replicării și generează mutații care contribuie la dezvoltarea cancerului. Oxidare OH • membranele lipidice sau lipoproteinelor initiaza o reactie in lant (peroxidarea lipidelor) în care oxidat lipidelor în peroxizilor lipidici prin mai mulți radicali peroxil lipidelor intermediare (Tabelul 1).

oxidarea lipidelor in vivo afecteaza functia membranelor celulare. Acesta contribuie la dezvoltarea aterosclerozei (in special oxidarea lipidelor în lipoproteine ​​cu densitate mică (LDL), și multe alte boli. Oxidarea lipidelor se realizează unele toxine, in special cele care afecteaza ficatul (de exemplu, solvenți organici, cum ar fi tetraclorura de carbon și excesul de etanol). Oxidarea lipidelor în alimente produsele duc la râncezire și „gust“. radicalilor hidroxil sunt produse în organism, atunci când este expus la radiații ionizante, cum ar fi raze X sau raze gamma. Intensive Ener Ia scindează apă pentru radicalul hidroxil și un hidrogen :. H2O - >>>> H + OH • Expunerea in exces la ionizante daune ADN-ului radiațiilor în primul rând prin OH • și, prin urmare, crește riscul de cancer, OH • și oxidează lipidelor. . radicalii hidroxil sunt, de asemenea, generate cu ușurință de peroxid de hidrogen

(H2 O2). In contrast OH • radical. radicalul superoxid (02 • -) mai selectiv în acțiunile lor. Nu atacă ADN-ul sau de lipide, dar poate inactiva enzimele care sunt esențiale pentru metabolism, inclusiv unele in mitocondrie, care pot conduce la formarea de mai reactive OH •. În consecință, nivelurile de radicali superoxid trebuie monitorizați cu atenție.

H2 02. ROS non-radicale sunt larg generate in vivo, dar, de asemenea, este degradat rapid de enzima catalază. astfel încât nivelul de echilibru starea de peroxid de hidrogen este în general scăzută (micromolar sau mai puțin). molecula de peroxid de hidrogen traversează membrana
destul de ușor, astfel încât să poată difuza între diferite compartimente subcelulare, sau chiar între celule. Peroxidul de hidrogen nu este în măsură să atace majoritatea biomolecule. Cu toate acestea, atunci când H2 02 este în contact cu ionii de fier sau cupru, compusul format OH • (reacția Fenton): Fe + 2 + H 2 0 2 >>> Fe3 + + OH - + OH • și Cu 1+ + H2 02 >> > Cu 2+ + OH - + OH •

biomolecule Cauzata (ADN, lipide, carbohidrați, proteine) daune prin generarea ROS excesivă (de exemplu, în timpul expunerii la radiații ionizante toxine, care generează ROS în bolile inflamatorii cronice, numite daune oxidativ și o afecțiune în care există astfel de daune - stres oxidativ .

Efectele fiziologice ale speciilor reactive de oxigen

specii reactive de oxigen (ROS) sunt întotdeauna formate in vivo, de exemplu, în timpul inflamației. Unele specii reactive de oxigen (ROS), în special H2 O2 generat pentru a participa la transmiterea semnalelor intracelulare care controlează funcția, creșterea, diferențierea și divizarea celulelor. De exemplu, H2 02 (la un nivel adecvat) poate stimula proliferarea mai multor tipuri de celule, cum ar fi fibroblastele. Semnalul declanșat de legarea factorului de creștere la un receptor specific de pe suprafața celulei. Un loc important în această etapă aparține fosforilarea resturilor de tirozină sau protein kinaze serină. Celulele conțin, de asemenea enzime (fosfataza) pentru a îndepărta aceste grupări fosfat. Când semnalizarea crește nivelul de peroxid de hidrogen în celulă și inactivează fosfatazei, care amplifică semnalele. Nivelul de peroxid de hidrogen în celula este reglată cu grijă: prea mult peroxid de hidrogen poate duce la proliferarea excesivă și pentru a promova dezvoltarea cancerului. Prea puțin - semnalizare și celulele nu funcționează corect, sau sunt dezvoltate în mod necorespunzător organe. Nivelul H2 02 afectează, de asemenea, comportamentul celulelor stem ajută la controlul diviziunii lor, iar direcția diferențierea acestora în tipuri de celule specifice. In plus, formarea fiziologică a speciilor reactive de oxigen (ROS). unii dintre ei, aparent. Ea a făcut „din întâmplare“. Suntem în mod constant expuse la radiații (de exemplu, raze cosmice sau de radon) ionizante, astfel încât există întotdeauna un nivel de bază al educației în organism • OH în scindarea apei. Multe biomolecule sunt instabile în prezența 02 pentru a le introduce în reacție chimică cu formarea de radicali superoxid. Exemple sunt reduse hormoni folat epinefrina si noradrenalina, dopamina neurotransmitatorul, dar sunt multe altele. Poate cea mai importantă sursă de superoxid este mitocondrie. În timpul funcționării normale, electronii sunt scindate prin mitocondriei substraturi oxidabile în tricarboxilici ciclului de acid enzime, dehidrogenazele și coenzime sunt mutate la NAD și FAD lor de a forma forme reduse NADH și FADN2 respectiv. coenzime reduse sunt oxidați cu enzime ale lanțului respirator al membranei interioare a mitocondriilor. Respirator electronii lanț trasportiruyutsya la oxigen, cu participarea diferiților vectori, inclusiv fier în citocromilor. Electronii ajunge la oxigen și a redus prin oxidaza enzima citocrom, care catalizează o reacție care să reflecte esența respirației: 02 + 4H + + 4e -> 2H2 0.

Energia care este eliberată în timpul transportului de electroni al lanțului respirator, utilizate pentru sinteza ATP.

Din păcate, unii dintre purtătorii de electroni în lanțul de transport de electroni se pot transporta direct electroni singur 02. Acest proces este adesea menționată ca scurgeri de electroni și superoxid. De obicei, mai mult de 98% 02 este utilizat pentru producerea de apă, dar formarea mitocondriale de O2 • - se întâmplă tot timpul, și crește în cazul în care:

• excesul de oxigen intră (deci oxigen peste 21% din normal este toxic pentru vsehaerobov inclusiv umane)
• în cazul în care mitocondriile si transportatorii de electroni deteriorate dezorganizat electronii de scurgere la oxigen

Și zbytok formarea superoxid mitocondrial are loc in diabet si contribuie la patologia acestei boli. Excesul de specii reactive de oxigen joacă un rol în bolile cardiovasculare și neurodegenerative.