БЕЗПЛАТНИ РАДИКАЛНИ ИЗТОЧНИЦИ (RL)

Дишането е сложният процес, чрез който O2 във вдъхновения въздух достига кръвния поток до тъканите и накрая до клетъчните митохондрии. В еукариотните, аеробни клетки, последният акт на дишане е да се намали О2 с 4 електрона от метаболитните реакции и да се транспортира през дихателната верига.

4Cytochrome e2 + + Cytochrome oxidase (ox) ----> 4Cytochrome e3 + + Cytochrome oxidase (червен)

O2 + Цитохром оксидаза (червено) + 4Н + ----> Цитохром оксидаза (окс) + 2Н2О

Митохондриалната дихателна верига се състои от хетерогенен редокс катализатор (нуклеотиди като NADH, флавопротеини като NADH дехидрогеназа, назални протеини, съдържащи Fe и S, убихинони и цитохроми), разположени във вътрешните митохондриални мембрани. Целта на тази дихателна верига е да я свърже с биосинтеза на АТФ в трите центъра за електронен трансфер. Когато скоростта на фосфорилиране е ограничителна, веществото, което отделя фосфорилирането (АТФ биосинтеза), значително ще увеличи консумацията на O2.

Доказано е, че образуването на H2O2 се дължи на активността на супероксиддисмутаза (SOD). SOD в митохондриалната матрица причинява метаболитна дисмутация на O2 чрез:

Производството на O2 по време на митохондриалното дишане изглежда механизъм на саморегулация. Някои от O2 са резултат от самоокислението на NADH дехидрогеназа, така че супероксидът предизвиква инактивиране на ензима, така че наличието на SOD в матрицата на вътрешните мембрани осигурява необходимата защита.

H2O2, резултат от гореспоменатата реакция, ще бъде неутрализиран не чрез каталазна активност, както се очаква, а от GSH пероксидаза, чрез реакцията:

В сравнение с каталазата, GSH пероксидазата има предимството да действа ефективно при много ниски концентрации на H2O2, но също така и да неутрализира липидните пероксиди.

Те са клетъчни органи за храносмилане, снабдени със специализирано ензимно оборудване, което им дава специални роли в метаболитните процеси в организма. По този начин образуването на H2O2 идва предимно от активността на някои оксидази, които действат върху аминокиселини и -хидрокси киселини.

D (L) аминокиселини ----> кетокиселини + H2O2

L - хидрокси киселини ----> кетокиселини + H2O2

За неутрализиране на H2O2 в пероксизомите има значително количество каталаза, която може да действа или каталаза, или пероксидаза, използвайки различни субстрати:

2H2O2 + Феноли (етанол) ----> 2H2O + Хинон (ацеталдехид)

Вторият източник на образуване на H2O2 се дължи на окисляването на мастните киселини - процес, който протича и в митохондриите. За всеки остатък от 2C в молекулата на мастната киселина се образува един мол H2O2. В случай на диета, много богата на липиди, производството на H2O2 може да надхвърли защитната способност на каталазата, създавайки условия за липидна пероксидация и опасни последици.

Най-важният метаболитен процес, който осигурява свободни радикали в организма, е фагоцитозата, която се проявява в левкоцитите и макрофагите на PMN. Ролята на RL (особено на кислорода) е от съществено значение при фагоцитозата и се състои в убиването или структурната лабилизация на патогена (най-изследваната е бактерицидната роля на супероксида). Най-голямото участие на RLO се случва в етапа, в който активирането на NADPH оксидазата става чрез фосфорилиране.

Простагландини и левкотриени

Простагландините (PG) и левкотриените (LT) са метаболити на арахидоновата киселина, чийто биосинтез се осъществява във фагоцитни левкоцити и в по-малка степен в ендотелни клетки, семенни везикули и др.

Последиците от RL се появяват в етапа на лабилизация на структурата на арахидоновата киселина. Този процес може да бъде катализиран от циклооксигеназа с производството на простагландини, простациклини и тромбоксани или от липоксигеназа с образуване на левкотриени и липоксини. В случая на двата ензимни пътя, първите продукти са пероксиди или ендопероксиди, с присадена перокси OH група в съседство с двойна връзка. Основният ендопероксид, който се среща при биосинтеза на простагландини, е PGE2, силно биологично активен, 10 пъти по-мощен за предизвикване на агрегация в сравнение с ADP.

Пероксидация на ненаситени липиди

Полиненаситените мастни киселини (AGPN) са основният субстрат на RL. Чрез взаимодействие с O2 се образуват липидни пероксиди и накрая продуктите от разграждането на карбонил (алдехиди) или по-ниски въглеводороди (етан, пропан).

Самоокисление на някои съединения

Друг източник на O2- в клетките е автоокисляването на някои съединения като аскорбинова киселина (витамин С), тиоли (глутатион, цистеин) и флавинови коензими. Тези реакции на самоокисление могат да бъдат усилени чрез включване на йони на преходни метали.

N.B. Производството на RL може да бъде усилено от чужди токсични съединения. Класическият пример е този на CCl4, което е първото съединение, което е установено да проявява своята токсичност чрез RL механизма, като се метаболизира до CCL3 чрез действието на Cit. P450 в черния дроб.

Този артикул е разгледан 10281 пъти.