H2O2 ® O2 + 2H2О.
O2-. + 2Н+ ® H2O2 + O2.
ГЕНЕРАЦИЯ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ В КЛЕТКЕ
Активные формы кислорода (АФК) – соединения, в которых кислород имеет неспаренный электрон.
АФК образуются при изменении условий функционирования дыхательной цепи (например, при гипоксии), под действием УФ-лучей, при взаимодействии кислорода с ионами металлов переменной валентности (железом), в ходе спонтанного окисления некоторых веществ, при участии ферментов ксантиноксидаза или НАДФН-оксидаза. В этих условиях образуется супероксид-анион кислорода О2.−. Он обладает невысокой реакционной способностью. Его превращения приводят к образованию ряда активных окислителей: пероксид водорода Н2О2 (окислитель умеренной силы) и гидроксид-радикал НО. наиболее активный окислитель.
Активные формы кислорода химически очень агрессивны: они вызывают перекисное окисление липидов — процесс, ведущий к тяжелому повреждению мембран, повреждают белки и ДНК. Особенностью реакций с участием гидроксильных радикалов является их цепной характер.
Инактивация активных форм кислорода в клетках происходит под действием антиоксидантной системы. В нее входят несколько антиоксидантных ферментов и низкомолекулярные антиоксиданты (витамин С, глутатион, витамин Е и др.).
Супероксиддисмутаза (СОД) превращает супероксид-анион кислорода в пероксид водорода Н2О2:
Это металлофермент. Существует 3 формы СОД — содержащие медь, цинк (одна находится в цитозоле, другая экстрацеллюлярная — в эндотелии) и магний (находится в матриксе митохондрий). Каталитический цикл этих ферментов включает восстановление и окисление иона металла на активном центре фермента.
Каталаза — геминовый фермент, содержащий Fe3+, катализирует реакцию разложения пероксида водорода. При этом образуются вода и кислород:
Наибольшая активность каталазы в организме характерна для печени. Каталаза преимущественно находится в пероксисомах. Каталазы много в эритроцитах. Там она защищает гем гемоглобина от окисления.
Пероксидаза — геминовый фермент, восстанавливает пероксид водорода до воды . при этом идет окисление другого вещества:
Пероксидаза способна разлагать и другие перекиси, превращая их в спирты. Пероксидазная активность обнаруживается в печени, почках, нейтрофильных лейкоцитах.
Антиоксиданты — биологически активные вещества, взаимодействующие со свободными радикалами и препятствующие процессам свободнорадикального окисления органических веществ в организме.
Витамины, проявляющие антиоксидантные свойства – С, Е, А, Р. Антиоксидантные свойства проявляют трипептид глутатион, таурин ( 2-аминоэтансульфоновая кислота), дипептид карнозин.
Полное подавление перекисных процессов в тканях, по-видимому, нецелесообразно. Свободные радикалы индуцируют апоптоз, участвуют в формировании клеточного иммунитета, стимулируют работу фосфолипаз, участвуя тем самым в синтезе эйкозаноидов.
Однако усиленная генерация свободных радикалов сопровождает патологические состояния (болезнь Паркинсона, Альцгеймера) и сам процесс биологического старения.
