Sistem antioksidan badan

Sistem antioksidan badan adalah satu set mekanisme yang menghalang autooksidasi dalam sel.

Autooksidasi bukan enzimatik, jika tidak terhad kepada wabak tempatan, adalah proses yang merosakkan. Sejak kemunculan oksigen di atmosfera, prokariot memerlukan perlindungan berterusan daripada tindak balas spontan penguraian oksidatif komponen organiknya.

Sistem antioksidan termasuk antioksidan yang menghalang autooksidasi pada peringkat awal peroksidasi lipid (tokoferol, polifenol) atau spesies oksigen aktif (superoksida dismutase - SOD) dalam membran. Dalam kes ini, zarah dengan elektron tidak berpasangan, tokoferol atau radikal polifenol yang terbentuk semasa pengurangan dijana semula oleh asid askorbik yang terkandung dalam lapisan hidrofilik membran. Bentuk askorbat teroksida pula dikurangkan oleh glutation (atau ergothioneine), yang menerima atom hidrogen daripada NADP atau NAD. Oleh itu, perencatan radikal dilakukan oleh rantai glutathione (ergothioneine) askorbat-tokoferol (polifenol), mengangkut elektron (sebagai sebahagian daripada atom hidrogen) daripada nukleotida piridin (NAD dan NADP) ke SR. Ini memastikan keadaan lipid dan biopolimer radikal bebas yang pegun dan sangat rendah dalam sel.

Bersama-sama dengan rantai AO, sistem perencatan radikal bebas dalam sel hidup melibatkan enzim yang memangkinkan penukaran pengurangan pengoksidaan glutation dan askorbat - reduktase dan dehidrogenase yang bergantung kepada glutation, serta yang memecahkan peroksida - katalase dan peroksidase.

Perlu diingatkan bahawa fungsi dua mekanisme pertahanan - rantai bioantioksidan dan kumpulan enzim antiperoksida - bergantung kepada dana atom hidrogen (NADP dan NADH). Dana ini diisi semula dalam proses pengoksidaan enzimatik biologi-penyahhidrogenan substrat tenaga. Oleh itu, tahap katabolisme enzimatik yang mencukupi - keadaan badan yang aktif secara optimum adalah syarat yang diperlukan untuk keberkesanan sistem antioksidan. Tidak seperti sistem fisiologi lain (contohnya, pembekuan darah atau hormon), walaupun kekurangan jangka pendek sistem antioksidan tidak hilang tanpa kesan - membran dan biopolimer rosak.

Pecahan perlindungan antioksidan dicirikan oleh perkembangan kerosakan radikal bebas kepada pelbagai komponen sel dan tisu yang membentuk SR. Polivalensi manifestasi patologi radikal bebas dalam organ dan tisu yang berbeza, sensitiviti struktur sel yang berbeza terhadap kesan produk SR menunjukkan peruntukan organ dan tisu yang tidak sama dengan bioantioksidan, dengan kata lain, nampaknya, sistem antioksidan mereka mempunyai perbezaan yang ketara. Di bawah adalah hasil penentuan kandungan komponen utama sistem antioksidan dalam organ dan tisu yang berbeza, yang membolehkan kami membuat kesimpulan tentang kekhususannya.

Oleh itu, keanehan eritrosit adalah peranan besar enzim antiperoksida - katalase, glutation peroksidase, SOD, dalam enzimopati kongenital eritrosit, anemia hemolitik sering diperhatikan. Plasma darah mengandungi ceruloplasmin, yang mempunyai aktiviti SOD, yang tidak terdapat dalam tisu lain. Keputusan yang dibentangkan membolehkan kita membayangkan AS eritrosit dan plasma: ia termasuk kedua-dua pautan antiradikal dan mekanisme pertahanan enzimatik. Struktur sistem antioksidan sedemikian membolehkan kita menghalang FRO lipid dan biopolimer dengan berkesan disebabkan oleh tahap ketepuan tinggi eritrosit dengan oksigen. Peranan penting dalam mengehadkan FRO dimainkan oleh lipoprotein - pembawa utama tokoferol, dari mereka tokoferol masuk ke dalam eritrosit apabila bersentuhan dengan membran. Pada masa yang sama, lipoprotein paling terdedah kepada autooksidasi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Kekhususan sistem antioksidan bagi organ dan tisu yang berbeza

Kepentingan permulaan autooksidasi bukan enzimatik lipid dan biopolimer membolehkan kita memberikan peranan pencetus dalam genesis SP kepada ketidakcukupan sistem pertahanan antioksidan badan. Aktiviti berfungsi sistem antioksidan organ dan tisu yang berbeza bergantung kepada beberapa faktor. Ini termasuk:

1. tahap katabolisme enzimatik (dehidrogenasi) - pengeluaran dana NAD-H + NADP-H;
2. tahap penggunaan dana NAD-H dan NADPH dalam proses biosintetik;
3. tahap tindak balas pengoksidaan mitokondria enzimatik NADH;
4. bekalan komponen penting sistem antioksidan - tokoferol, askorbat, bioflavonoid, asid amino yang mengandungi sulfur, ergothioneine, selenium, dll.

Sebaliknya, aktiviti sistem antioksidan bergantung kepada keterukan kesan lipid yang mendorong pengoksidaan radikal bebas; apabila mereka terlalu aktif, perencatan terganggu dan pengeluaran radikal bebas dan peroksida meningkat.

Dalam organ yang berbeza, mengikut kekhususan tisu metabolisme, komponen tertentu sistem antioksidan diguna pakai. Dalam struktur ekstraselular yang tidak mempunyai dana NAD-H dan NADPH, kemasukan bentuk terkurang AO-glutation, askorbat, polifenol dan tokoferol yang diangkut oleh darah adalah sangat penting. Penunjuk tahap penyediaan badan dengan AO, aktiviti enzim antioksidan, dan kandungan produk STO secara integral mencirikan aktiviti sistem antioksidan badan secara keseluruhan. Walau bagaimanapun, penunjuk ini tidak mencerminkan keadaan AS dalam organ dan tisu individu, yang boleh berbeza dengan ketara. Perkara di atas membolehkan kita menganggap bahawa penyetempatan dan sifat patologi radikal bebas ditentukan terutamanya oleh:

• ciri genotip sistem antioksidan dalam tisu dan organ yang berbeza;
• sifat inducer SR eksogen yang bertindak sepanjang ontogenesis.

Dengan menganalisis kandungan komponen utama sistem antioksidan dalam pelbagai tisu (epitelium, saraf, penghubung), adalah mungkin untuk mengenal pasti pelbagai varian tisu (organ) sistem perencatan FRO, yang secara amnya bertepatan dengan aktiviti metabolik mereka.

Eritrosit, epitelium kelenjar

Dalam tisu ini, kitaran fosfat pentosa aktif berfungsi dan katabolisme anaerobik mendominasi; sumber utama hidrogen untuk rantai antiradikal sistem antioksidan dan peroksidase ialah NADPH. Eritrosit sebagai pembawa oksigen sensitif kepada induktor FRO.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Otot dan tisu saraf

Kitaran pentosa fosfat dalam tisu ini tidak aktif; NADH, terbentuk dalam kitaran aerobik dan anaerobik katabolisme lemak dan karbohidrat, mendominasi sebagai sumber hidrogen untuk perencat antiradikal dan enzim antioksidan. Ketepuan sel dengan mitokondria menyebabkan peningkatan risiko "kebocoran" O2 dan kemungkinan kerosakan pada biopolimer.

Hepatosit, leukosit, fibroblas

Kitaran pentosa fosfat seimbang dan laluan katabolik ana dan aerobik diperhatikan.

Bahan antara sel tisu penghubung ialah plasma darah, gentian dan bahan dasar dinding vaskular dan tisu tulang. Perencatan SR dalam bahan antara sel disediakan terutamanya oleh perencat antiradikal (tokoferol, bioflavonoid, askorbat), yang menyebabkan sensitiviti tinggi dinding vaskular terhadap kekurangannya. Sebagai tambahan kepada mereka, plasma darah mengandungi ceruloplasmin, yang mempunyai keupayaan untuk menghapuskan radikal anion superoksida. Dalam kanta, di mana tindak balas fotokimia mungkin, sebagai tambahan kepada perencat antiradikal, aktiviti glutation reductase, glutathione peroxidase dan SOD adalah tinggi.

Ciri organ dan tisu sistem antioksidan tempatan yang dibentangkan menerangkan perbezaan dalam manifestasi awal SP dengan pelbagai jenis kesan yang mendorong FRO.

Kepentingan fungsi bioantioksidan yang berbeza untuk tisu yang berbeza menentukan terlebih dahulu perbezaan dalam manifestasi tempatan kekurangannya. Hanya kekurangan tokoferol, antioksidan lipid sejagat bagi semua jenis struktur selular dan bukan selular, nyata dengan kerosakan awal pada organ yang berbeza. Manifestasi awal SP yang disebabkan oleh prooksida kimia juga bergantung pada sifat agen. Data membolehkan kita mempercayai bahawa bersama-sama dengan sifat faktor eksogen, peranan spesies khusus genotip dan ciri khusus tisu sistem antioksidan adalah penting dalam pembangunan patologi radikal bebas. Dalam tisu dengan kadar pengoksidaan enzimatik biologi yang rendah, seperti dinding vaskular, peranan rantai antiradikal ergothioneine - askorbat (bioflavonoid) - tokoferol, yang diwakili oleh bioantioksidan yang tidak disintesis dalam badan, adalah tinggi; Oleh itu, kekurangan poliantioksidan kronik terutamanya menyebabkan kerosakan pada dinding vaskular. Dalam tisu lain, peranan komponen enzimatik sistem antioksidan berlaku - SOD, peroksidase, dll. Oleh itu, penurunan tahap katalase dalam badan dicirikan oleh patologi periodontal yang progresif.

Keadaan sistem antioksidan dalam organ dan tisu yang berbeza ditentukan bukan sahaja oleh genotip, tetapi juga semasa onkogenesis oleh penurunan fenotip heterokronik dalam aktiviti pelbagai komponen sistem antioksidan, yang disebabkan oleh sifat inducer sistem antioksidan. Oleh itu, dalam keadaan sebenar dalam individu, kombinasi berbeza faktor eksogen dan endogen pecahan sistem antioksidan menentukan kedua-dua mekanisme umum radikal bebas penuaan dan pencetus tertentu patologi radikal bebas, yang ditunjukkan dalam organ tertentu.

Keputusan yang dibentangkan mengenai penilaian aktiviti pautan utama AS dalam organ dan tisu yang berbeza adalah asas untuk mencari ubat baru-perencat lipid FRO tindakan yang disasarkan untuk pencegahan patologi radikal bebas penyetempatan tertentu. Disebabkan oleh kekhususan sistem antioksidan tisu yang berbeza, ubat AO harus melakukan pautan yang hilang secara berbeza untuk organ atau tisu tertentu.

Sistem antioksidan yang berbeza telah didedahkan dalam limfosit dan eritrosit. Gonzalez-Hernandez et al. (1994) mengkaji sistem antioksidan dalam limfosit dan eritrosit dalam 23 subjek yang sihat. Telah ditunjukkan bahawa dalam limfosit dan eritrosit aktiviti glutation reduktase adalah 160 dan 4.1 U/j, glutation peroksidase - 346 dan 21 U/j, glukosa-6-fosfat dehidrogenase - 146 dan 2.6 sd/j, katalase - 164 dan 60 oksida di U/h, dan -3 oksida U/hs. μg/s, masing-masing.