litceysel.ru
добавить свой файл
1
Лекция «Окислительный стресс»


План лекции:


  • Активные формы кислорода и их образование

  • Физиологическая роль активных форм кислорода

  • Патологическое действие активных форм кислорода

  • Система антиоксидантной защиты

  • Что такое окислительный стресс?

  • Патогенез окислительного стресса

  • Последствия окислительного стресса

Установлено, что в процессе обменных реакций с участием кислорода в клетках организма неизбежно образуются гораздо более активные, более сильные и агрессивные окислители, чем сам кислород, - так называемые активные формы кислорода. В это понятие включаются все активированные метаболиты кислорода радикальной и нерадикальной природы. Наиболее важные из активированных метаболитов кислорода представлены в табл. 1

Активированные метаболиты кислорода


Вид соединений

Название

Химическая формула



Радикалы

Супероксид

О2.-

Гидроксильный

радикал

ОН.-

Синглетный

кислород

1О2

Липоперекисный

и другие перекисные

радикалы

LОО.

ROO.


Оксид азота

NO.



Нерадикальные

соединения

Пероксинитрит

ONOO-

Перекись водорода

Н2О2

Гипохлорная кислота

HOCL

Перекиси липидов

LOOH


Физиологическая роль активных форм кислорода


  1. Активные формы кислорода принимают участие в клеточной системе иммунитета, обеспечивая функцию всех фагоцитов в борьбе с инфекцией (Схема 1)

  2. Регуляция синтеза простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов.

  3. Окислительное разрушение ксенобиотиков (чужеродных для организма экзогенных веществ), деструкция собственных поврежденных или аномальных клеток.

  4. Регуляция роста, пролиферации и дифференцировки клеток.

  5. Участие в обновлении и модификации клеточных мембран.

  6. Регуляция апоптоза.


Антимикробная функция фагоцитов

(Объяснение в тексте)

Миелопероксидаза


УНИЧТОЖЕНИЕ

МИКРООРГАНИЗМОВ

Н2О2 + Сl НОCL

СОД Fe2+ О2 + ОН-
+ ОН.


О2.- О2



НАДФН-оксидаза фагоцитов


Повреждающее действие активных форм кислорода


Наиболее серьезными следствием токсического действия активных форма кислорода являются: 1. Выраженная активация свободнорадикального перекисного окисления липидов;

2. Повреждение ДНК и РНК

3. Повреждение белков, в том числе и белков- ферментов. По существу эти три события и составляют молекулярную основу окислительного стресса.

Избыточная активация перекисного окисления липидов, происходящая главным образом, в клеточных и субклеточных мембранах, приводит к глубокому нарушению их структуры и функции.

Для защиты организма от повреждающего действия активных форм кислорода, особенно, от кислородных радикалов, существует т.н. антиоксидантная система.

Именно антиоксидантная система поддерживает такой баланс продукции и дезактивации свободных радикалов и других активированных метаболитов кислорода, при котором их концентрация находится на достаточно низком, но всегда отличном от нуля и постоянном уровне, оптимальном для организма.

Можно условно разделить всю антиоксидантную систему на две части – анатомо-физиологическую и биохимическую (табл.2).

Основные звенья антиоксидантной защиты организма


Анатомо-физиологическая система

Биохимическая система

Система каскадов РО2 от атмосферного воздуха до митохондрий (схема 2.)


Антиоксидантные ферменты и белки

Уменьшение регионарного кровотока и микроциркуляции в ответ на повышение концентрации РО2 в ткани

Низкомолекулярные антиоксиданты

Наличие относительно большой межкапиллярной дистанции




Способность цитохромоксидазы переносить на кислород именно 4 электрона





Схема биохимической системы антиоксидантной защиты организма (природные антиоксиданты)


Вид антиоксидантов

Локализация в организме

Механизм действия

Ферменты, белки




Супероксиддисмутаза

Митохондрии и цитоплазма клеткок

Дисмутация анионов супероксида

Каталаза

Клетки, пероксисомы




Глутатионпероксидаза

Клетки

Разрушение Н2О2 и гидроперекисей

Другие пероксидазы

Клеточные мембраны, митохондрии, цитозоль

Разрушение Н2О2


Ферритин

Цитоплазма

Связывание железа

Трансферрин

Плазма крови

Связывание и транспорт железа

Церулоплазмин

Плазма крови

Связывание Си и Fе, инактивация супероксида

Низкомолекулярные антиоксиданты




Витамин Е

Клетки (цитоплазматические мембраны, мембраны митохондрий и лизосом), кровь

Нейтрализация супероксида, радикалов оксида азота и перекисных радикалов

Витамин С

Цитозоль, внеклеточная жидкость

Нейтрализация супероксида, гидроксильного радикала, восстановление окисленного витамина Е

Прочие витамины, напр, витамины В6, Р, РР, К (кроме витамина D)

Цитозоль, внеклеточная жидкость

Нейтрализация кислородных радикалов

Каротиноиды

Мембраны клеток

Защита клеток от синглетного кислорода

Восстановленный глутатион и другие SH-содержащие соединения

Клетки

Защита клеток от радикалов кислорода, предупреждение ПОЛ

Убихинон

Митохондрии

Ингибирование ПОЛ


Мочевина, мочевая кислота

Внеклеточная жидкость

Связывание Н2О2, ингибирование ПОЛ

Билирубин

кровь

Нейтрализация кислородных радикалов

Карнозин

Клетки мозга, сердца и скелетных мышц

Нейтрализация АФК, ингибирование ПОЛ

Селен

Гормоны, белки и ферменты, в частности глутатионпероксидаза

Разрушение Н2О2 и гидроперекисей

Углекислый газ (СО2)

Клетки, плазма крови

Ингибирование образования супероксида



Окислительный стресс и его последствия для организма