aktyvių O2 formų susidarymas, jų toksiškumas ir nukenksminimas. E vitamino ir kitų antioksidantų svarba.

Question 1

deguonies molekulės redukcija

Answer 1

Visose oksidacijos reakcijose tam, kad deguonies molekulė redukuotųsi, ji turi prisijungti 4 elektronus (kiekvienas deguonies atomas po 2 elektronus). Tiek audinių kvėpavimo grandinėje, tiek oksidacijos reakcijose mikrosomose elektronai nuo substrato yra perduodami fermentams, turintiems atitinkamus kofaktorius (hemas, Fe-S centrai). Tada jie po vieną prijungiami prie deguonies. Deguonies molekulė turi 2 nesuporuotus elektronus, turinčius paralelinius sukinius ir esančius skirtingose orbitalėse (O2↑↑). Kad deguonies atomas galėtų redukuotis ir sudaryti vandenį, jis turi prijungti priešingų sukinių elektronų porą ir tada prijungiamų elektronų sukiniui reikia pakeisit kryptį, o tam reikalinga gana didelė aktyvacijos energija. Tai termodinamiškai yra labai neefektyvu, todėl elektronai yra jungiami po vieną.

Question 2

kaip susidaro superoksido anijonas ir kas su juo vyksta?

Answer 2

Kai prie deguonies molekulės yra prijungiamas vienas elektronas, susidaro superoksido anijonas (radikalas) O2-.. Jis turi vieną perteklinį e-. Tai yra tarpinis reakcijos produktas su 1 nesuporuotu e-. Jei O2-. išlieka fermento aktyviame centre tol, kol prijungiamas antras e-, tai galima tolimesnė jo redukcija į vandenį (pvz., kvėpavimo grandinėje deguonies molekulė sulaikoma, kol prisijungs 4 e-, kad susidarytų 2 vandens molekulės). Jeigu tarpinė reakcija vyksta ne aktyviajame centre, tai toks O2-. sukelia grandinines reakcijas, kurių metu susidaro kitos aktyviosios deguonies formos.

Question 3

vandenilio peroksido, hidroksilo radikalo susidarymas, jų apibūdinimas kaip toksiškų produktų, jų radikalumas.

Question 4

išvardinti svarbiausias radikalinės aktyviosios deguonies formas

Answer 4

superoksido anijonas (radikalas – O2-.);
hidroksiradikalas (OH.);
hidroperoksiradikalas (HO-O.);
lipidų peroksiradikalas (LO-O.);
azoto oksido radikalas (NO.).

Question 5

išvardinti svarbiausias neradikalines aktyviosios deguonies formas

Answer 5

vandenilio peroksidas (H2O2);
singuletinis deguonis (1O2↑↓);
ozonas (O3);
hipochlorito rūgštis (HClO).

Question 6

kokia yra superoksido radikalo žmogaus organizme?

Answer 6

Žmogaus organizme, maždaug 5% deguonies paverčiama superoksido radikalu (superoksido anijonu O2-.)

Question 7

kaip gali susidaryti superoksido radikalas audinių kvėpavimo grnadinėje Q cikle?

Answer 7

audinių kvėpavimo grandinėje Q cikle, kai KoQ radikalas kontaktuoja su deguonimi, perduoda jam perteklinį elektroną ir susidaro superoksidinis radikalas. Šis radikalas gali pradėti grandinines reakcijas, sukeliančias mitochondrijos membranos fosfolipidų peroksidaciją.

+formule

Question 8

kaip gali susidaryti superoksido radikalas fagocituojančių ląstelių membranose?

Answer 8

fagocituojančių ląstelių membranose (makrofilų, neutrofilų, eozinofilų). Ten esanti NADPH oksidazė katalizuoja superoksidinio radikalo susidarymą. Susidaręs superoksido radikalas išskiriamas į vakuoles ir pradeda reakcijas, kurios sukelia kitų aktyvių deguonies formų susidarymą. Čia susidariusios aktyvios deguonies formos yra naudingos, nes jos pažeidžia mikroorganizmus, kuriuos tada žymiai lengviau suskaido fagocituojančios ląstelės lizosomų fermentai. Tokiu būdu ląstelės yra apsaugomos nuo infekcijos.

+formule (NAPH oksidaze)

Question 9

kaip gali susidaryti superoksido radikalas oksidacijos reakcijose, kuriose dalyvauja fermentai, turintys kofaktoriaus pereinamuosius metalus?

Answer 9

oksidacijos reakcijose, kuriose dalyvauja fermentai, turintys kofaktoriais pereinamuosius metalus – Cu arba Fe (kintamo valentingumo metalai). Tokioj reakcijoj išsprūdęs iš sistemos elektronas gali prisijungti prie deguonies ir sudaryti superoksido anijoną.

+formule

Question 10

kaip gali susidaryti superoksido radikalas audinių kvėpavimo grandinėje, kai elektronai eina iš Fe-S centrų?

Answer 10

audinių kvėpavimo grandinėje, kai elektronai eina is Fe-S centrų. Taip gali nutikti ir mikrosemose. Mitochondrijose 4% deguonies paverčiama superoksidiniu anijonu (tokiose vietose, kur keliauja po vieną elektroną, ir kontaktuoja su deguonimi).

Question 11

kaip gali susidaryti superoksido radikalas hemoglobinui prijungiant deguonį?

Answer 11

Šitas radikalas nėra labai stiprus oksidatorius, bet iš jo susidaro kitos aktyviosios deguonies formos. Toli nuo šaltinio (susidarymo vietos) jis nedifunduoja.

Question 12

kokia yra viena iš pavojingiausių aktyviųjų deguonies formų?

Answer 12

Kita pavojingiausia iš aktyviųjų deguonies formų – hidroksiradikalas (OH.).

Question 13

kaip susidaro hidroksiradikalas nefermentinėje fentono r-joje?

Answer 13

Organizme jis susidaro:
nefermentinėje Fentono r-joje. Fentono r-joje vandenilio peroksidui reaguojant su pereinamuoju metalu (Fe, Cu), susidaro hidroksiradikalas ir hidroksilo anijonas.
+formule

Question 14

kaip susidaro hidroksiradikalas Haberio-Veiso r-joje?

Question 15

kaip susidaro hidroksiradikalas vandens jonizacijos metu?

Answer 15

vandens jonizacijos metu, veikiant jonizuojančiai spinduliuotei.

Question 16

kaip susidaro vandenilio peroksidas veikiant oksidazėms?

Answer 16

Vandenilio peroksidas (H2O2) susidaro keliais atvejais:

• veikiant oksidazėms (aerobinėms DG, ksantino oksidazė pvz.);
• –

Question 17

kaip susidaro vandenilio peroksidas iš superoksido radikalų veikiant fermentui superoksiddismutazei?

Question 18

vandenilio peroksido ypatybės?

Answer 18

Vandenilio peroksidas nėra laisvasis radikalas, bet iš jo gali pasigaminti hidroksiradikalas (Fentono ir Haberio-Veiso r-jose). Jis lengvai difunduoja per ląstelių membranas.

Question 19

kaip susidaro hipoflorito rūgštis neutrofiluose, veikiant fermento mieloperoksidazei?

Answer 19

Hipochlorito rūgštis susidaro:
neutrofiluose, veikiant fermento mieloperoksidazei. Tai hemoproteinas, esantis neutrofiluose. Šita reakcija naudinga naikinant mikroorganizmos. Susidariusi hipochlorito rūgštis r-joje su superoksido anijonu sudaro hidroksiradikalą (aktyvų).
–

Question 20

kaip susidaro singuletinis deguonis ir koks jis?

Answer 20

Singuletinis deguonis (1O2↑↓). Jo vienas elektornas kitokioj orbitalėj. Jis susidaro:
veikiant UV spinduliuotei, kuri pakeičia vieno nesuporuoto elektrono sukinį. Jis irgi yra geras oksidatorius, tačiau nestabilus – jo gyvavimo pusperiodis labai trumas, maždaug 2-7µs.

Question 21

aktyviosios deguonies formos - membranų pažeidimas

Answer 21

Aktyviosios deguonies formos yra pavojingos, nes pažeidžia beveik visas svarbiausias ląstelės struktūras:
pažeidžia membranas (kurių sudėtyje yra daug fosfolipidų, turinčių polinesočiąsias riebalų r.), branduolį ir makromolekules. Tokiu būdu aktyviosios deguonies formos vykdo membranų fosfolipidų peroksidaciją.
Jos metu polinesočiosios riebalų rūgšties fragmentas……elektronas peršoka prie kito anglies atomo, vyksta dvigubų ryšių persitvarkymas, kuris žymimas L.. Jis lengvai prijungia deguonį susidaro lipido peroksido radikalas, jis gali veikti toliau paprastą fosfolipidą, ta riebalų rūgštis vėl sudaro radikalinę formą (grandininė reakcija), o pats peroksiradikalas virsta lipidoperoksidu, jis būna, kad suskaidomas ir membrana toje vietoje trūksta… Lipidas paveiktas hidroksiradikalo duoda lipido radikalą, kuris lengvai prijungia vandenį, sudaro lengvai lipido… Nestabdomų reakcijų pasekmė – membranų pažeidimas ir suirimas.

Question 22

aktyviosios deguoniees formos - baltymų oksidacija

Answer 22

oksiduoja baltymus, ypač tokias a. r. kaip cisteiną, histidiną, metioniną, triptofaną, tiroziną. Pažeisti baltymai fragmentuojasi, gali skilti, gali tarpusavyje sulipti, susisiuva jų a.r. ir juos labai greitai paveikia peptidazės (fermentai, suskaidantys baltymus).

Question 23

aktyviosios deguonies formos - branduolio ir mitochrondrijų nukleorūgščių pažeidimas

Answer 23

pažeidžia branduolio ir mitochondrijų nukleorūgštis. Pasireiškia DNR trūkiais, modifikuojamos bazės ir angliavandeniai, susidaro skersiniai ryšiai tarp baltymų ir DNR, tai gali daryti įtaką kancerogenezei.

Question 24

aktyvios deguonies formos - Parkinsono ligos atvejis

Answer 24

vaidina tam tikrą vaidmenį sergant įvairiomis ligomis – Parkinsono liga (dopaminas veikiant monoaminooksidazei (MAO), sudaro šalutinį produktą – vandenilio peroksidą, kuris ardo dopamino neuronus. Žmogaus ir kitų žinduolių ląstelės turi apsaugos sistemą, ginančią juos nuo aktyviųjų deguonies formų poveikio.

Question 25

kas sudaro aktyviųjų deguonies formų nukenksminimo sistemą (apsaugos sistemą)?

Answer 25

Aktyviųjų deguonies formų nukenksminimas. Apsaugos sistemą sudaro endogeniniai ir egzogeniniai antioksidatoriai

Question 26

antioksidatoriniai fermentai - išvardinti

Answer 26

antioksidatoriniai fermentai (endogeniniai):

• Superoksiddismutazė (SOD)
• Katalzė
• Glutationperoksidazė

Question 27

superoksiddismutazės, jos reikšmė

Answer 27

katalizuoja dviejų superoksido anijonų sujungimą į vandenilio peroksido molekulę (deguonies molekulę) – nukenksmina superoksido anijonus. Jos izofermentų yra ląstelės citozolyje ir mitochondrijose. Fermentų aktyvumą didina laisvieji radikalai (kuo daugiau laisvųjų radikalų, tuo aktyvumas didesnis).

Question 28

katalazės reikšmė

Answer 28

nukenksmina vandenilio peroksidą. Daugiausia peroksisomose, bet randama ir citozolyje. Fentono reakcija – vandenilio peroksido nukenksminimas, bet kartu ir hidroksiradikalo susidarymas.

Question 29

glutationperoksidazė, jos reikšmė

Answer 29

katalizuoja vandenilio peroksido ir lipidų peroksidų redukcija oksiduodama glutationą. Viena iš kofaktorių yra Se. Todėl labai svarbu jo gauti su maistu. Glutationreduktazė redukuoja oksiduotą gutationą naudodama NADPH.

Question 30

išvardinti antioksidatorinius vitaminus (egzogeninius)

Answer 30

–

Question 31

vitamino E reikšmė

Answer 31

Vitaminas E – nukenksmina lipidų ir lipidų peroksidų radiklaus. Vit. E yra natūralus antioksidatorius. Jis atiduoda savo H (e- ir H+) lipidų ir lipidų peroksidų radikalams, o pats oksioduojasi į tokoferilo radikalą. Tokoferilo radiklą į aktyviąją vit. E formą gali atstatyti vit. C. Jei jo nėra, tokoferilo radiklas dar kartą gali oksiduotis ir virsti tokoferilo chinonu. Jis jau nebeatstatomas į aktyvią vit. E formą, o sudaro junginius su gliukurono r. ir yra pašalinamas su tulžimi.

Question 32

vitamino c reikšmė

Answer 32

Vitaminas C – nukenksmina aktyviuosius radikalus ir singuletinį deguonį vandeninėje terpėje (atiduoda e- nesuporuotiems reaktyvaus deguonies radikalams) bei redukuoja tokoferilo radikalą.

Question 33

beta-karoteno reikšmė

Answer 33

β-karotenas (lipopenas) – stabdo lipidų peroksidacijos r-jas, nes gaudo ir suriša laisvuosius lipidų peroksido radikalus audiniuose esant mažam parcialiniam slėgiui, apsaugo MTL nuo oksidacijos (oksiduoti – grėsmė aterosklerozei), nes kraujyje karotenoidai ir β-karotenas ir lipopenas būna MTL sudėtyje. Jie taip pat nukenksmina singuletinį deguonį ir azoto oksido radikalus (ypač daug susidaro rūkant).

Question 34

kuo svarbūs antioksidatorinių vitaminų veikimas?

Answer 34

Antioksidatorinių vitaminų veikimas mažina vėžio susirgimo riziką.

Question 35

endogeninės molekulės gaudyklės, išvardinti ir apibūdinti.

Answer 35

Glutationas – turi SH grupę (merkapto grupę) ir gali tiesiogiai sujungti ir neutralizuoti hipochloritą ir kitus junginius (peroksinitritą ir pan.). Jis peroksidazės pagalba skaido vandenilio peroksidą.
Šlapimo rūgštis – vandenyje tirpus antioksidatorius. Ji sudaro koordinacinius ryšius su pereinamųjų metalų jonais ir tokiu būdu stabdo Fentono ir Haberio-Veiso reakcijas.
Lipo rūgštis – turi dvi SH grupes.
Se – yra maždaug 20 organizmo baltymų sudėtyje. Glutationperoksidazėje cisteino sieros atomas SH grupėje yra pakeistas į Se (viena SH grupė). Trūkstant Se (jo gaunama iš augalinio maisto) silpnėja organzimo antioksidatorinės sistemos, susergama vadinamąją Kešono liga – endemine kardiomiopatija.

Question 36

egzogeninės molekulės gaudyklės išvardinti ir apibūdinti

Answer 36

Polifenoliai – suriša laisvuosius radikalus. Yra daug tokios struktūros junginių. Daug jų randama raudonajame vyne (resveratrolis), žaliojoje arbatoje, šokolade.

Question 37

kas yra oksidacinis stresas, kokias ligas jis skatina?

Answer 37

Sveikame organizme paprastai nusistovi pusiausvyra tarp laisvųjų radikalų (aktyviųjų deguonies formų) susidarymo ir apsauginių organizmo sistemų. Tokia būsena, kai antioksidatorinės sistemos nebepajėgia kovoti su aktyviosiomis deguonies formomis vadinama oksidaciniu stresu. Šis oksidacinis stresas skatina daugelį patologinių procesų ir ligų – kataraktą, aterosklerozę, vėžį, Alshaimerio, Parkinsono ligas, rematoidinį artritą, senėjimo procesą.