wykład 5- antyoksydanty Flashcards
(46 cards)
Wolne rodniki
- atomy lub cząsteczki występujące samodzielnie i posiadające jeden lub więcej niesparowanych elektronów,
- wytwarzane są stale w organizmie w szeregu procesów metabolicznych, biochemicznych lub pod wpływem czynników zewnetrznych.
Reaktywne formy tlenu
wolne rodniki zawierające tlen (wr), tlen cząsteczkowy (O2), związki tlenu nie będące wolnymi rodnikami, jak np. nadtlenek wodoru H2O2, kwas podchlorawy HClO
Stres oksydacyjny
- zaburzenie homeostazy prowadzące do zwiększenia stężenia wolnych rodników, reaktywnych form tlenu, azotu, chloru,
- zaburzenie równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej w kierunku utleniania (Helmut Sies, 1985)
Wolne rodniki
Rodniki organiczne:
- RCO· - rodnik alkoksylowy
- RCOO· - rodnik nadtlenoalkoksylowy
- H2O2 - nadtlenek wodoru
- HO2· - rodnik nadtlenowodorowy
- O2· - - anionorodnik ponadtlenkowy
- Peroxide O22- - jon nadtlenkowy
- HO· - rodnik wodorotlenowy (hydroksylowy)
Reaktywne formy tlenu
- O2 singletowy - bardzo reaktywny
- O2 trypletowy
- O3 - ozon
Reaktywne formy azotu
- Tlenki azotu: NO, NO2
- Nadtlenoazotyn: ONOO-
Reaktywne formy chloru
- Kwas chlorowy(I) (podchlorawy) HOCl
- podchloryn OCl-
Powstawanie wr i rft
- egzogenne źródła
- endogenne źródła
Egzogenne źródła powstawania wr i rft
- zanieczyszczenia cywilizacyjne: metale ciężkie, tlenki azotu, dym tytoniowy, tlenki siarki, i inne,
- promieniowanie elektromagnetyczne (jonizujące i nadfioletowe), efekt bezpośredni i wtórny,
- sonikacja,
- utlenianie ksenobiotyków
Endogenne źródła powstawania wr i rft
- redukcja tlenu cząsteczkowego (łańcuch oddechowy),
- procesy zapalne
- reakcje enzymatyczne (oksydazy)
!!!W warunkach fizjologicznych około 1-5% metabolicznego tlenu ulega konwersji do form wolnorodnikowych!!!
Mitochondria – główne źródło rft w komórce,
-powstają nieustannie jako produkt uboczny metabolizmu tlenowego
-Miejsce produkcji rft :
~białka mitochondrialnego łańcucha oddechowego transportujące elektrony,
~niektóre enzymy rozmieszczone w różnych przedziałach mitochondriów, głównie w błonie zewnętrznej i macierzy mitochondrialnej.
-Główne miejsca:
~kompleks I (dehydrogenaza NADH),
~kompleks III (kompleks bc1 ).
Powstawanie rft w mitochondriach
Elektrony z substratów oddechowych przekazywane są przez enzymy mitochondrialanego łańcucha oddechowego do tlenu, wraz ze wzrastającym potencjałem redoks, z wytworzeniem cząsteczki wody
Przepływ elektronów nie jest szczelny, mogą one „wyciekać” i reagować z cząsteczką tlenu tworząc anionorodnik ponadtlenkowy.
Syntaza tlenku azotu (NOS)
- neuronalna nNOS (I)
- endotelialna eNOS (III)
- indukowalna iNOS (II)
Produkcja in vivo rodnika hydroksylowego (reakcja Fentona)
O2· - + Fe 3+ → O2 + Fe 2+
Fe2+ + H2O2 → HO· + OH- + Fe3+
NO*
-wolny rodnik produkowany w organizmie człowieka w:
~komórkach śródbłonka naczyniowego
~fagocytach, niektórych komórkach mózgu
-działa na komórki mięśni gładkich ścian naczyń powodując ich relaksację
-NO może reagować z O2·- i wytwarzać nadtlenoazotyn ONOO-
nadtlenoazotyn ONOO-
- silny utleniacz
- niezbyt stabilny w fizjologicznym pH, jednak jego czas półtrwania wynoszący około 1 sekundy sprawia, że może dyfundować do komórek i niszczyć struktury komórkowe
Uszkodzone struktury vs skutki działania utleniaczy
- nienasycone aminokwasy- denaturacja białek, agrekacja białek lub ich fragmentacja
- kwasy nukleinowe- zmiany cyklu komórkowego, mutacja
- węglowodany- zmiany receptorów powierzchniowych
- nienasycone tłuszcze- utlenianie cholesterolu i kwasów tłuszczowych, zmiany przepuszczalności błon komórkowych
- antyutleniacze- spadek zawartości m.in. L-tokoferolu i B-karotenu
Schorzenia związane z patologicznym działaniem stresu antyoksydacyjnego
- miażdżyca
- choroba niedokrwienna serca
- zawał
- uszkodzenie reperfuzyjne
- udar
- procesy karcinogenne
- zaćma starcza
- procesy starzenia się
- schorzenia autoimmunologiczne i neurodegeneracyjne
Produkty utleniania lipidów
- dialdehyd malonowy (MDA)
- 4-hydroksy-trans-nonenal
- hepta-2,4-dienal
- hydroksyoktanal
- etan
- pentan
Oksydacyjne modyfikacje białek
-tworzenie reaktywnych grup karbonylowych w łańcuchach bocznych aminokwasów, zwłaszcza Lys, Pro, Arg, Cys, Thr, Leu, His
-wolnorodnikowy rozkład wiązania peptydowego,
-utlenianie łańcuchów bocznych aromatycznych aminokwasów:
~utlenianie fenyloalaniny do 2- i 3-tyrozyny,
~przekształcanie reszty tyrozyny do 3,4-dihydroksypochodnych oraz dityrozyny,
Oksydacyjne modyfikacje białek cd
-tworzenie sie wewnątrzcząsteczkowych mostków disiarczkowych
-dimerryzacja (tworzenie sie adduktów białkowych)
-Reakcje nitrowania reszt aminokwasów aromatycznych i nitrozylowania
przez rfa (NO˙, ONOO-, ONOOCO2-)
O2˙- + NO → ONOO- → NO2-Tyr
Obecność 3-nitrotyrozyny w białkach uznana została za czynnik ryzyka miażdżycy
System obrony przeciwko wolnym rodnikom i reaktywnym formom tlenu
- organizm człowieka wyposażony jest w mechanizmy zdolne chronić go przed uszkodzeniami spowodowanymi przez wr i rft.
- potrafi wytwarzać antyoksydanty, głównie enzymy, które neutralizują działanie wr i rft (utleniaczy) poprzez przekazywanie lub odbieranie im elektronów.
Mechanizmy obronne
- niedopuszczenie do reakcji rft i wr ze związkami biologicznie ważnymi (antyoksydanty prewencyjne),
- przerywanie łańcuchowych reakcji wolnorodnikowych i nierodnikowych (antyoksydanty zmiatające, niektóre są nieenzymatyczne),
- usunięcie skutków reakcji wr i rft z biocząsteczkami (eliminacja lub enzymy naprawcze)
Antyoksydanty uczestniczące w zapobieganiu uszkodzeniom komórkowym
1) Antyoksydanty prewencyjne
2) Antyoksydanty zmiatające
3) Enzymy naprawcze
