ZDARMA RADIKÁLNE ZDROJE (RL) - Doctor Info Ro
Dýchanie je komplexný proces, pri ktorom sa O2 v inšpirovanom vzduchu dostáva do krvi do tkanív a nakoniec do bunkových mitochondrií. V eukaryotických, aeróbnych bunkách je konečným aktom dýchania zníženie O2 o 4 elektróny z metabolických reakcií a transport cez dýchací reťazec.
4Cytochróm e2 + + Cytochrómoxidáza (ox) ----> 4Cytochróm e3 + + Cytochrómoxidáza (červená)
O2 + cytochrómoxidáza (červená) + 4H + ----> cytochrómoxidáza (ox) + 2H2O
Mitochondriálny respiračný reťazec pozostáva z heterogénneho radu redoxných katalyzátorov (nukleotidy, ako je NADH, flavoproteíny, ako je NADH dehydrogenáza, nazálne proteíny s obsahom Fe a S, ubichinóny a cytochrómy), ktoré sa nachádzajú vo vnútorných mitochondriálnych membránach. Účelom tohto dýchacieho reťazca je spojiť ho s biosyntézou ATP na troch centrách prenosu elektrónov. Keď je rýchlosť fosforylácie obmedzujúca, látka, ktorá oddeľuje fosforyláciu (ATP biosyntéza), výrazne zvýši spotrebu O2.
Ukázalo sa, že tvorba H2O2 je dôsledkom aktivity superoxiddismutázy (SOD). SOD v mitochondriálnej matrici spôsobuje metabolickú dismutáciu O2:
Produkcia O2 počas mitochondriálneho dýchania sa javí ako mechanizmus samoregulácie. Niektoré z O2 sú výsledkom samooxidácie NADH dehydrogenázy, takže superoxid produkuje inaktiváciu enzýmu, takže prítomnosť SOD v matrici vnútorných membrán poskytuje potrebnú ochranu.
H2O2 vznikajúci pri vyššie uvedenej reakcii nebude neutralizovaný katalázovou aktivitou, ako sa očakávalo, ale GSH peroxidázou, reakciou:
V porovnaní s katalázou má GSH peroxidáza výhodu v tom, že účinne pôsobí pri veľmi nízkych koncentráciách H2O2, ale tiež v neutralizácii lipidových peroxidov.
Sú to orgány bunkového trávenia vybavené špeciálnym enzymatickým vybavením, ktoré im dáva osobitnú úlohu v metabolických procesoch v tele. Tvorba H2O2 teda pochádza primárne z aktivity niektorých oxidáz, ktoré pôsobia na aminokyseliny a -hydroxykyseliny.
D (L) aminokyseliny ----> ketokyseliny + H2O2
L - hydroxykyseliny ----> ketokyseliny + H2O2
Na neutralizáciu H2O2 v peroxizómoch existuje značné množstvo katalázy, ktorá môže pôsobiť buď katalázou alebo peroxidázou s použitím rôznych substrátov:
2H2O2 + fenoly (etanol) ----> 2H20 + chinón (acetaldehyd)
Druhý zdroj tvorby H2O2 je spôsobený oxidáciou mastných kyselín, čo je proces, ktorý prebieha aj v mitochondriách. Pre každý zvyšok 2C v molekule mastnej kyseliny sa vytvorí jeden mol H2O2. V prípade stravy veľmi bohatej na lipidy môže produkcia H2O2 prekročiť ochrannú kapacitu katalázy, čo vytvára podmienky pre peroxidáciu lipidov a nebezpečné následky.
Najdôležitejším metabolickým procesom, ktorý poskytuje voľné radikály v tele, je fagocytóza, ktorá sa vyskytuje v leukocytoch a makrofágoch PMN. Úloha RL (najmä kyslíka) je pri fagocytóze zásadná a spočíva v usmrtení alebo štrukturálnej labilizácii patogénu (najviac skúmaná bola baktericídna úloha superoxidu). K najväčšiemu zapojeniu RLO dochádza v štádiu, v ktorom prebieha aktivácia NADPH oxidázy fosforyláciou.
Prostaglandíny a leukotriény
Prostaglandíny (PG) a leukotriény (LT) sú metabolity kyseliny arachidónovej, ktorých biosyntéza prebieha vo fagocytárnych leukocytoch a v menšej miere v endotelových bunkách, semenných vezikulách atď.
Dôsledky RL sa prejavujú v štádiu labilizácie štruktúry kyseliny arachidónovej. Tento proces môže byť katalyzovaný cyklooxygenázou s produkciou prostaglandínov, prostacyklínov a tromboxánov alebo lipoxygenázou s tvorbou leukotriénov a lipoxínov. V prípade obidvoch enzymatických ciest sú prvými produktmi peroxidy alebo endoperoxidy, pričom peroxyOH skupina je naštepená vedľa dvojitej väzby. Hlavným endoperoxidom, ktorý sa vyskytuje v biosyntéze prostaglandínov, je PGE2, veľmi biologicky aktívny, 10-krát účinnejší pri indukcii agregovateľnosti v porovnaní s ADP.
Peroxidácia nenasýtených lipidov
Polynenasýtené mastné kyseliny (AGPN) sú hlavným substrátom RL. Interakciou s kyslíkom sa tvoria lipidové peroxidy medziproduktu a nakoniec produkty rozkladu karbonylu (aldehydy) alebo nižšie uhľovodíky (etán, propán).
Samoxidácia niektorých zlúčenín
Ďalším zdrojom kyslíka v bunkách je samooxidácia určitých zlúčenín, ako je kyselina askorbová (vitamín C), tioly (glutatión, cysteín) a flavínové koenzýmy. Tieto samooxidačné reakcie je možné zosilniť zapojením iónov prechodných kovov.
N.B. Produkcia RL môže byť zosilnená cudzími toxickými zlúčeninami. Klasickým príkladom je CCl4, ktorá bola prvou zlúčeninou, ktorá vyvinula svoju toxicitu prostredníctvom mechanizmu RL a ktorá sa metabolizovala na CCL3 pôsobením Cit. P450 v pečeni.
Táto položka bola zobrazená 10281 krát.