47. Механизмы образования свободных радикалов. Антиоксидантные системы в клетках.

Свободный радикал - это молекула или атом, имеющий неспаренный электрон на внешней орбите, что обусловливает его агрессивность и способность не только вступать в реакцию с молекулами клеточной мембраны, но также и превращать их в свободные радикалы.

Известны различные механизмы образования свободных радикалов. Один из них - воздействие ионизирующей радиации. В некоторых ситуациях в процессе восстановления молекулярного кислорода присоединяется один электрон вместо двух и образуется высокореактивный супероксидный анион (О). Образование супероксида - это один из защитных механизмов от бактериальной инфекции: без кислородных свободных радикалов нейтрофилы и макрофаги не могут уничтожать бактерии.

К основным антиоксидантам относятся ферменты группы супероксидных дисмутаз (SODs), функция которых заключается в каталитическом превращении пе- рекисного аниона в перекись водорода и молекулярный кислород. Поскольку супероксидные дисмутазы встречаются повсеместно, правомерно предположить, что супероксидный анион является одним из основных побочных продуктов всех процессов окисления. Каталазы и пероксидазы превращают образующуюся в процессе дисмутации перекись водорода в воду.

Наиболее известным примером свободнорадикального процесса является порча маела (прогоркание). Прогорклое масло имеет своеобразный вкус и запах, что объясняется появлением в нем новых веществ, образовавшихся в ходе свободнорадикальных реакций. Самое главное, что участниками свободнорадикальных реакций могут становиться белки, жиры и ДНК живых тканей. Это приводит к развитию разнообразных патологических процессов, повреждающих ткани, старению и развитию злокачественных опухолей.

Свободные радикалы кислорода и его активные формы (например, перекиси липидов) могут образовываться в коже и любой другой ткани под действием УФ-излучения, некоторых токсичных веществ, содержащихся воде и воздухе. Но самое главное, что активные формы кислорода образуются при любое воспалении, любом инфекционном процессе, протекающем в коже или любом другом органе, так как именно они являются главным оружием иммунной системы, которым она уничтожает патогенные микроорганизмы.

48. Антиоксидантные системы клетки и их биологическая роль.

Антиоксидантная система организма - совокупность механизмов, которые тормозят аутоокисления в клетке.

Неферментативное аутоокисление, если оно не ограничивается локальной вспышкой, является разрушительным процессом.

Антиоксидантная система включает антиоксиданты, тормозящие аутоокисление на начальной стадии перекисного окисления липидов или активных форм кислорода в мембранах. При этом образующиеся в ходе восстановления частицы с неспаренным электроном, радикалы регенерируются аскорбиновой кислотой, содержащейся в гидрофильном слое мембраны. Окисленные формы аскорбата в свою очередь восстанавливаются глутатионом , получающим атомы водорода от НАДФ или НАД. Это гарантирует стационарный крайне низкий уровень свободнорадикальных состояний липидов и биополимеров в клетке.

Наряду с цепью АО в системе ингибирования свободных радикалов в живой клетке участвуют ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные превращения глутатиона и аскорбата, - глутатионзависимые редуктаза и дегидрогеназа, а также расщепляющие перекиси - каталаза и пероксидазы.