Kroppens antioxidantsystem

Kroppens antioxidantsystem är en uppsättning mekanismer som hämmar autooxidation i cellen.

Icke-enzymatisk autooxidation, om inte begränsad till ett lokalt utbrott, är en destruktiv process. Sedan syre uppstod i atmosfären har prokaryoter behövt ständigt skydd mot spontana reaktioner med oxidativ nedbrytning av deras organiska komponenter.

Antioxidantsystemet innefattar antioxidanter som hämmar autooxidation i det initiala skedet av lipidperoxidationen (tokoferol, polyfenoler) eller aktiva syrearter (superoxiddismutas - SOD) i membran. I detta fall regenereras partiklar med en oparad elektron-, tokoferol- eller polyfenolradikaler som bildas under reduktionen av askorbinsyra som finns i membranets hydrofila skikt. Oxiderade former av askorbat reduceras i sin tur av glutation (eller ergotionein), som tar emot väteatomer från NADP eller NAD. Således utförs radikalhämningen av glutation (ergotionein) askorbat-tokoferol (polyfenol) kedjan, som transporterar elektroner (som en del av väteatomerna) från pyridinnukleotider (NAD och NADP) till SR. Detta säkerställer en stationär, extremt låg nivå av fria radikaltillstånd hos lipider och biopolymerer i cellen.

Tillsammans med AO-kedjan involverar systemet för hämning av fria radikaler i en levande cell enzymer som katalyserar oxidations-reduktionsomvandlingen av glutation och askorbat - glutationberoende reduktas och dehydrogenas, såväl som de som bryter ner peroxider - katalas och peroxidaser.

Det bör noteras att funktionen hos två försvarsmekanismer - kedjan av bioantioxidanter och gruppen av antiperoxidenzymer - är beroende av väteatomernas (NADP och NADH). Denna fond återställs i processerna för biologisk enzymatisk oxidation-dehydrogenering av energisubstrat. Således är en tillräcklig nivå av enzymatisk katabolism - ett optimalt aktivt tillstånd i kroppen - ett nödvändigt villkor för antioxidantsystemets effektivitet. Till skillnad från andra fysiologiska system (till exempel blodkoagulation eller hormonella system) försvinner inte ens en kortvarig brist på antioxidantsystemet spårlöst - membran och biopolymerer skadas.

Nedbrytningen av antioxidantskyddet kännetecknas av utvecklingen av fria radikalskador på olika komponenter i cellen och vävnaderna som utgör SR. Polyvalensen av manifestationer av fria radikalpatologi i olika organ och vävnader, den olika känsligheten hos cellstrukturer för effekterna av SR-produkter indikerar ojämn försörjning av organ och vävnader med bioantioxidanter, med andra ord, tydligen har deras antioxidantsystem betydande skillnader. Nedan följer resultaten av bestämningen av innehållet av huvudkomponenterna i antioxidantsystemet i olika organ och vävnader, vilket gjorde det möjligt för oss att dra en slutsats om deras specificitet.

Således är erytrocyternas särdrag den stora rollen av antiperoxidenzymer - katalas, glutationperoxidas, SOD, i medfödda enzymopatier hos erytrocyter, hemolytisk anemi observeras ofta. Blodplasma innehåller ceruloplasmin, som har SOD-aktivitet, vilken saknas i andra vävnader. De presenterade resultaten gör det möjligt för oss att föreställa oss erytrocyternas och plasmans AS: det inkluderar både en antiradikal länk och en enzymatisk försvarsmekanism. En sådan struktur av antioxidantsystemet gör det möjligt för oss att effektivt hämma FRO hos lipider och biopolymerer på grund av den höga mättnadsnivån av erytrocyter med syre. En betydande roll i att begränsa FRO spelas av lipoproteiner - den huvudsakliga bäraren av tokoferol, från vilka tokoferol passerar in i erytrocyterna vid kontakt med membran. Samtidigt är lipoproteiner mest mottagliga för autooxidation.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Specificiteten hos antioxidantsystem i olika organ och vävnader

Den initierande betydelsen av icke-enzymatisk autooxidation av lipider och biopolymerer gör att vi kan tillskriva en utlösande roll i uppkomsten av SP till otillräckligheten i kroppens antioxidantförsvarssystem. Den funktionella aktiviteten hos antioxidantsystemet i olika organ och vävnader beror på ett antal faktorer. Dessa inkluderar:

1. nivån av enzymatisk katabolism (dehydrogenering) - produktion av NAD-H + NADP-H-fonden;
2. graden av förbrukning av NAD-H- och NADPH-fonden i biosyntetiska processer;
3. nivån av reaktioner av enzymatisk mitokondriell oxidation av NADH;
4. tillförsel av viktiga komponenter i antioxidantsystemet - tokoferol, askorbat, bioflavonoider, svavelhaltiga aminosyror, ergotionein, selen, etc.

Å andra sidan beror aktiviteten hos antioxidantsystemet på hur allvarliga effekterna av lipider som inducerar oxidation av fria radikaler är; när de är överdrivet aktiva störs hämningen och produktionen av fria radikaler och peroxider ökar.

I olika organ, beroende på vävnadens specificitet för metabolismen, dominerar vissa komponenter i antioxidantsystemet. I extracellulära strukturer som inte har en fond av NAD-H och NADPH är tillströmningen av reducerade former av AO-glutation, askorbat, polyfenoler och tokoferol som transporteras av blodet av betydande betydelse. Indikatorer på kroppens försörjningsnivå med AO, aktiviteten hos antioxidantenzymer och innehållet av STO-produkter karaktäriserar integrerat aktiviteten hos kroppens antioxidantsystem som helhet. Dessa indikatorer återspeglar dock inte tillståndet för AS i enskilda organ och vävnader, vilka kan variera avsevärt. Ovanstående tillåter oss att anta att lokaliseringen och naturen av fria radikaler-patologin huvudsakligen bestäms av:

• genotypiska egenskaper hos antioxidantsystemet i olika vävnader och organ;
• naturen hos den exogena SR-induceraren som verkar under hela ontogenesen.

Genom att analysera innehållet av huvudkomponenterna i antioxidantsystemet i olika vävnader (epitelial, nervös, bindväv) är det möjligt att identifiera olika varianter av vävnads- (organ-) system för FRO-hämning, vilka i allmänhet sammanfaller med deras metaboliska aktivitet.

Erytrocyter, körtelepitel

I dessa vävnader fungerar den aktiva pentosfosfatcykeln och anaerob katabolism dominerar; den huvudsakliga vätekällan för antiradikalkedjan i antioxidantsystemet och peroxidaser är NADPH. Erytrocyter, som syrebärare, är känsliga för FRO-inducerare.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Muskel- och nervvävnad

Pentosfosfatcykeln i dessa vävnader är inaktiv; NADH, som bildas i de aeroba och anaeroba cyklerna av fett- och kolhydratkatabolism, dominerar som en vätekälla för antiradikalhämmare och antioxidanta enzymer. Mättnaden av celler med mitokondrier orsakar en ökad risk för O2-"läckage" och möjligheten till skador på biopolymerer.

Hepatocyter, leukocyter, fibroblaster

Balanserad pentosfosfatcykel och ana- och aeroba kataboliska vägar observeras.

Den intercellulära substansen i bindväv är blodplasma, fibrer och grundsubstansen i kärlväggen och benvävnaden. Hämningen av SR i den intercellulära substansen sker huvudsakligen genom antiradikalhämmare (tokoferol, bioflavonoider, askorbat), vilket orsakar hög känslighet hos kärlväggen för deras insufficiens. Utöver dem innehåller blodplasman ceruloplasmin, som har förmågan att eliminera superoxidanjonradikaler. I linsen, där fotokemiska reaktioner är möjliga, är aktiviteten hos glutationreduktas, glutationperoxidas och SOD, utöver antiradikalhämmare, hög.

De presenterade organ- och vävnadsegenskaperna hos lokala antioxidantsystem förklarar skillnaderna i de tidiga manifestationerna av SP med olika typer av effekter som inducerar FRO.

Bioantioxidanters olika funktionella betydelse för olika vävnader förutbestämmer skillnader i lokala manifestationer av deras brist. Endast brist på tokoferol, en universell lipidantioxidant för alla typer av cellulära och icke-cellulära strukturer, manifesterar sig genom tidig skada i olika organ. Initiala manifestationer av SP orsakade av kemiska prooxidanter beror också på medlets natur. Data gör att vi kan tro att, tillsammans med den exogena faktorns natur, rollen av genotypspecifika arter och vävnadsspecifika egenskaper hos antioxidantsystemet är betydande i utvecklingen av fria radikaler. I vävnader med låg hastighet av biologisk enzymatisk oxidation, såsom kärlväggen, är rollen för den antiradikala kedjan ergotionein - askorbat (bioflavonoider) - tokoferol, som representeras av bioantioxidanter som inte syntetiseras i kroppen, hög; följaktligen orsakar kronisk polyantioxidantbrist främst skador på kärlväggen. I andra vävnader dominerar rollen av enzymatiska komponenter i antioxidantsystemet - SOD, peroxidaser, etc. Således kännetecknas en minskning av katalasnivån i kroppen av progressiv parodontal patologi.

Tillståndet för antioxidantsystemet i olika organ och vävnader bestäms inte bara av genotypen, utan även under onkogenesen av den fenotypiskt heterokroniska minskningen av aktiviteten hos olika komponenter i antioxidantsystemet, orsakad av naturen hos den som inducerar antioxidantsystemet. Således, under verkliga förhållanden hos en individ, bestämmer olika kombinationer av exogena och endogena faktorer som påverkar nedbrytningen av antioxidantsystemet både de allmänna mekanismerna för fria radikaler vid åldrande och de specifika utlösande faktorerna för fria radikaler, som manifesteras i vissa organ.

De presenterade resultaten av bedömningen av aktiviteten hos de viktigaste länkarna i AS i olika organ och vävnader ligger till grund för sökandet efter nya läkemedel-hämmare av lipid-FRO med riktad verkan för att förebygga fria radikaler i en viss lokalisering. På grund av specificiteten hos antioxidantsystemet i olika vävnader, bör AO-läkemedel fungera olika för ett visst organ eller en viss vävnad.

Olika antioxidantsystem upptäcktes i lymfocyter och erytrocyter. Gonzalez-Hernandez et al. (1994) studerade antioxidantsystemen i lymfocyter och erytrocyter hos 23 friska försökspersoner. Det visades att aktiviteten av glutationreduktas i lymfocyter och erytrocyter var 160 respektive 4,1 U/h, glutationperoxidas - 346 och 21 U/h, glukos-6-fosfatdehydrogenas - 146 och 2,6 sd/h, katalas - 164 respektive 60 U/h, och superoxiddismutas - 4 respektive 303 μg/s.