- •Часть 1
- •Содержание
- •Глава 1. Общая характеристика и классификация свободных радикалов. Активированные кислородные метаболиты.
- •Характерные значения времен жизни и радиусов диффузии акм в биологических субстратах
- •Метаболизм свободных радикалов (Владимиров ю.А., 1998)
- •Биологические эффекты акм в живых системах
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Характеристика активных форм кислорода, их биологическая роль (физиологические и патологические эффекты)
- •2.1. Синглетный кислород
- •Пути образования синглетного кислорода в биосистемах
- •Химические реакции 1о2.
- •Биологическое значение 1о2
- •2.2. Супероксидный анион-радикал
- •2. Окислительно-восстановительные процессы, катализируемые металлофлавопротеидами, а также электрон-транспортные цепи митохондрий и микросом
- •Биологическая роль ксантиноксидазы
- •2.2. Образование супероксидного анион-радикала в митохондриях
- •2.3. Образование супероксидного анион-радикала в микросомах
- •2.4. Образование супероксидного анион-радикала надфн-оксидазой
- •Структура надфн-оксидазы
- •Каталитический цикл надфн-оксидазы
- •Биологические эффекты о2..
- •2.3. Перекись водорода
- •Н2о2-сенсоры легких и кровеносных сосудов
- •2.4. Гидроксильный радикал
- •Биологические эффекты он-радикалов:
- •Глава 3. Характеристика гипогалогенитов и путей их образования
- •Биологическая роль мпо:
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Оксид азота как регулятор клеточных функций
- •Двойственные функции no: посредник и токсин
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
Характерные значения времен жизни и радиусов диффузии акм в биологических субстратах
Форма АКМ |
Время жизни, с |
Радиус диффузии, мкм |
1О2 ( ) – синглетный кислород в ( ) состоянии |
10-12 |
0 |
ОН. – гидроксильный радикал |
10-9 |
0,01 |
О2. – супероксидный анион-радикал |
10-6 |
0,3 |
1О2 – синглетный кислород |
10-6 |
0,3 |
RO. – алкоксильный радикал |
10-6 |
Зависит от R |
HO2. – пергидроксильный радикал |
10-3 |
10 |
NO. – оксид азота |
10-1 |
100 |
NO2. – диоксид азота |
10-5 |
0,2 |
RO2. – перекисный радикал |
102+101 |
Зависит от R |
ONOOH – пероксинитрит |
2 |
600 |
Н2О2 – перекись водорода |
Зависит от наличия каталазы и глутатионпероксидазы |
|
HOCl, HOI, HOBr, HOCN – гипогалогенные кислоты |
Зависит от субстрата |
По оценке Х.Эстербауэра, человек за 70 лет жизни потребляет 17000 кг кислорода, за это время в его организме вырабатывается 800-1700 кг АКМ.
АКМ, образующиеся в процессе нормальной жизнедеятельности животной клетки, индуцируют в ДНК около 10000 повреждений за сутки. Причем, полагают, что генерация АКМ не есть эволюционная ошибка, а напротив, - характерный физиологический процесс, результат эволюционного отбора. По-видимому, свободнорадикальные реакции лежали в основе зарождения жизни на Земле и эволюционировали параллельно с изменением содержания молекулярного кислорода.
В последние годы Ю.А. Владимировым (1998) предложена новая классификация свободных радикалов, образующихся в организме. По данной классификации радикалы, возникающие в организме, делятся на природные и чужеродные.
Чужеродные радикалы могут образовываться под действием неблагоприятных факторов окружающей среды – радиационного облучения, ультрафиолета, химических веществ. Так, например, действие радиации приводит к радиолизу воды и образованию радикалов воды и органических веществ. Под действием ультрафиолетового излучения происходит фотоионизация ароматических аминокислотных остатков в белках с последующим образованием радикалов тирозина, триптофана и фенилаланина.
Рис. 1. Радикалы в организме человека (Владимиров, 1998)
Свободнорадикальные состояния чужеродных веществ (ксенобиотиков) могут образовываться при их трансформации в системе микросомального окисления печени и других органов.
Природные радикалы делятся на первичные, вторичные и третичные.
Первичные радикалы образуются в организме в результате ферментативных реакций одноэлектронного окисления или восстановления и выполняют жизненно важные функции. К первичным радикалам относятся супероксидный анион-радикал (О2.), оксид азота (NO. ), убисемихинон(KoQ.), флавиновые радикалы.
Вторичные радикалы образуются в реакциях расщепления перекиси водорода, гидроперекисей липидов (LOOH) и гипохлорита (HOCl) в присутствии каталитически активного Fe2+ и других металлов переменной валентности. К вторичным радикалам относятся гидроксильный радикал (OH.), липоксильный (LO.) и липодиоксильный (LO2.) радикалы. Вторичные радикалы. Вторичные радикалы проявляют цитотоксическое действие и наносят организму большой вред. Многие болезни, как правило, развиваются вследствие поражающего действия вторичных радикалов.
Третичные радикалы образуются при действии вторичных радикалов на молекулы антиоксидантов и других легко окисляющихся соединений.
Таблица 2