6.Біохемілюмінесценція
Біохемілюмінесценція – це світіння яке супроводжує хімічну реакцію.
У 1954 році Колі зі співробітниками виявили надслабкі свічення у видимій частині спектру коренів проростків рослин.
У 1961 році Тарусов зі співробітниками у ділянці 360-800 нм відкрили феномен біохемілюмінесценції.
Біохемілюмінесценція супроводжує окисні реакції екзотермічного характеру ланцюгового типу , які розвиваються по вільнорадикальному механізму.
Процес біохемілюмінесценції включає 2 стадії:
A + B ® P* Утворення продукту в електронно-збудженому стані (хемілюмінесцентна реакція).
P* ® P + фотон Випускання кванта світла (люмінесценція).
Хімічні реакції, відповідають за надтослабке світіння тваринних тканин
Реакції активних форм кисню
HOOH Пероксид водню
·OO¯ Супероксид-радикал
·OH Радикал гидроксила
1O2 Синглетний кисень
Вільнорадикальне (= ланцюгове, = перекисне) окиснення ліпідів (= ліпопероксидація, = ПОЛ, = ЛПО).
LOOH Гідропероксид
LOO· Діоксил-радикал
LO· Алкоксил радикал
Реакції активних форм азоту
·NO Нітроксид
ONOO¯ Пероксинітрит
Число фотонів, які випромінюються за одиницю часу в ході реакції диспропорціонування перекисних радикалів дорівнює
де Іхл – інтенсивність біохемілюмінісценції;
dP*/dt - швидкість утворення збуджених продуктів;
φ – квантовий вихід люмінісценції;
k6 – константа швидкості обриву ланцюга в реакції.
Історія вивчення слабого свічення тканин клітин тварин та людини
Рік |
Автор |
Об'єкт |
Метод |
1924 |
А. Г. Гурвич |
Клітини рослин та тварин |
Мітотичний індекс або число бруньок |
1934 |
Г.М. Франк, С. Родионов |
Хімічні реакції, дріжджі |
Лічильник фотонів |
1938 |
Р. Одюбер (R. Aubert) |
Хімічні реакції |
Лічильник фотонів |
1952 |
А. Стрелер (A. Strehler) |
Листки рослин |
ФЕУ, охолодження рідким азотом |
1954 |
Л. Коли и сотр. (L. Colli et. al.) |
Проростки рослин |
ФЕУ, охолодження твердою вуглекислотою |
1959 |
Ю. Владимиров, Ф. Ф. Литвин |
Дріжджі, м'язи |
ФЕУ, охолодження рідким азотом |
7.Перекисне окиснення ліпідів
Оксидативний стрес – процес пошкодження біологічних структур, який протікає з участю вільних радикалів чи/або активних форм кисню
АКТИВНІ ФОРМИ КИСНЮ
1O2 Синглетний кисень;
▪O2─ Супероксидний радикал;
H2O2 Пероксид водню;
▪OH Гідроксильний радикал;
ClO─ Гіпохлорит (активна форма хлору?);
ONOO─ Пероксинітрит (активна форма азоту?);
Радикали ліпідів (активна форма ліпідів?);
L▪ Алкіл
LO▪ Алкоксил
LOO ▪ Диоксил (пероксил)
СУПЕРОКСИДНИЙ РАДИКАЛ
Основне джерело супероксидних радикалів в нашому організмі - фагоцити, до яких належать гранулоцити і моноцити крові, і тканинні макрофаги
Зустрів чужорідну частинку, наприклад, бактерію, фагоцит приєднується до неї і починає виділяти активні форми кисню, перший – супероксидний радикал.
Фактори, які спряють утворенню супероксиду мітохондріями
Отруєння дихального ланцюга;
Інгібування цитохромоксидази (наприклад, нітроксидом);
Набухання мітохондрій і вихід цитохрома c;
Вихід цитохрома c через мегапори при апоптозі.
ПЕРЕКИСНЕ ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ
ПЕРЕКИСНЕ ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ
АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА
Антиоксиданти можуть попереджати ланцюгове окислення ліпідів, реагуючи з водорозчинними радикалами або їх попередниками Супероксиддисмутаза, каталаза і хелатори іонів заліза, а также карнозин відносять до класу АОС.
СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗА
Супероксиддисмутаза (СОД) – єдиний відомий на сучасному етапі науки фермент, субстратом якого є вільні радикали.
Вона каталізує реакцію
HO2• + 2H+ ® O2 + H2O2
Фермент, ідентифікований МакКордом і Фрідовичем має молекулярну масу 32 кД і складється з двох субодиниць, кожна з яких містить по одному атомі Сu і Zn:
ДЕАКТИВАЦІЯ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮ
Перекись водню (Н2О2) – основне джерело самих токсичних радикалів у живих системах - НО* радикалів.
Відповідно, зниження рівня Н2О2 приведе до зниження
концентрації НО* радикалів.
Видалення Н2О2 здійснюють 2 класи ферментів:
Каталази
Пероксидази
КАТАЛАЗА
Каталаза є гемовим ферментом, який складається з чотирьох субодиниць із загальною молекулярною масою близько 240 кД.
В основі дії каталази лежить реакція, яка протікає у дві стадії:
ПЕРОКСИДАЗА
Пероксидази це також фермент, який знешкоджує
Н2О2 нерадикальним шляхом і утворює Н2О;
при цьому окисленні піддається не друга молекула Н2О2, як у випадку каталази, а інші субстрати (АН2).
ПЕРЕХОПЛЮВАЧІ РАДИКАЛІВ
В якості системи захисту організму від шкідливого впливу радикалів кисню можуть виступати низкомолекулярні речовини, які мають високу константу швидкості взаємодії з цими радикалами:
Аскорбінова кислота (вітамін С);
α –токоферол (вітамін Е);
Сульфгідрильні сполуки (глутатіон, цистеїн);
Сечова кислота;
Одно- і багатоатомні спирти (етанол, рибоза, глюкоза).
ПРИНЦИП ДІЇ
Антиоксидантні властивості визначаються як здатність сполук захищати від пошкоджуючої дії вільних радикалів