Kroppens antioksidantsystem

Kroppens antioksidantsystem er et sett med mekanismer som hemmer autooksidasjon i cellen.

Ikke-enzymatisk autooksidasjon er, om ikke begrenset til et lokalt utbrudd, en destruktiv prosess. Siden oksygen dukket opp i atmosfæren har prokaryoter trengt konstant beskyttelse mot spontane reaksjoner med oksidativ nedbrytning av deres organiske komponenter.

Antioksidantsystemet inkluderer antioksidanter som hemmer autooksidasjon i den innledende fasen av lipidperoksidasjon (tokoferol, polyfenoler) eller aktive oksygenforbindelser (superoksiddismutase - SOD) i membraner. I dette tilfellet regenereres partikler med et uparret elektron, tokoferol eller polyfenolradikaler dannet under reduksjonen av askorbinsyre som finnes i det hydrofile laget av membranen. Oksiderte former av askorbat reduseres igjen av glutation (eller ergothionein), som mottar hydrogenatomer fra NADP eller NAD. Dermed utføres radikalhemming av glutation (ergothionein) askorbat-tokoferol (polyfenol)-kjeden, som transporterer elektroner (som en del av hydrogenatomer) fra pyridinnukleotider (NAD og NADP) til SR. Dette sikrer et stasjonært, ekstremt lavt nivå av frie radikaltilstander av lipider og biopolymerer i cellen.

Sammen med AO-kjeden involverer systemet for inhibering av frie radikaler i en levende celle enzymer som katalyserer oksidasjons-reduksjonsomdannelsen av glutation og askorbat - glutationavhengig reduktase og dehydrogenase, samt de som bryter ned peroksider - katalase og peroksidaser.

Det skal bemerkes at funksjonen til to forsvarsmekanismer – kjeden av bioantioksidanter og gruppen av antiperoksidenzymer – avhenger av fondet av hydrogenatomer (NADP og NADH). Dette fondet fylles på i prosessene med biologisk enzymatisk oksidasjon-dehydrogenering av energisubstrater. Dermed er et tilstrekkelig nivå av enzymatisk katabolisme – en optimalt aktiv tilstand i kroppen – en nødvendig betingelse for antioksidantsystemets effektivitet. I motsetning til andre fysiologiske systemer (for eksempel blodkoagulasjon eller hormonelle), går ikke en kortvarig mangel på antioksidantsystemet sporløst – membraner og biopolymerer blir skadet.

Nedbrytningen av antioksidantbeskyttelse kjennetegnes av utviklingen av frie radikaler på ulike komponenter i cellen og vevene som utgjør SR. Polyvalensen av manifestasjoner av frie radikaler i ulike organer og vev, den ulikt følsomheten til cellestrukturer for effektene av SR-produkter, indikerer ulik tilførsel av bioantioksidanter til organer og vev, med andre ord, tilsynelatende har deres antioksidantsystem betydelige forskjeller. Nedenfor er resultatene av bestemmelsen av innholdet av hovedkomponentene i antioksidantsystemet i forskjellige organer og vev, noe som tillot oss å trekke en konklusjon om deres spesifisitet.

Det særegne ved erytrocytter er derfor den store rollen til antiperoksidenzymer - katalase, glutationperoksidase, SOD - i medfødte enzymopatier av erytrocytter, og hemolytisk anemi observeres ofte. Blodplasma inneholder ceruloplasmin, som har SOD-aktivitet, som er fraværende i andre vev. De presenterte resultatene lar oss forestille oss AS av erytrocytter og plasma: det inkluderer både en antiradikalkobling og en enzymatisk forsvarsmekanisme. En slik struktur av antioksidantsystemet lar oss effektivt hemme FRO av lipider og biopolymerer på grunn av det høye nivået av oksygenmetning av erytrocytter. En betydelig rolle i å begrense FRO spilles av lipoproteiner - hovedbæreren av tokoferol, fra disse passerer tokoferol inn i erytrocytter ved kontakt med membraner. Samtidig er lipoproteiner mest utsatt for autooksidasjon.

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

Spesifisiteten til antioksidantsystemer i forskjellige organer og vev

Den initierende betydningen av ikke-enzymatisk autooksidasjon av lipider og biopolymerer lar oss tilskrive en utløsende rolle i dannelsen av SP til utilstrekkeligheten av kroppens antioksidantforsvarssystem. Den funksjonelle aktiviteten til antioksidantsystemet i forskjellige organer og vev avhenger av en rekke faktorer. Disse inkluderer:

1. nivået av enzymatisk katabolisme (dehydrogenering) - produksjon av NAD-H + NADP-H-fondet;
2. graden av forbruk av NAD-H- og NADPH-fondet i biosyntetiske prosesser;
3. nivået av reaksjoner av enzymatisk mitokondriell oksidasjon av NADH;
4. tilførsel av essensielle komponenter i antioksidantsystemet - tokoferol, askorbat, bioflavonoider, svovelholdige aminosyrer, ergothionein, selen, etc.

På den annen side avhenger aktiviteten til antioksidantsystemet av alvorlighetsgraden av effektene til lipider som induserer oksidasjon av frie radikaler; når de er overdrevent aktive, forstyrres hemmingen og produksjonen av frie radikaler og peroksider øker.

I forskjellige organer, i henhold til vevsspesifisiteten til metabolismen, dominerer visse komponenter i antioksidantsystemet. I ekstracellulære strukturer som ikke har et forråd av NAD-H og NADPH, er tilstrømningen av reduserte former av AO-glutation, askorbat, polyfenoler og tokoferol som transporteres av blodet av betydelig betydning. Indikatorer for nivået av kroppens tilførsel av AO, aktiviteten til antioksidantenzymer og innholdet av STO-produkter karakteriserer integrert aktiviteten til kroppens antioksidantsystem som helhet. Imidlertid gjenspeiler ikke disse indikatorene tilstanden til AS i individuelle organer og vev, som kan variere betydelig. Ovennevnte lar oss anta at lokaliseringen og naturen til frie radikaler-patologi hovedsakelig er forhåndsbestemt av:

• genotypiske trekk ved antioksidantsystemet i forskjellige vev og organer;
• naturen til den eksogene SR-induseren som virker gjennom hele ontogenesen.

Ved å analysere innholdet av hovedkomponentene i antioksidantsystemet i ulike vev (epitelvev, nervevev, bindevev), er det mulig å identifisere ulike varianter av vevs- (organ-) systemer med FRO-hemming, som generelt sett samsvarer med deres metabolske aktivitet.

Erytrocytter, kjertelepitel

I disse vevene fungerer den aktive pentosefosfatsyklusen, og anaerob katabolisme dominerer; hovedkilden til hydrogen for den antiradikalkjeden i antioksidantsystemet og peroksidaser er NADPH. Erytrocytter, som oksygenbærere, er følsomme for FRO-indusere.

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

Muskel- og nervevev

Pentosefosfatsyklusen i disse vevene er inaktiv; NADH, dannet i de aerobe og anaerobe syklusene av fett- og karbohydratkatabolisme, dominerer som en kilde til hydrogen for antiradikalhemmere og antioksidantenzymer. Metning av celler med mitokondrier forårsaker økt risiko for O2-"lekkasje" og muligheten for skade på biopolymerer.

Hepatocytter, leukocytter, fibroblaster

Balansert pentosefosfatsyklus og anaerobe og katabolske veier observeres.

Det intercellulære stoffet i bindevevet er blodplasma, fibre og grunnstoffet i karveggen og beinvevet. Hemming av SR i det intercellulære stoffet skjer hovedsakelig av antiradikalhemmere (tokoferol, bioflavonoider, askorbat), noe som forårsaker høy følsomhet i karveggen for deres insuffisiens. I tillegg til disse inneholder blodplasmaet ceruloplasmin, som har evnen til å eliminere superoksidanionradikaler. I linsen, hvor fotokjemiske reaksjoner er mulige, er aktiviteten til glutationreduktase, glutationperoksidase og SOD høy, i tillegg til antiradikalhemmere.

De presenterte organ- og vevstrekkene til lokale antioksidantsystemer forklarer forskjellene i de tidlige manifestasjonene av SP med ulike typer effekter som induserer FRO.

Den ulike funksjonelle betydningen av bioantioksidanter for ulike vev avgjør forskjeller i lokale manifestasjoner av deres mangel. Bare mangel på tokoferol, en universell lipidantioksidant for alle typer cellulære og ikke-cellulære strukturer, manifesterer seg ved tidlig skade i forskjellige organer. Innledende manifestasjoner av SP forårsaket av kjemiske prooksidanter avhenger også av stoffets natur. Dataene lar oss tro at sammen med naturen til den eksogene faktoren, er rollen til genotypespesifikke arter og vevsspesifikke trekk ved antioksidantsystemet signifikant i utviklingen av frie radikaler. I vev med lav grad av biologisk enzymatisk oksidasjon, som karveggen, er rollen til den antiradikalkjeden ergothionein - askorbat (bioflavonoider) - tokoferol, som er representert av bioantioksidanter som ikke syntetiseres i kroppen, høy; følgelig forårsaker kronisk polyantioksidantmangel primært skade på karveggen. I andre vev dominerer rollen til enzymatiske komponenter i antioksidantsystemet - SOD, peroksidaser, etc. Dermed er en reduksjon i nivået av katalase i kroppen preget av progressiv periodontal patologi.

Tilstanden til antioksidantsystemet i forskjellige organer og vev bestemmes ikke bare av genotypen, men også under onkogenesen av den fenotypisk heterokroniske nedgangen i aktiviteten til forskjellige komponenter i antioksidantsystemet, forårsaket av naturen til induseren av antioksidantsystemet. Under reelle forhold hos et individ bestemmer dermed forskjellige kombinasjoner av eksogene og endogene faktorer for nedbrytningen av antioksidantsystemet både de generelle mekanismene for frie radikaler for aldring og de spesifikke utløserne av frie radikaler som manifesterer seg i visse organer.

De presenterte resultatene av vurderingen av aktiviteten til hovedleddene i AS i forskjellige organer og vev er grunnlaget for å søke etter nye legemidler-hemmere av lipid FRO med målrettet virkning for å forebygge frie radikaler i en bestemt lokalisering. På grunn av spesifisiteten til antioksidantsystemet i forskjellige vev, bør AO-legemidler utføre de manglende leddene ulikt for et bestemt organ eller vev.

Ulike antioksidantsystemer ble avdekket i lymfocytter og erytrocytter. Gonzalez-Hernandez et al. (1994) studerte antioksidantsystemene i lymfocytter og erytrocytter hos 23 friske personer. Det ble vist at aktiviteten til glutationreduktase i lymfocytter og erytrocytter var henholdsvis 160 og 4,1 U/t, glutationperoksidase - 346 og 21 U/t, glukose-6-fosfatdehydrogenase - 146 og 2,6 sd/t, katalase - 164 og 60 U/t, og superoksiddismutase - 4 og 303 μg/s.