Пользовательский поиск

Защитные системы клетки против кислородреактивных частиц

Равновесная концентрация кислородреактивных частиц, представляющих определенную опасность для жизнедеятельности клетки, поддерживается на очень низком уровне и составляет 10-9 – 10-7М для Н2О2 и 10-12 –10-11М для О2. Достигается это в ре­зультате работы группы ферментов, к числу которых относятся супероксиддисмутаза (СОД), каталаза (Кат) и глутатионпероксидаза (ГПО).

Продолжение ниже

Глюкозамин - биохимия и влияние на здоровье

... пациенты часто начинают превышать рекомендуемые дозировки. Предварительно показано, что в таких дозировках глюкозамин может повреждать клетки печени и повышать риск развития диабета. Побочные эффекты, которые обычно незначительны и редки, включают расстройство желудка, запор , ...

Читать дальше...

всё на эту тему


В клетках эукариот супероксиддисмутаза представлена двумя формами: медь- и цинксодержащей СОД и марганецсодержащей СОД. Первая локализована в цитозоле и межмембранном про­странстве митохондрий, вторая обнаружена в матриксе митохондрий. Оценить вклад той или иной формы СОД в процессе дисмутации супероксида можно на основании различия их свойств: Си/Zn-СОД ингибируется цианидом, но не теряет активности после обработки хлороформэтанольной смесью, в то время как Мn-СОД денатурируется после такого воздействия, однако резистентна к воздействию цианида.

Каталаза присутствует практически во всех клетках млекопи­тающих и локализована главным образом в пероксисомах. Содер­жание ее в перфузируемой печени составляет 13±1 нмоль на г-1 тка­ни. В изолированных гепатоцитах оно несколько выше и равно 22±1 нмоль на г-1 печени.

Отличительным свойством каталазы является способность раз­лагать перекиси по двум путям различного типа — каталазному и пероксидазному. В обоих случаях процесс идет через образование промежуточного фермент-субстратного комплекса (комплекс 1): kl

Кат — Fe3+ + H2O2 —— комплекс 1,

Комплекс 1 + H2O2 —— Кат — Fe+3 + 2Н2О + О2,

Комплекс 1 + АН2 —— Кат — Fe+3 + 2Н2О + А.

В первом случае разложение двух молей перекиси водорода идет с образованием воды и триплетного кис­лорода (каталазный путь). Во втором – одна молекула Н2О2 необходима для окисления донора водорода (АН2), к числу которых относятся этанол, метанол, формат и др. (пероксидазный путь). Специфичность каталазы в отношении перекисей довольно высока. Помимо Н2О2, она способна разлагать с достаточно высокой скоростью только метил- и этилгидроперекись. В от­личие от них терт-бутилгидроперекись не является субстратом для каталазы.

К ингибиторам фермента относятся азид натрия и цианиды. Во втором случае характер ингибирования зависит от концентра­ции перекиси водорода. При низких концентрациях процесс идет по типу неконкурентного, при высоких — приобретает конкурент­ную зависимость.

К специфическим ингибиторам каталазы относится гербицид — 3-амино-1,2,4-триазол(АТ). Связываясь с белковой частью моле­кулы фермента, АТ приводит к подавлению активности каталазы. Причем ингибирующее действие проявляется только при непре­рывном поступлении Н2О2 к образующемуся фермент-ингибиторному комплексу (каталаза — АТ):

H2O2 + кат = комплекс 1,

Комплекс 1+ АТ = кат — АТ (необратимое подавление).

Подавления каталазной активности не происходит при введении аминотриазола вместе с этиловым спиртом. В этом случае защит­ный эффект объясняется участием этанола в разрушении комп­лекса 1.

Глутатионпероксидаза катализирует реакции разложения пере­кисей более широкого спектра, чем каталаза. Помимо Н2О2, она способна восстанавливать гидроперекиси жирных кислот, а также перекиси белкового или нуклеинового происхождения. Кумен- и терт-бутилгидроперекиси легко утилизируются в системе ГПО.

Процесс разложения перекисей глутатионпероксидазой идет с привлечением восстановленного глутатиона (GSH) в качестве до­нора водорода:

ROOH + 2GSH — RОН + GSSG + Н2О.

Фермент специфичен в отношении GSH. Активность глутатионпероксидазного пути разложения гидроперекисей в сильной степени зависит от концентрации донора водорода в клетке. Достаточный уровень GSH поддерживается в клетках печени как синтезом de novo, так и восстановлением окис­ленного глутатиона в сопряженной системе НАДФН — глутатион-редуктазы (ГР) (около 8-10 мкмоль в мин-1 на г-1 ткани).

Восстановление НАДФН, который необходим для эффективной работы глутатионредуктазы, происходит в различных метаболиче­ских путях, но главным образом в пентозо-фосфатном цикле.

Основная масса глутатионпероксидазы локализована в цито­плазме — 70%, остальные 30% приходятся на долю матрикса ми­тохондрий. Специфических ингибиторов этого фермента не найде­но, однако известно, что йод и хлорацетат необратимо его алкилируют, что приводит к потере активности энзима.

Помимо глутатионпероксидазы в клетках печени имеется це­лый класс ферментов — глутатион-Э-трансфераз, которые способны разлагать гидроперекиси органического происхождения (но не H2O2). На долю этих ферментов приходится до 10% всех белков клеток печени.

Предохранение клеток от вредоносного воздействия продуктов неполного восстановления кислорода может осуществляться не только за счет удаления уже образовавшихся частиц, но и путем ограничения процессов их генерации. Так, например, цитотоксический эффект многих хинонов является следствием одноэлектронного их восстановления до семихиноновых радикалов в системе микросом. Вступая в редокс-цикл с молекулярным кислородом, эти радикалы продуцируют активные кислородные частицы. Одна­ко, как показано на суспензии изолированных гепатоцитов, поми­мо одноэлектронного, возможен двухэлектронный процесс восста­новления хинонов до диолов с последующим удалением их из клетки. Осуществляется этот процесс ферментом ДТ-диафоразой (НАД(Ф)Н: (хинон — акцептор/оксидоредуктаза) .

К неэнзиматическим механизмам защиты клеток от реактив­ных интермедиатов кислорода можно отнести специфические ве­щества-перехватчики, обнаруженные в клетке. Так, p-каротин, ви­тамин Е, гистидин могут «тушить» синглетный кислород. Эндоген­но образующиеся этанол, метанол, муравьиная кислота являются «ловушками» гидроксильного радикала. В некотором смысле перекисное окисление липидов также можно отнести к нефермента­тивным средствам защиты против «оксидативного» стресса, по­скольку липиды, перехватывая на себя активный кислород, явля­ются как бы демпфером, предохраняя от его воздействия другие, жизненно более важные молекулы. Кроме того, известно, что на­сыщенные жирные кислоты могут «тушить» О2 через физический механизм, диссипируя его энергию по длине своей цепи.




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".