Слободни радикали и антиоксиданти

Откриће слободних радикала и антиоксиданса је за медицинске науке као значајна у иностранству, као у време када је откриће микроорганизама и антибиотика јер лекари добијају не само објашњење многих патолошких процеса, укључујући и старења, али и ефикасне методе које се баве њима.

Последњу деценију обележили су успеси у проучавању слободних радикала у биолошким објектима. Ови процеси су се показали као неопходна метаболичка веза у нормалној виталној активности тела. Учествују у реакцијама оксидативне фосфорилације, у биосинтези простагландина и нуклеинских киселина, у регулацији липотске активности, у процесима дељења ћелија. У телу најчешће се формирају слободни радикали током оксидације незасићених масних киселина, а овај процес је уско повезан са липидном оксидацијом слободне радикалне липидне оксидације (ЛПО).

Шта су слободни радикали?

Слободних радикала - молекул или атом који неупарених електрона у спољашњој орбити, што чини њене агресивности и способност не само да реагује са молекулима ћелијске мембране, већ и да их претвори слободних радикала (самофинанцирајућа аваланцхе реакција).

Угаљ који садржи радикал реагује са молекуларним кисеоником, формирајући слободни радикали пероксида у ЦОО.

Пероксидни радикал екстрахује водоник из бочног ланца незасићених масних киселина, формирајући липидни хидропероксид и други угљеник који садржи радикал.

Липидни хидропероксиди повећавају концентрацију цитотоксичних алдехида, а угљеник који садржи радикал подржава стварање пероксидних радикала итд. (Дуж ланца).

Познати су различити механизми формирања слободних радикала. Један од њих је ефекат јонизујућег зрачења. У неким ситуацијама, у процесу редукције молекуларног кисеоника, умјесто два додаје се један електрон, а формира се високо реактивни суперокидни анион (О). Формирање суперокида је један од заштитних механизама против бактеријске инфекције: без кисеоника слободних радикала, неутрофила и макрофага не могу убити бактерије.

Присуство антиоксиданата у ћелији и у екстрацелуларни простор указује да је формирање слободних радикала није случајна појава изазвана излагањем јонизујућем зрачењу или токсине, а стална прати реакцију оксидације у уобичајеним условима. Главни антиоксиданти су супероксид дисмутазе ензима групу (Содс), чија је функција састоји у каталитичком конверзијом супероксида у водоник пероксида и молекуларног кисеоника. Пошто су суперокиде дисмутазе свеприсутне, легитимно је претпоставити да је суперокид анион један од главних нуспроизвода свих оксидационих процеса. Каталазе и пероксидазе конвертују водоник пероксид формиран током процеса дисмутације у воду.

Главна карактеристика слободних радикала је њихова необична хемијска активност. Као да осећају њихову дефективност, покушавају да поврате изгубљени електрон, агресивно одводећи га од других молекула. Заузврат, "увређени" молекули такође постају радикали и већ почињу да се опљачкавају, одводећи електроне од својих суседа. Било какве промене у молекулу - било да је губитак или додавање електрона, појављивање нових атома или група атома - утичу на његове особине. Према томе, слободне радикалне реакције које се одвијају у супстанци, мењају физичко-хемијске особине ове супстанце.

Најпознатији примјер слободног радикалног процеса је уљни квар (ранцидност). Ранцидно уље има посебан укус и мирис, што се објашњава појавом у њему нових супстанци формираних током слободних радикалних реакција. Најважније, учесници слободних радикалних реакција могу постати протеини, масти и ДНК живих ткива. То доводи до развоја разних патолошких процеса који оштећују ткива, старење и развој малигних тумора.

Најагресивнији од свих слободних радикала су слободни радикали кисеоника. Они могу изазвати лавину реакција слободних радикала у живом ткиву, чије последице могу бити катастрофалне. Радикали слободног кисеоника и активне форме (нпр липидни пероксиди) могу се формирати у кожи и било којим другим ткивима под утицајем УВ зрачења, неких токсичних супстанци садржао воду и ваздух. Али најважније, да су реактивне врсте кисеоника формирају када неки упале, било инфективни процеси дешавају у кожи или било који други орган, јер су главни оружје имуног система, које је уништава патогене.

Да се сакријемо од слободних радикала, немогуће је (исто тако што је немогуће нестати из бактерија, али од њих се може заштитити). Постоје супстанце које се разликују по томе што су њихови слободни радикали мање агресивни од радикала других супстанци. Пошто је свој агрон дала свој електрон, антиоксидант не покушава да надокнађује губитак због других молекула, односно, то ради само у ријетким случајевима. Због тога, када слободни радикал реагује са антиоксидантом, он се претвара у пуноправни молекул, а антиоксидант постаје слаб и неактиван радикал. Такви радикали су већ безопасни и не стварају хемијски хаос.

Шта су антиоксиданти?

"Антиоксиданти" представљају колективни концепт и, као што су концепти попут "антилобластика" и "имуномодулатори", не подразумијева чланство у одређеној хемијској групи супстанци. Њихова специфичност је најближа веза са слободном радикалном липидном оксидацијом уопште и посебном патологијом слободних радикала. Ова својина комбинује различите антиоксиданте, од којих свака има своје специфичности деловања.

Процеси радикалном оксидације липида су општег биолошког карактера и да су на њиховом изненадног активирања, према многим ауторима, универзалне механизам оштећења ћелија на нивоу мембране. У липидне пероксидације биолошких мембрана фазних процесима изазвати повећање вискозности и наређивање мембране двослојно, мембрана својства промена фаза и смањују њихову електричну отпорност, и олакшати размену фосфолипида између два монослојевима (назван фосфолипида флип-флоп). Под дејством процеса пероксида се јавља инхибицију покретљивости мембранских протеина. На ћелијском нивоу липидне пероксидације пратњи отицање митохондрија, неудвајајући оксидативног фосфорилације (иу напредним процеса - растворљивости мембранских структура), што је на нивоу целог организма манифестује у развоју тзв слободних радикала патологије.

Слободни радикали и оштећења ћелија

Данас је постало очигледно да је формирање слободних радикала један од универзалних патогенетских механизама за различите врсте оштећења ћелија, укључујући следеће:

• реперфузија ћелија после периода исхемије;
• неки медикаментно индуковани облици хемолитичке анемије;
• тровање неким хербицидима;
• управљање угљен тетрахлоридом;
• јонизујуће зрачење;
• неки механизми старења ћелија (на примјер, акумулација липидних производа у ћелији - цероида и липофусина);
• Токсичност са кисиком;
• атерогенеза услед оксидације липопротеина ниске густине у артеријским зидним ћелијама.

Слободни радикали учествују у процесима:

• старење;
• карциногенеза;
• хемијска и оштећења ћелија од лекова;
• запаљење;
• радиоактивно оштећење;
• атерогенеза;
• кисеоник и токсичност за озон.

Ефекти слободних радикала

Оксидација незасићених масних киселина у саставу ћелијских мембрана један је од главних ефеката слободних радикала. Слободни радикали такође оштећују протеине (посебно протеине које садрже тиол) и ДНК. Морфолошка исход ћелијског зида оксидације липида је формирање поларних пермеабилности канала, што повећава пасивно пропустљивост мембране за Ца2 +, чији вишак се одлаже у митохондријама. Оксидационе реакције обично су супресоване хидрофобним антиоксидантима, као што су витамин Е и глутатион пероксидаза. Антиоксиданти попут витамина Е који разбијају оксидационе ланце налазе се у свежем поврћу и воћа.

Слободни радикали такође реагују са молекулима у јонском и воденом окружењу ћелијских компартмента. У јонском медију, антиокидантни потенцијал задржавају молекули супстанци као што су редуковани глутатион, аскорбинска киселина и цистеин. Заштитна својства антиоксиданата постају очигледна када се, када се осиромаше њиховим залихама у изолованој ћелији, примећују карактеристичне морфолошке и функционалне промене, услед оксидације липида ћелијске мембране.

Врсте штете проузроковане слободним радикалима су одлучни не само агресивност производи радикала, али и структурне и биохемијске карактеристике особе изложене. На примјер, у екстрацелуларном простору слободни радикали уништавају гликозаминогликане главне супстанце везивног ткива, који може бити један од механизама уништавања зглоба (на примјер, код реуматоидног артритиса). Промена пропустљивост слободних радикала (а стога и баријера функција) цитоплазми мембране у вези са формирањем повећане пропустљивости канала, што доводи до ометања воде и јонски хомеостазе ћелија. Верује се да је неопходно снабдевање витамина и елемената у траговима код пацијената са реуматоидним артритисом, посебно корекција недостатком витамина и микронутријената недостатака олигогалом Е. То је зато доказано знатан активација пероксидације инхибиције и антиоксидативна активност, тако да је важно инклузија комплексна терапија са високим биоантиокидантс антирадицал активност, којој антиоксиданси су витамини (Е, Ц и a) и микроелементи селен (se). Такође је показано да је употреба синтетичке дозе витамина Е, која се апсорбује горе од природне. На пример, дозе витамина Е и 400 до 800 лУ / дан доводе до смањења кардиоваскуларних болести (53%). Међутим, одговор ефикасности антиоксиданата ће се добити у великим контролисаним испитивањима (од 8000 до 40 000 пацијената) који су спроведени у 1997.

Као заштитне силе које одржавају ЛПО стопу на одређеном нивоу, изоловани су ензимски системи за инхибирање оксидационог пероксидације и природних антиоксиданата. Постоји 3 нивоа регулације брзине слободне радикалне оксидације. Прва фаза је аноксична, одржавајући прилично низак кисеонички парцијални притисак у ћелији. Ово укључује пре свега респираторне ензиме који се такмиче за кисеоник. Упркос широкој варијабилности апсорпције О3 у телу и ослобађања ЦО2, пО2 и пЦО2 у артеријској крви из ње, норма је прилично константна. Друга фаза одбране је анти-радикална. Састоји се од различитих супстанци у телу (витамин Е, аскорбинска киселина, одређени стероидни хормони итд.), Који прекидају процесе ЛПО, у интеракцији са слободним радикалима. Трећа фаза је антиперокид, који уништава пероксиде који су већ формирани уз помоћ одговарајућих ензима или не-ензимски. Међутим, још увек не постоји јединствена класификација и јединствени ставови о механизмима регулације брзине реакција слободних радикала и дјеловања заштитних сила који осигуравају одлагање финалних производа ЛПО.

Сматра се да, у зависности од интензитета и трајања промена у регулацији липидне пероксидације реакција су: прво носио реверзибилна са накнадном вратити на нормалу, друго, узроковати прелазак на други ниво ауторегулације и треће, неке од ефеката овај механизам саморегулације је раздвојен, и самим тим доводи до немогућности вршења регулаторних функција. Зато је разумевање регулаторну улогу липидне пероксидације реакција у контексту дејства на организам екстремних фактора, као што су хладно, неопходна фаза истраживања у циљу развоја метода контроле процеса научно заснован адаптације и комбиноване терапије, превенцију и рехабилитацију заједничких болести.

Један од најчешће коришћених и ефикасних је комплекс антиоксиданата, који укључује токоферол, аскорбат и метионин. Анализирајући механизам деловања сваког од коришћених антиоксиданата, примећује се следеће. Микросоми - једно од главних места акумулације у ћелијама јетре егзогено уведеног токоферола. Као могући донатор протона, може деловати аскорбинска киселина, која се оксидира у дехидроаскорбинску киселину. Поред тога, приказана је способност аскорбинске киселине да интерагује директно са синглет кисеоником, хидроксил радикалом и суперокидним радикалним анионом, а такође уништава водоник-пероксид. Постоје такође докази да токоферол у микросомима може да се регенерише помоћу тиола и, нарочито, смањеног глутатиона.

Така, у телу постоји велики број међусобно повезаних антиоксидативним системима, главна улога је у одржавању ензимски и нон-ензимских реакцију оксидације на стационарном нивоу. У свакој фази развоја пероксидних реакција постоји специјализирани систем који имплементира ове функције. Неки од ових система је строго специфична, други као што су глутатион, токоферола, имају већу ширину деловања и нижу специфичност субстрата. Аддитивити интеракција ензимска и не-ензиматски антиоксидативним системима заједно обезбеђује отпорност на екстремним факторима имају прооксиданс својства, то Е. Је. Могућност да створи услове у телу, предиспонирајући развоју активираних кисеоничних врста и липидне пероксидације активирати реакције. Нема сумње чињеница да активација липидне пероксидације реакција приметио под утицајем тела бројних фактора из околине и патолошким процесима различитих природа. Према В. Иу. Куликову и др. (1988), у зависности од активирања пероксидације липида реакционих механизама сви фактори делују на тело, могуће је са извесном вероватноћом подељен у следеће групе.

Фактори физичко-хемијске природе који промовишу повећање ткива прекурсора и директних активатора ПОЛ реакција:

• кисеоник под притиском;
• озон;
• азот оксид;
• јонизујуће зрачење итд.

Фактори биолошке природе:

• процеси фагоцитозе;
• уништавање ћелија и ћелијске мембране;
• генерисање система активираних врста кисеоника.

Фактори који одређују активност антиоксидативних система организма су ензимски и не-ензимски у природи:

• активност процеса повезаних са индукцијом антиоксидативних система ензимске природе;
• генетски фактори повезани са депресијом одређеног ензима који регулише реакције ЛПО (недостатак глутатион-пероксидазе, каталазе, итд.);
• фактори хране (недостатак хране у токоферолу, селену, другим елементима у траговима итд.);
• структура ћелијских мембрана;
• природа односа између антиоксиданата ензимске и не-ензимске природе.

Фактори ризика који потенцирају активацију ЛПО реакција:

• активирање режима кисеоника тела;
• стање стреса (прехлада, висока температура, хипоксија, емоционални и болни ефекти);
• хиперлипидемија.

Стога, активација липидних реакција пероксидације у организму уско везаних за функционисање транспорта и коришћења кисеоника. Посебну пажњу треба посветити адаптогенима, међу којима се и данас користи Елеутхероцоццус. Припрема корена ове биљке има тоник, адаптогениц, анти-стрес, антиатеросклеротски, анти-дијабетски и друга својства, смањује укупну учесталост, укључујући грипа. Током студија биохемијске механизме деловања антиоксиданта код људи, животиња и биљака знатно проширена спектар патолошких стања за која лечење користе антиоксиданте. Антиоксиданси су успешно користи као адаптоген за заштиту од повреда зрачења, лечење рана и опекотина, туберкулозе, кардиоваскуларне болести, неуропсихијатријске поремећаје, тумора, дијабетеса и других. Наравно, повећано интересовање у механизмима основи ове универзалност дејства антиоксиданата.

Тренутно експериментално је нашао да је ефикасност антиоксиданаса је одређен својом активношћу у инхибирању липидне пероксидације у интеракцији са перокси и другим радикалима који започињу ЛПО, као и због ефеката антиоксиданата на мембрану структуру која олакшава приступ кисеоника липида. ЛПО такође може да се промени са посредованим системом антиоксидативне акције кроз неурохормоналне механизме. Показано је да антиоксиданти утичу на ослобађање неуротрансмитера и ослобађање хормона, осетљивост рецептора и њихово везивање. Заузврат, промена концентрације хормона и неуротрансмитера мења интензитет липидне пероксидације у циљним ћелијама, што доводи до липидне промене катаболизам стопе и, као последица, промене њиховог састава. Однос између брзине ЛПО и промене спектра мембранских фосфолипида игра регулаторну улогу. Сличан систем регулације налази се у ћелијским мембранама животиња, биљних и микробиолошких организама. Као што је познато, састав и флуидност мембране липида утичу на активност мембранских протеина, ензима и рецептора. Овим системом регулисање антиоксиданата поступа за поправку мембране, измењен патолошки стања организма, нормализује његов састав, структуру и функционалну активност. Промена мацромолецулар активност синтезе ензима и састав нуклеарни матрица као састав мембранских липида индуковане деловањем антиоксиданата може се објаснити њиховим утицајем на синтезу ДНК, РНК, протеина. Истовремено, у литератури су се појавили подаци о директној интеракцији антиоксиданата са макромолекулама.

Ови, као и недавно откривене доказе о ефикасности антиоксиданата у пикомоларним концентрацијама, наглашавају улогу рецепторима у њиховим ефектима на ћелијског метаболизма. У ВЕ Каган (1981) о механизмима структурних и функционалних модификације биолошких мембрана је показано да је зависност липидне пероксидације реакција у биолошким мембранама не зависи само од састава масних киселина (степен незасићених), али и на структурној организацији липида фазе мембрана (липида молекуларном покретљивошћу , јачина протеина-липида и липид-липид интеракција). Утврђено је да је као последица акумулације липидне пероксидације производа редистрибуције јавља у мембрани: количина течних смањења броја липтсдов биослое смањен износ имобилисаним липид мембранских протеина и липида повећање броја наручити биослое (кластера). Б.

Проучавајући природу, састав и хомеостазу механизам антиоксидантног система су показали да је испољавање штетних дејстава слободних радикала и перокил једињења омета комплексан Многокомпонентние антиоксидативни систем (АОС), која пружа везивање и модификација радикала спречавају формирање или уништавање пероксиди. Укључује: хидрофилне и хидрофобне органске супстанце са редукционим својствима; Ензими који подржавају хомеостазу ових супстанци; антиперокиде ензими. Међу антиоксиданаса су природни липид (стероидне хормоне, витамине Е, А, К, флавоноиде и полифеноле, витамин Е, убикуиноне) и водораствориви (маса тиола лов-молецулар, аскорбинска киселина) супстанце. Ове супстанце су или замке слободних радикала, или уништавају једињења пероксида.

Један део ткивних антиоксиданата је хидрофилни, други је хидрофобичан по природи, што омогућава истовремену заштиту од оксидационих агенаса функционално важних молекула иу воденој и липидној фази.

Укупан износ биоантиокислителеи ствара у ткиву као "пуфер антиоксидативни систем" има ограничен капацитет и коефицијент прооксидантног и антиоксидативним системима одређује такозвани "антиоксидативног статуса" тела. Постоји сваки разлог да се верује да међу антиоксидант ткива заузимају посебно место тиоли. Потврда од следећих чињеница су: висока реактивност сулфхидрил група, при чему неки оксидоване тиоли на веома високој стопи зависности стопе оксидативне модификације СХ-група према својој средини радикал у молекулу. Ова околност омогућује да изаберете из разних тиол специфичне групе једињења лако оксидирајуће супстанце, антиоксиданти обављају специфичне функције: реверзибилност оксидацијом сулфхидрил група у дисулфида, што га чини могуће у принципу енергетски повољан одржавање хомеостазе тиол антиоксиданата у ћелији без активирања њихове биосинтезу; Способност тиола да изложи анти-радикалне и анти-пероксидне ефекте. Хидрофилне тиоли због њиховог високог садржаја у воденој фази ћелија и способност заштите од оксидативног оштећења биолошки важних молекула, ензима, нуклеинске киселине, хемоглобина и других. Међутим, присуство тиол једињења поларни групама омогућава испољавање њихове антиоксидативне активности у фази липид ћелија. Стога, уз супстанце липидне природе, тиол једињења са значајнијег укључивања у заштити ћелијских структура од ефеката оксидационим фактора.

На оксидацију у ткивима тела утиче и аскорбинска киселина. Она је, попут тиола, дио АОЦ-а, учествујући у везивању слободних радикала и уништавању пероксида. Аскорбинска киселина, молекул који садржи оба поларне и не-поларне групе испољавају блиску функционалну интеракцију са глутатион-СХ и липидних антиоксиданата, ојачавајући акцију потоње и спречавање пероксидације. Очигледно, тиол антиоксиданти играју доминантну улогу у заштити основних структурних компоненти биолошких мембрана, као што су фосфолипиди или уроњени у липидни слој протеина.

Заузврат, водонепропусни антиоксиданси - тиол једињења и аскорбинска киселина - показују своју заштитну акцију углавном у воденој животној средини - цитоплазми ћелије или крвне плазме. Треба имати на уму да је систем крви унутрашње окружење које игра одлучујућу улогу у неспецифичним и специфичним одбрамбеним реакцијама, утичући на његов отпор и реактивност.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10]

Слободни радикали у патологији

До сада, у литератури се говори о проблему узрочно-дејних односа у промјенама интензитета липопероксидације у динамици развоја болести. Према неким ауторима, то је кршење стационарности процеса је главни узрок ове болести, док други верују да је промена у интензитету пероксидације липида је последица ових патолошких процеса започетих сасвим различите механизме.

Студије спроведене у последњих неколико година показале су да промене у интензитету слободне радикалне оксидације прате болести различитих генеза, што потврђује тезу о општој биолошкој природи оштећења слободних радикала на ћелијама. Акумулирани довољни докази о патогенетском укључивању оштећења слободних радикала на молекуле, ћелије, органе и тело у цјелини и успјешан третман са фармаколошким препаратима који имају антиоксидативна својства.