A szervezet antioxidáns rendszere

A szervezet antioxidáns rendszere olyan mechanizmusok összessége, amelyek gátolják a sejtek autooxidációját.

A nem enzimatikus autooxidáció, ha nem is korlátozódik lokális kitörésre, destruktív folyamat. Amióta az oxigén megjelent a légkörben, a prokariótáknak állandó védelemre van szükségük szerves komponenseik oxidatív bomlásának spontán reakcióival szemben.

Az antioxidáns rendszer olyan antioxidánsokat tartalmaz, amelyek gátolják az autooxidációt a lipidperoxidáció kezdeti szakaszában (tokoferol, polifenolok) vagy aktív oxigénfajtákat (szuperoxid-diszmutáz - SOD) a membránokban. Ebben az esetben a redukció során képződő párosítatlan elektronnal, tokoferol- vagy polifenolgyökkel rendelkező részecskéket a membrán hidrofil rétegében található aszkorbinsav regenerálja. Az aszkorbát oxidált formáit viszont a glutation (vagy ergotionein) redukálja, amely hidrogénatomokat kap a NADP-től vagy a NAD-tól. Így a gyökgátlást a glutation (ergotionein) aszkorbát-tokoferol (polifenol) lánc végzi, amely elektronokat (hidrogénatomok részeként) szállít a piridin-nukleotidokból (NAD és NADP) az SR-be. Ez biztosítja a lipidek és biopolimerek stacionárius, rendkívül alacsony szabadgyökös állapotát a sejtben.

Az AO-lánccal együtt az élő sejt szabadgyök-gátló rendszere olyan enzimeket is magában foglal, amelyek katalizálják a glutation és az aszkorbát oxidációs-redukciós átalakulását - glutation-függő reduktáz és dehidrogenáz, valamint azokat, amelyek lebontják a peroxidokat - kataláz és peroxidázok.

Meg kell jegyezni, hogy két védekező mechanizmus – a bioantioxidánsok láncolata és az antiperoxid enzimek csoportja – működése a hidrogénatomok (NADP és NADH) készletétől függ. Ez a készlet az energiaszubsztrátok biológiai enzimes oxidációjának-dehidrogénezésének folyamataiban pótlódik. Így az antioxidáns rendszer hatékonyságának szükséges feltétele a megfelelő szintű enzimatikus katabolizmus – a szervezet optimálisan aktív állapota. Más fiziológiai rendszerekkel (például véralvadási vagy hormonális) ellentétben az antioxidáns rendszer még rövid távú hiánya sem múlik el nyomtalanul – a membránok és a biopolimerek károsodnak.

Az antioxidáns védelem felbomlását a szabadgyökös károsodás jellemzi az SR-t alkotó sejtek és szövetek különböző komponenseiben. A szabadgyökös patológia manifesztációinak polivalenciája a különböző szervekben és szövetekben, a sejtstruktúrák eltérő érzékenysége az SR-termékek hatásaival szemben a szervek és szövetek bioantioxidánsokkal való egyenlőtlen ellátására utal, vagyis antioxidáns rendszerük látszólag jelentős eltéréseket mutat. Az alábbiakban az antioxidáns rendszer fő komponenseinek tartalmának meghatározásával kapott eredményeket mutatjuk be a különböző szervekben és szövetekben, amelyek lehetővé tették számunkra, hogy következtetést vonjunk le azok specificitásáról.

Így az eritrociták sajátossága az antiperoxid enzimek - kataláz, glutation-peroxidáz, SOD - nagy szerepe az eritrociták veleszületett enzimopathiáiban, gyakran megfigyelhető hemolitikus anémiát. A vérplazma ceruloplazmint tartalmaz, amely SOD aktivitással rendelkezik, ami más szövetekben hiányzik. A bemutatott eredmények lehetővé teszik számunkra, hogy elképzeljük az eritrociták és a plazma AS-ét: tartalmaz mind egy antiradikális kötést, mind egy enzimatikus védekező mechanizmust. Az antioxidáns rendszer ilyen szerkezete lehetővé teszi számunkra, hogy hatékonyan gátoljuk a lipidek és biopolimerek FRO-ját az eritrociták magas oxigéntelítettsége miatt. Az FRO korlátozásában jelentős szerepet játszanak a lipoproteinek - a tokoferol fő hordozói, amelyekből a tokoferol a membránokkal érintkezve átjut az eritrocitákba. Ugyanakkor a lipoproteinek a leginkább fogékonyak az autooxidációra.

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

Különböző szervek és szövetek antioxidáns rendszereinek sajátosságai

A lipidek és biopolimerek nem enzimatikus autooxidációjának iniciációs jelentősége lehetővé teszi számunkra, hogy az SP kialakulásában a szervezet antioxidáns védekező rendszerének elégtelenségéhez rendeljünk kiváltó szerepet. A különböző szervek és szövetek antioxidáns rendszerének funkcionális aktivitása számos tényezőtől függ. Ezek a következők:

1. az enzimatikus katabolizmus (dehidrogénezés) szintje - a NAD-H + NADP-H alap termelése;
2. a NAD-H és NADPH alap felhasználásának mértéke a bioszintetikus folyamatokban;
3. az NADH enzimatikus mitokondriális oxidációjának reakcióinak szintje;
4. az antioxidáns rendszer esszenciális összetevőinek - tokoferol, aszkorbát, bioflavonoidok, kéntartalmú aminosavak, ergotionein, szelén stb. - ellátása

Másrészt az antioxidáns rendszer aktivitása a szabad gyökök oxidációját kiváltó lipidek hatásának súlyosságától függ; túlzott aktivitásuk esetén a gátlás megszakad, és fokozódik a szabad gyökök és peroxidok termelése.

Különböző szervekben, az anyagcsere szövetspecificitásától függően, az antioxidáns rendszer bizonyos komponensei dominálnak. Az extracelluláris struktúrákban, amelyek nem rendelkeznek NAD-H és NADPH alappal, jelentős jelentőséggel bír az AO-glutation, aszkorbát, polifenolok és tokoferol redukált formáinak vér által szállított beáramlása. A szervezet AO-val való ellátottságának szintjének, az antioxidáns enzimek aktivitásának és a STO termékek tartalmának mutatói integrálisan jellemzik a szervezet antioxidáns rendszerének aktivitását egészében. Ezek a mutatók azonban nem tükrözik az AS állapotát az egyes szervekben és szövetekben, amelyek jelentősen eltérhetnek. A fentiek alapján feltételezhetjük, hogy a szabad gyökös patológia lokalizációját és jellegét főként a következők határozzák meg:

• az antioxidáns rendszer genotípusos jellemzői különböző szövetekben és szervekben;
• az ontogenezis során ható exogén SR-inducer jellege.

Az antioxidáns rendszer fő összetevőinek különböző szövetekben (hám-, ideg-, kötőszöveti) történő elemzésével azonosíthatók az FRO-gátlás szöveti (szerv)rendszereinek különböző változatai, amelyek általában egybeesnek metabolikus aktivitásukkal.

Eritrociták, mirigyhám

Ezekben a szövetekben az aktív pentóz-foszfát ciklus működik, és az anaerob katabolizmus dominál; az antioxidáns rendszer és a peroxidázok antiradikális láncának fő hidrogénforrása a NADPH. Az oxigénhordozókként működő eritrociták érzékenyek az FRO induktorokra.

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

Izom- és idegszövet

Ezekben a szövetekben a pentóz-foszfát ciklus inaktív; az NADH, amely a zsír- és szénhidrát-katabolizmus aerob és anaerob ciklusaiban képződik, domináns hidrogénforrásként szolgál az antiradikális inhibitorok és az antioxidáns enzimek számára. A sejtek mitokondriumokkal való telítettsége növeli az O2 "szivárgás" kockázatát és a biopolimerek károsodásának lehetőségét.

Hepatociták, leukociták, fibroblasztok

Kiegyensúlyozott pentóz-foszfát ciklus, valamint ana- és aerob katabolikus útvonalak figyelhetők meg.

A kötőszövet sejtközi anyaga a vérplazma, a rostok, valamint az érfal és a csontszövet alapállománya. Az SR gátlását az intercelluláris anyagban főként antiradikális inhibitorok (tokoferol, bioflavonoidok, aszkorbát) biztosítják, ami az érfal magas érzékenységét okozza ezek hiányával szemben. Ezeken kívül a vérplazma ceruloplazmint is tartalmaz, amely képes a szuperoxid aniongyök eltávolítására. A lencsében, ahol fotokémiai reakciók lehetségesek, az antiradikális inhibitorok mellett a glutation-reduktáz, a glutation-peroxidáz és az SOD aktivitása is magas.

A lokális antioxidáns rendszerek bemutatott szerv- és szöveti jellemzői magyarázzák az SP korai manifesztációinak különbségeit, a FRO-t kiváltó különböző hatásokkal.

A bioantioxidánsok eltérő funkcionális jelentősége a különböző szövetekben előre meghatározza hiányuk lokális megnyilvánulásainak különbségeit. Csak a tokoferol hiánya, amely minden típusú sejtes és nem sejtes struktúra univerzális lipid antioxidánsa, nyilvánul meg korai károsodásban a különböző szervekben. A kémiai prooxidánsok által okozott SP kezdeti megnyilvánulásai a szer jellegétől is függenek. Az adatok arra engednek következtetni, hogy az exogén faktor természete mellett a genotípus-specifikus fajok és az antioxidáns rendszer szövetspecifikus jellemzőinek szerepe is jelentős a szabadgyökös patológia kialakulásában. Az alacsony biológiai enzimatikus oxidációs rátájú szövetekben, például az érfalban, az ergotionein - aszkorbát (bioflavonoidok) - tokoferol antiradikális lánc szerepe magas, amelyet a szervezetben nem szintetizált bioantioxidánsok képviselnek; ennek megfelelően a krónikus poliantioxidáns hiány elsősorban az érfal károsodását okozza. Más szövetekben az antioxidáns rendszer enzimatikus komponenseinek - SOD, peroxidázok stb. - szerepe dominál. Így a kataláz szintjének csökkenését a szervezetben a progresszív parodontális patológia jellemzi.

Az antioxidáns rendszer állapotát a különböző szervekben és szövetekben nemcsak a genotípus határozza meg, hanem az onkogenezis során az antioxidáns rendszer különböző komponenseinek aktivitásának fenotípusosan heterokrónikus csökkenése is, amelyet az antioxidáns rendszer induktorának természete okoz. Így egy személy valós körülményei között az antioxidáns rendszer lebomlásának exogén és endogén tényezőinek különböző kombinációi határozzák meg mind az öregedés általános szabadgyökös mechanizmusait, mind a szabadgyökös patológia egyes kiváltó okait, amelyek bizonyos szervekben megnyilvánulnak.

A különböző szervekben és szövetekben található AS fő láncszemeinek aktivitásának értékelésével kapcsolatos bemutatott eredmények képezik az alapját új, célzott hatású lipid FRO-gátló gyógyszerek keresésének, amelyek egy adott lokalizáció szabadgyökös patológiájának megelőzésére szolgálnak. A különböző szövetek antioxidáns rendszerének sajátosságai miatt az AO-gyógyszereknek egy adott szervben vagy szövetben eltérően kell ellátniuk a hiányzó láncszemeket.

Különböző antioxidáns rendszereket tártak fel limfocitákban és eritrocitákban. Gonzalez-Hernandez és munkatársai (1994) 23 egészséges alany limfocitáinak és eritrocitáinak antioxidáns rendszereit vizsgálták. Kimutatták, hogy limfocitákban és eritrocitákban a glutation-reduktáz aktivitása 160 és 4,1 U/h, a glutation-peroxidázé 346 és 21 U/h, a glükóz-6-foszfát-dehidrogenázé 146 és 2,6 sd/h, a katalázé 164 és 60 U/h, míg a szuperoxid-diszmutázé 4 és 303 μg/s volt.