Свободное окисление. Перекисное окисление липидов

1.

*

2.

Свободное окисление - это кислородзависимые процессы, которые не связаны с
образованием АТФ.
В реакциях свободного окисления
участвуют оксидазы и оксигеназы, которые
используют кислород как субстрат:
ОКСИДАЗЫ –забирают водород от
субстрата и передают его на кислород
ОКСИГЕНАЗЫ (моно- и диоксигеназы)
внедряют кислород в молекулу субстрата

3.

*
Примером оксидазы может служить
НАДФН-оксидаза плазматической
мембраны фагоцитирующих лейкоцитов:
НАДФН + Н+ + О2 → НАДФ+ + Н2О2 ,
субстратом является НАДФН, а продуктом пероксид водорода, который используется
лейкоцитом для уничтожения поглощенных
бактерий.

4.

* Флавинсодержащие моноаминооксидазы (МАО) катализируют
окислительное дезаминирование биогенных аминов,
используя в качестве кофермента – ФАД, чем поддерживают
постоянную концентрацию эндогенных моноаминов в тканях,
что особенно важно для нервной ткани.
Реакция протекает в 2 стадии:
1. Дегидрирование амина с восстановлением ФАД и
образованием имина
2. Имин реагирует с водой и превращается в альдегид, а
восстановленный кофермент окисляется кислородом с
образованием Н2О2

5.

6.

7.

*

8.

9.

10.

11.

12.

13.

*

14.

В биологических системах могут образовываться
промежуточные продукты восстановления молекулы
кислорода : пероксид водорода, супероксидный и
гидроксильный радикалы. Свободные радикалы отличаются
от обычных молекул тем, что у них на внешней электронной
оболочке имеется неспаренный (одиночный) электрон. Это
делает радикалы химически активными, поскольку радикал
стремится вернуть себе недостающий электрон, отняв его от
окружающих молекул и тем самым их повреждая.
Так как эти соединения обладают высокой реакционной
способностью, они получили название "активных форм
кислорода" (АФК).

15.

Активные формы кислорода оказывают повреждающее
воздействие на структуры клеток и тканей, активируя процесс
перекисного окисления липидов (ПОЛ).
ПОЛ – это цепная реакция расширенного воспроизводства
свободных радикалов, когда каждый свободный радикал
обеспечивает образование нового свободного радикала

16.

17.

18.

19.

*
Защита клетки обеспечивается благодаря работе антиоксидантной
системы (АОС), которая может осуществляться энзиматическим и
неэнзиматическим путем.
Ферменты антиоксидантной защиты:
1.супероксиддисмутаза,
2. каталаза
3. глутатионпероксидаза
Супероксиддисмутаза (СОД) — фермент, который широко
распространен в природе. В активном центре цитозольной СОД
содержатся ионы металлов (меди, железа, марганца, цинка). СОД
присутствует во всех аэробных организмах и служит для
эффективного удаления супероксидных радикалов.
СОД катализирует реакцию превращения двух анион-радикалов в
перекись водорода (Н202 ) и молекулярный кислород:
202.- + 2Н+ = Н202 + 02

20.

Каталаза расщепляет пероксид водорода с образованием
воды и молекулярного кислорода:
2Н2О2 → 2Н2О + О2
Глутатионпероксидаза использует восстановленный
глутатион для восстановления пероксида водорода и
гидропероксиды жирных кислот:
Эта реакция служит для предотвращения гемолиза при
образовании пероксида водорода (Н2О2 ) и гидропероксидов
жирных кислот ( ROOH ) в мембране эритроцитов.

21.

22.

23.

*
* Источником электронов для образования активных форм
кислорода служат металлы с переменной валентностью:
Fe, Cu, Zn. В связанном с белком состоянии эти металлы
неактивны.
Транспорт ионов металлов с переменной валентностью в плазме
крови осуществляют специальные белки-переносчики:
- Церулоплазмин транспортирует медь,
- Трансферрин – железо,
- Альбумин связывает ион меди,
Металлотионеины (цитоплазматические белки богатые
цистеином) связывают ионы цинка, меди, кадмия, ртути

24.

*
* Свободнорадикальным окислением инициируются
процессы обновления белков, фосфолипидов мембран,
нуклеиновых кислот и фагоцитоз.