Окислительный стресс

Подготовила:
студентка 5 курса
медико-профилактического
факультета
Шишковец А.И.
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС
 состояние, характеризующееся избыточным
образованием в клетках организма свободных
радикалов и др. активных форм кислорода,
превышающим возможности
антиоксидантной защиты.
введен в научную литературу в 1985 году Г.Зисом
Характеризуется:
срывом системы АОЗ(антиоксидантной защиты)
2. интенсификацией процессов СРО
(свободнорадикального окисления)
3. накоплением в органах и тканях токсичных
продуктов окислительной деструкции
биомолекул (белков, жиров, углеводов,
нуклеиновых кислот).
1.
Состояние стресс-системы
стресс-реализующее
звено
СРО
стресс-лимитирующее
звено
АОС
Цитотоксические эффекты
активных форм кислорода
-молекулы с высокой реакционной
способностью:
1. супероксидный анион-радикал(•ОО-)
2. гидроксильный радикал (НО•)
3. синглетный кислород (*О2)
4. гидропероксильный радикал (•ООН)
5. перекись водорода (Н2О2)
O2*- < HOO* < H2O2 < HO*
Образования супероксидного
–
анион-радикала (•OO ) в клетке
 «утечка» электронов дыхательной цепи
 аутоокисление
 в процессе обезвреживания собственных
и чужеродных токсических веществ
Пероксида водорода
H2О2
стабильный продукт восстановления O2
Образуется в клетке:
 как побочный продукт при окислительном
катаболизме пуриновых нуклеотидов,
ксантиноксидазой
 в реакции окислительного дезаминирования
аминокислот
Гидроксильный радикал
НО•
1.
2.
3.
4.
5.
Высокий редокс-потенциал (Eо = +2,32 B)
Скорость атаки (k = 10*–1010 M–1c–1) любого
органического соединения (белки, нуклеиновые
кислоты, липиды, углеводы).
Константа скорости его рекомбинации
составляет 0,55•1010 M–1c–1.
Время жизни НО• в биологическом материале
не более 10–9 с
Радиус миграции – менее 0,01 мкм (<100 Ао).
Реакционная способность
гидроксильного радикала
превосходит даже атомарный
кислород (почти в 300 раз)
Реакция Фентона
АФК: повреждение ДНК
Молекула ДНК повреждается :
гидроксид-радикалом
супероксид-анионом
 радикаломи, образующимися при
перекисном окислении липидов
 эндонуклеазами
Нарушения структуры хромосом
Цепь превращений при ПОЛ:
 субстратом являются полиненасыщенные
цепи жирных кислот ( ПНЖК ),
 1) инициация процесса ПОЛ;
 2) продолжение (рост) цепи ПОЛ;
 3) разветвление цепи (амплификация
процесса);
 4) терминация процесса (обрыв цепей).
Физиологические эффекты
активных форм кислорода
АОЗ обеспечивается за счет:
1. высокой степени упорядоченности и
структурированности ферментативных
систем в мембранах клеток
2. относительно низких значений рО2 в
тканях
3. наличия биоантиоксидантов.
Антиоксидантная защита:




Супероксиддисмутаза (превращение супероксида в
водородпероксид и кислород):
2O2*- + 2H+ > H2O2 + O2
Каталаза (ускорение разложения
избытка водородпероксида до кислорода и воды):
2H2O2 > 2H2O + O2
Глутатионпероксидаза (разрушение как пероксида
водорода, так и гидропероксидов липидов):
Н2О2 + 2GSH > 2Н2О + GS-SG
Окисленный кофермент
глутатион восстанавливается
глутатионредуктазой:
GS-SG + НАДФ*Н + Н+ > 2GSH + НАДФ+
Локализация и антиоксидантные эффекты
низкомолекулярных антиоксидантов в тканях человека
Антиоксиданты
Локализация
Функция
Витамин Е
Биомембраны
Тушение •ОН, LOO•, HOCl
Убихинол
Биомембраны
Тушение •ОН, LOO•, HOCl
Каротиноиды
Биомембраны
Тушение •ОН, LOO•, HOCl
Витамин С
Цитоплазма
Тушение •ОН, •ОО–
Карнозин
Цитоплазма
Тушение •ОН, •ОО–, нейтрализация
гипохлорита
N-ацетилцистеин
Цитоплазма
Неизбирательное тушение АФК
Таурин
Цитоплазма
нейтрализация гипохлорита
Глутатион
Цитоплазма, митохондрии
Тушение •ОН, •ОО–
Мочевая кислота
Кровь
Предотвращение ПОЛ
Билирубин
Кровь
Предотвращение ПОЛ
Спасибо за внимание!