Антиоксидативни систем тела

Антиоксидативни систем тела је скуп механизама који инхибирају аутооксидацију у ћелији.

Неензимска аутооксидација, ако није ограничена на локално избијање, је деструктиван процес. Од појаве кисеоника у атмосфери, прокариотима је потребна стална заштита од спонтаних реакција оксидативног разлагања њихових органских компоненти.

Антиоксидативни систем обухвата антиоксиданте који инхибирају аутооксидацију у почетној фази липидне пероксидације (токоферол, полифеноли) или активне врсте кисеоника (супероксид дисмутаза - СОД) у мембранама. У овом случају, честице са неспареним електроном, токоферол или полифенолни радикали настали током редукције регенеришу се аскорбинском киселином која се налази у хидрофилном слоју мембране. Оксидовани облици аскорбата се заузврат редукују глутатионом (или ерготионеином), који прима атоме водоника из НАДФ или НАД. Дакле, инхибицију радикала врши глутатионски (ерготионеин) аскорбат-токоферол (полифенол) ланац, транспортујући електроне (као део атома водоника) од пиридин нуклеотида (НАД и НАДФ) до СР. Ово обезбеђује стационаран, изузетно низак ниво стања слободних радикала липида и биополимера у ћелији.

Уз АО ланац, систем инхибиције слободних радикала у живој ћелији укључује ензиме који катализују оксидационо-редукциону конверзију глутатиона и аскорбата - глутатион-зависну редуктазу и дехидрогеназу, као и оне који разграђују пероксиде - каталазу и пероксидазе.

Треба напоменути да функционисање два одбрамбена механизма - ланца биоантиоксиданата и групе антипероксидних ензима - зависи од фонда атома водоника (NADP и NADH). Овај фонд се обнавља у процесима биолошке ензимске оксидације-дехидрогенације енергетских супстрата. Дакле, довољан ниво ензимског катаболизма - оптимално активно стање организма је неопходан услов за ефикасност антиоксидативног система. За разлику од других физиолошких система (на пример, коагулације крви или хормонског), чак ни краткотрајни недостатак антиоксидативног система не пролази без трага - оштећују се мембране и биополимери.

Разградња антиоксидативне заштите карактерише се развојем оштећења слободним радикалима различитих компоненти ћелије и ткива која чине СР. Поливалентност манифестација патологије слободних радикала у различитим органима и ткивима, различита осетљивост ћелијских структура на дејство СР производа указују на неједнаку обезбеђеност органа и ткива биоантиоксидансима, другим речима, очигледно, њихов антиоксидативни систем има значајне разлике. У наставку су дати резултати одређивања садржаја главних компоненти антиоксидативног система у различитим органима и ткивима, што нам је омогућило да извучемо закључак о њиховој специфичности.

Дакле, особеност еритроцита је велика улога антипероксидних ензима - каталазе, глутатион пероксидазе, СОД, код конгениталних ензимопатија еритроцита, често се примећује хемолитичка анемија. Крвна плазма садржи церулоплазмин, који има СОД активност, која је одсутна у другим ткивима. Представљени резултати нам омогућавају да замислимо АС еритроцита и плазме: она укључује и антирадикалску везу и ензимски одбрамбени механизам. Таква структура антиоксидативног система нам омогућава да ефикасно инхибирамо ФРО липида и биополимера због високог нивоа засићења еритроцита кисеоником. Значајну улогу у ограничавању ФРО играју липопротеини - главни носач токоферола, из њих токоферол прелази у еритроците при контакту са мембранама. Истовремено, липопротеини су најосетљивији на аутооксидацију.

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

Специфичност антиоксидативних система различитих органа и ткива

Иницијативни значај неензимске аутооксидације липида и биополимера нам омогућава да доделимо окидачку улогу у настанку СП инсуфицијенцији антиоксидативног одбрамбеног система организма. Функционална активност антиоксидативног система различитих органа и ткива зависи од низа фактора. То укључује:

1. ниво ензимског катаболизма (дехидрогенације) - производња фонда NAD-H + NADP-H;
2. степен потрошње фонда NAD-H и NADPH у биосинтетским процесима;
3. ниво реакција ензимске митохондријалне оксидације NADH;
4. снабдевање есенцијалним компонентама антиоксидативног система - токоферолом, аскорбатом, биофлавоноидима, аминокиселинама које садрже сумпор, ерготионеином, селеном итд.

С друге стране, активност антиоксидативног система зависи од тежине ефеката липида који индукују оксидацију слободних радикала; када су прекомерно активни, инхибиција је поремећена и повећава се производња слободних радикала и пероксида.

У различитим органима, у складу са специфичношћу метаболизма ткива, преовлађују одређене компоненте антиоксидативног система. У екстрацелуларним структурама које немају фонд NAD-H и NADPH, прилив редукованих облика АО-глутатиона, аскорбата, полифенола и токоферола који се транспортују крвљу је од значајног значаја. Индикатори нивоа снабдевања организма АО, активности антиоксидативних ензима и садржаја STO производа интегрално карактеришу активност антиоксидативног система организма у целини. Међутим, ови индикатори не одражавају стање АС у појединачним органима и ткивима, који се могу значајно разликовати. Наведено нам омогућава да претпоставимо да су локализација и природа патологије слободних радикала предодређени углавном:

• генотипске карактеристике антиоксидативног система у различитим ткивима и органима;
• природа егзогеног SR индуктора који делује током целе онтогенезе.

Анализом садржаја главних компоненти антиоксидативног система у различитим ткивима (епителном, нервном, везивном), могуће је идентификовати различите варијанте ткивних (органских) система инхибиције FRO, које се углавном поклапају са њиховом метаболичком активношћу.

Еритроцити, жлездани епител

У овим ткивима функционише активни пентозно-фосфатни циклус и преовладава анаеробни катаболизам; главни извор водоника за антирадикалски ланац антиоксидативног система и пероксидаза је NADPH. Еритроцити као носачи кисеоника су осетљиви на FRO индукторе.

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

Мишићно и нервно ткиво

Циклус пентозофосфата у овим ткивима је неактиван; NADH, формиран у аеробним и анаеробним циклусима катаболизма масти и угљених хидрата, преовладава као извор водоника за антирадикалске инхибиторе и антиоксидативне ензиме. Засићење ћелија митохондријама узрокује повећан ризик од „цурења“ O2 и могућност оштећења биополимера.

Хепатоцити, леукоцити, фибробласти

Примећује се уравнотежен циклус пентозе фосфата и ана- и аеробни катаболички путеви.

Међућелијска супстанца везивног ткива је крвна плазма, влакна и основна супстанца васкуларног зида и коштаног ткива. Инхибицију СР у међућелијској супстанци обезбеђују углавном антирадикални инхибитори (токоферол, биофлавоноиди, аскорбат), што узрокује високу осетљивост васкуларног зида на њихову инсуфицијенцију. Поред њих, крвна плазма садржи церулоплазмин, који има способност да елиминише супероксидни анјонски радикал. У сочиву, у коме су могуће фотохемијске реакције, поред антирадикалских инхибитора, висока је активност глутатион редуктазе, глутатион пероксидазе и СОД.

Приказане карактеристике органа и ткива локалних антиоксидативних система објашњавају разлике у раним манифестацијама СП са различитим врстама ефеката који изазивају ФРО.

Различити функционални значај биоантиоксиданата за различита ткива предодређује разлике у локалним манифестацијама њиховог дефицита. Само дефицит токоферола, универзалног липидног антиоксиданса свих врста ћелијских и нећелијских структура, манифестује се раним оштећењем у различитим органима. Почетне манифестације СП изазване хемијским прооксидансима такође зависе од природе агенса. Подаци нам омогућавају да верујемо да је, поред природе егзогеног фактора, улога генотип-специфичних врста и ткивно-специфичних карактеристика антиоксидативног система значајна у развоју патологије слободних радикала. У ткивима са ниском стопом биолошке ензимске оксидације, као што је васкуларни зид, улога антирадикалског ланца ерготионеин - аскорбат (биофлавоноиди) - токоферол, који је представљен биоантиоксидансима који се не синтетишу у организму, је велика; сходно томе, хронични полиантиоксидативни дефицит првенствено узрокује оштећење васкуларног зида. У другим ткивима преовладава улога ензимских компоненти антиоксидативног система - СОД, пероксидазе итд. Дакле, смањење нивоа каталазе у организму карактерише прогресивну пародонталну патологију.

Стање антиоксидативног система у различитим органима и ткивима одређено је не само генотипом, већ и током онкогенезе фенотипски хетерохроним падом активности различитих компоненти антиоксидативног система, узрокованим природом индуктора антиоксидативног система. Дакле, у реалним условима код појединца, различите комбинације егзогених и ендогених фактора разградње антиоксидативног система одређују како опште слободнорадикалне механизме старења, тако и посебне окидаче слободнорадикалне патологије, која се манифестује у одређеним органима.

Приказани резултати процене активности главних карика АС у различитим органима и ткивима су основа за тражење нових лекова-инхибитора липидних ФРО циљаног дејства за превенцију патологије слободних радикала одређене локализације. Због специфичности антиоксидативног система различитих ткива, АО лекови треба да диференцијално обављају недостајуће карике за одређени орган или ткиво.

Различити антиоксидативни системи су откривени у лимфоцитима и еритроцитима. Гонзалез-Ернандез и др. (1994) су проучавали антиоксидативне системе у лимфоцитима и еритроцитима код 23 здрава испитаника. Показано је да је у лимфоцитима и еритроцитима активност глутатион редуктазе била 160 и 4,1 U/h, глутатион пероксидазе - 346 и 21 U/h, глукоза-6-фосфат дехидрогеназе - 146 и 2,6 sd/h, каталазе - 164 и 60 U/h, и супероксид дисмутазе - 4 и 303 μg/s, респективно.