Antioksidativni sustav tijela

Antioksidativni sustav tijela je skup mehanizama koji inhibiraju autooksidaciju u stanici.

Neenzimska autooksidacija, ako nije ograničena na lokalno izbijanje, destruktivan je proces. Od pojave kisika u atmosferi, prokariotima je potrebna stalna zaštita od spontanih reakcija oksidativne razgradnje njihovih organskih komponenti.

Antioksidativni sustav uključuje antioksidanse koji inhibiraju autooksidaciju u početnoj fazi lipidne peroksidacije (tokoferol, polifenoli) ili aktivne vrste kisika (superoksid dismutaza - SOD) u membranama. U ovom slučaju, čestice s nesparenim elektronom, tokoferol ili polifenolni radikali nastali tijekom redukcije regeneriraju se askorbinskom kiselinom koja se nalazi u hidrofilnom sloju membrane. Oksidirani oblici askorbata se pak reduciraju glutationom (ili ergotioneinom), koji prima atome vodika iz NADP-a ili NAD-a. Dakle, inhibiciju radikala provodi glutation (ergotionein) askorbat-tokoferol (polifenol) lanac, prenoseći elektrone (kao dio atoma vodika) iz piridinskih nukleotida (NAD i NADP) u SR. To osigurava stacionarnu, izuzetno nisku razinu stanja slobodnih radikala lipida i biopolimera u stanici.

Uz AO lanac, sustav inhibicije slobodnih radikala u živoj stanici uključuje enzime koji kataliziraju oksidacijsko-redukcijsku konverziju glutationa i askorbata - glutation-ovisnu reduktazu i dehidrogenazu, kao i one koji razgrađuju perokside - katalazu i peroksidaze.

Treba napomenuti da funkcioniranje dvaju obrambenih mehanizama - lanca bioantioksidansa i skupine antiperoksidnih enzima - ovisi o fondu atoma vodika (NADP i NADH). Taj se fond obnavlja u procesima biološke enzimske oksidacije-dehidrogenacije energetskih supstrata. Dakle, dovoljna razina enzimskog katabolizma - optimalno aktivno stanje tijela nužan je uvjet za učinkovitost antioksidativnog sustava. Za razliku od drugih fizioloških sustava (npr. koagulacije krvi ili hormonalnog), čak ni kratkotrajni nedostatak antioksidativnog sustava ne prolazi bez traga - oštećuju se membrane i biopolimeri.

Slom antioksidativne zaštite karakterizira razvoj oštećenja slobodnim radikalima različitih komponenti stanice i tkiva koja čine SR. Polivalentnost manifestacija patologije slobodnih radikala u različitim organima i tkivima, različita osjetljivost staničnih struktura na učinke SR produkata ukazuju na nejednaku opskrbu organa i tkiva bioantioksidansima, drugim riječima, očito, njihov antioksidativni sustav ima značajne razlike. U nastavku su prikazani rezultati određivanja sadržaja glavnih komponenti antioksidativnog sustava u različitim organima i tkivima, što nam je omogućilo da izvučemo zaključak o njihovoj specifičnosti.

Dakle, osobitost eritrocita je velika uloga antiperoksidnih enzima - katalaze, glutation peroksidaze, SOD, u kongenitalnim enzimopatijama eritrocita, često se opaža hemolitička anemija. Krvna plazma sadrži ceruloplazmin, koji ima SOD aktivnost, koja je odsutna u drugim tkivima. Prikazani rezultati omogućuju nam da zamislimo AS eritrocita i plazme: uključuje i antiradikalsku vezu i enzimski obrambeni mehanizam. Takva struktura antioksidativnog sustava omogućuje nam učinkovito inhibiranje FRO lipida i biopolimera zbog visoke razine zasićenosti eritrocita kisikom. Značajnu ulogu u ograničavanju FRO igraju lipoproteini - glavni nosač tokoferola, iz njih tokoferol prelazi u eritrocite pri kontaktu s membranama. Istodobno, lipoproteini su najosjetljiviji na autooksidaciju.

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

Specifičnost antioksidativnih sustava različitih organa i tkiva

Početni značaj neenzimske autooksidacije lipida i biopolimera omogućuje nam da pripišemo okidačku ulogu u nastanku SP insuficijenciji antioksidativnog obrambenog sustava tijela. Funkcionalna aktivnost antioksidativnog sustava različitih organa i tkiva ovisi o nizu čimbenika. To uključuje:

1. razina enzimskog katabolizma (dehidrogenacije) - proizvodnja NAD-H + NADP-H fonda;
2. stupanj potrošnje NAD-H i NADPH fonda u biosintetskim procesima;
3. razina reakcija enzimske mitohondrijske oksidacije NADH;
4. opskrba esencijalnim komponentama antioksidativnog sustava - tokoferolom, askorbatom, bioflavonoidima, aminokiselinama koje sadrže sumpor, ergotioneinom, selenom itd.

S druge strane, aktivnost antioksidativnog sustava ovisi o težini učinaka lipida koji potiču oksidaciju slobodnih radikala; kada su pretjerano aktivni, inhibicija je poremećena i povećava se proizvodnja slobodnih radikala i peroksida.

U različitim organima, prema specifičnosti tkiva metabolizma, prevladavaju određene komponente antioksidativnog sustava. U izvanstaničnim strukturama koje nemaju fond NAD-H i NADPH, priljev reduciranih oblika AO-glutationa, askorbata, polifenola i tokoferola koji se transportiraju krvlju od značajne je važnosti. Pokazatelji razine opskrbljenosti tijela AO, aktivnost antioksidativnih enzima i sadržaj STO produkata integralno karakteriziraju aktivnost antioksidativnog sustava tijela u cjelini. Međutim, ovi pokazatelji ne odražavaju stanje AS u pojedinačnim organima i tkivima, koji se mogu značajno razlikovati. Navedeno nam omogućuje pretpostavku da su lokalizacija i priroda patologije slobodnih radikala unaprijed određeni uglavnom:

• genotipske značajke antioksidativnog sustava u različitim tkivima i organima;
• priroda egzogenog SR induktora koji djeluje tijekom cijele ontogeneze.

Analizom sadržaja glavnih komponenti antioksidativnog sustava u različitim tkivima (epitelnom, živčanom, vezivnom) moguće je identificirati različite varijante tkivnih (organskih) sustava inhibicije FRO-a, koje se uglavnom podudaraju s njihovom metaboličkom aktivnošću.

Eritrociti, žljezdani epitel

U tim tkivima funkcionira aktivni pentozni fosfatni ciklus i prevladava anaerobni katabolizam; glavni izvor vodika za antiradikalski lanac antioksidativnog sustava i peroksidaza je NADPH. Eritrociti kao prijenosnici kisika osjetljivi su na FRO induktore.

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

Mišićno i živčano tkivo

Pentozni fosfatni ciklus u tim tkivima je neaktivan; NADH, koji nastaje u aerobnim i anaerobnim ciklusima katabolizma masti i ugljikohidrata, prevladava kao izvor vodika za antiradikalske inhibitore i antioksidativne enzime. Zasićenost stanica mitohondrijima uzrokuje povećani rizik od "curenja" O2 i mogućnost oštećenja biopolimera.

Hepatociti, leukociti, fibroblasti

Uočava se uravnotežen ciklus pentoza-fosfata te ana- i aerobni katabolički putevi.

Međustanična tvar vezivnog tkiva je krvna plazma, vlakna i osnovna tvar vaskularne stijenke i koštanog tkiva. Inhibiciju SR u međustaničnoj tvari osiguravaju uglavnom antiradikalski inhibitori (tokoferol, bioflavonoidi, askorbat), što uzrokuje visoku osjetljivost vaskularne stijenke na njihovu insuficijenciju. Osim njih, krvna plazma sadrži ceruloplazmin, koji ima sposobnost eliminacije superoksidnog anionskog radikala. U leći, u kojoj su moguće fotokemijske reakcije, osim antiradikalskih inhibitora, visoka je aktivnost glutation reduktaze, glutation peroksidaze i SOD-a.

Prikazane značajke organa i tkiva lokalnih antioksidativnih sustava objašnjavaju razlike u ranim manifestacijama SP s različitim vrstama učinaka koji induciraju FRO.

Različit funkcionalni značaj bioantioksidansa za različita tkiva predodređuje razlike u lokalnim manifestacijama njihovog nedostatka. Samo nedostatak tokoferola, univerzalnog lipidnog antioksidansa svih vrsta staničnih i nestaničnih struktura, manifestira se ranim oštećenjem u različitim organima. Početne manifestacije SP uzrokovane kemijskim prooksidansima također ovise o prirodi agensa. Podaci nam omogućuju vjerovanje da je uz prirodu egzogenog faktora, uloga genotip-specifičnih vrsta i tkivno specifičnih značajki antioksidativnog sustava značajna u razvoju patologije slobodnih radikala. U tkivima s niskom stopom biološke enzimske oksidacije, poput vaskularne stijenke, uloga antiradikalskog lanca ergotionein - askorbat (bioflavonoidi) - tokoferol, koji predstavljaju bioantioksidansi koji se ne sintetiziraju u tijelu, je visoka; sukladno tome, kronični poliantioksidativni nedostatak prvenstveno uzrokuje oštećenje vaskularne stijenke. U drugim tkivima prevladava uloga enzimskih komponenti antioksidativnog sustava - SOD, peroksidaze itd. Dakle, smanjenje razine katalaze u tijelu karakterizira progresivnu parodontalnu patologiju.

Stanje antioksidativnog sustava u različitim organima i tkivima određeno je ne samo genotipom, već i tijekom onkogeneze fenotipski heterokronim padom aktivnosti različitih komponenti antioksidativnog sustava, uzrokovanim prirodom induktora antioksidativnog sustava. Dakle, u stvarnim uvjetima kod pojedinca, različite kombinacije egzogenih i endogenih čimbenika razgradnje antioksidativnog sustava određuju i opće mehanizme starenja uzrokovane slobodnim radikalima i posebne okidače patologije slobodnih radikala, koji se manifestiraju u određenim organima.

Prikazani rezultati procjene aktivnosti glavnih karika AS u različitim organima i tkivima osnova su za traženje novih lijekova-inhibitorima lipidnih FRO ciljanog djelovanja za prevenciju patologije slobodnih radikala određene lokalizacije. Zbog specifičnosti antioksidativnog sustava različitih tkiva, AO lijekovi trebali bi diferencijalno obavljati nedostajuće karike za određeni organ ili tkivo.

U limfocitima i eritrocitima otkriveni su različiti antioksidativni sustavi. Gonzalez-Hernandez i sur. (1994.) proučavali su antioksidativne sustave u limfocitima i eritrocitima kod 23 zdrava ispitanika. Pokazalo se da je u limfocitima i eritrocitima aktivnost glutation reduktaze bila 160 i 4,1 U/h, glutation peroksidaze - 346 i 21 U/h, glukoza-6-fosfat dehidrogenaze - 146 i 2,6 sd/h, katalaze - 164 i 60 U/h, te superoksid dismutaze - 4 i 303 μg/s.