Kroppens antioxidant-system

Kroppens antioxidantsystem er et sæt af mekanismer, der hæmmer autooxidation i cellen.

Ikke-enzymatisk autooxidation er, om end ikke begrænset til et lokalt udbrud, en destruktiv proces. Siden ilt opstod i atmosfæren, har prokaryoter haft brug for konstant beskyttelse mod spontane reaktioner med oxidativ nedbrydning af deres organiske komponenter.

Antioxidantsystemet omfatter antioxidanter, der hæmmer autooxidation i den indledende fase af lipidperoxidationen (tocopherol, polyphenoler) eller aktive oxygenarter (superoxiddismutase - SOD) i membraner. I dette tilfælde regenereres partikler med en uparret elektron-, tocopherol- eller polyphenolradikaler dannet under reduktionen af ascorbinsyre indeholdt i membranens hydrofile lag. Oxiderede former af ascorbat reduceres igen af glutathion (eller ergothionein), som modtager hydrogenatomer fra NADP eller NAD. Således udføres radikalhæmning af glutathion (ergothionein) ascorbat-tocopherol (polyfenol)-kæden, der transporterer elektroner (som en del af hydrogenatomer) fra pyridinnukleotider (NAD og NADP) til SR. Dette sikrer et stationært, ekstremt lavt niveau af frie radikaltilstande i lipider og biopolymerer i cellen.

Sammen med AO-kæden involverer systemet til hæmning af frie radikaler i en levende celle enzymer, der katalyserer oxidations-reduktionsomdannelsen af glutathion og ascorbat - glutathionafhængig reduktase og dehydrogenase, samt dem, der nedbryder peroxider - katalase og peroxidaser.

Det skal bemærkes, at funktionen af to forsvarsmekanismer - kæden af bioantioxidanter og gruppen af antiperoxidenzymer - afhænger af fondet af hydrogenatomer (NADP og NADH). Dette fond genopfyldes i processerne med biologisk enzymatisk oxidation-dehydrogenering af energisubstrater. Således er et tilstrækkeligt niveau af enzymatisk katabolisme - en optimalt aktiv tilstand i kroppen - en nødvendig betingelse for antioxidantsystemets effektivitet. I modsætning til andre fysiologiske systemer (f.eks. blodkoagulation eller hormonelle) forsvinder selv en kortvarig mangel på antioxidantsystemet ikke sporløst - membraner og biopolymerer beskadiges.

Nedbrydningen af antioxidantbeskyttelse er karakteriseret ved udviklingen af frie radikaler på forskellige komponenter i cellen og vævene, der udgør SR. Polyvalensen af manifestationer af frie radikaler i forskellige organer og væv, den forskellige følsomhed af cellestrukturer over for virkningerne af SR-produkter indikerer ulige forsyning af organer og væv med bioantioxidanter, med andre ord, tilsyneladende er deres antioxidantsystem betydelige forskelle. Nedenfor er resultaterne af bestemmelsen af indholdet af hovedkomponenterne i antioxidantsystemet i forskellige organer og væv, hvilket gjorde det muligt for os at drage en konklusion om deres specificitet.

Således er erytrocytternes særegenhed den store rolle, som antiperoxidenzymer - katalase, glutathionperoxidase, SOD - spiller i medfødte enzymopatier af erytrocytter. Hæmolytisk anæmi observeres ofte. Blodplasma indeholder ceruloplasmin, som har SOD-aktivitet, som ikke findes i andre væv. De præsenterede resultater giver os mulighed for at forestille os erytrocytters og plasmas AS: det inkluderer både en antiradikalforbindelse og en enzymatisk forsvarsmekanisme. En sådan struktur af antioxidantsystemet giver os mulighed for effektivt at hæmme FRO af lipider og biopolymerer på grund af erytrocytternes høje mætningsniveau med ilt. En betydelig rolle i begrænsningen af FRO spilles af lipoproteiner - den primære bærer af tocopherol, fra dem passerer tocopherol ind i erytrocytter ved kontakt med membraner. Samtidig er lipoproteiner mest modtagelige for autooxidation.

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

Specificiteten af antioxidantsystemer i forskellige organer og væv

Den initierende betydning af ikke-enzymatisk autooxidation af lipider og biopolymerer gør det muligt for os at tilskrive en udløsende rolle i dannelsen af SP til utilstrækkeligheden af kroppens antioxidante forsvarssystem. Den funktionelle aktivitet af antioxidantsystemet i forskellige organer og væv afhænger af en række faktorer. Disse omfatter:

1. niveauet af enzymatisk katabolisme (dehydrogenering) - produktion af NAD-H + NADP-H-fonden;
2. graden af forbrug af NAD-H- og NADPH-midler i biosyntetiske processer;
3. niveauet af reaktioner af enzymatisk mitokondriel oxidation af NADH;
4. tilførsel af essentielle komponenter i antioxidantsystemet - tocopherol, ascorbat, bioflavonoider, svovlholdige aminosyrer, ergothionein, selen osv.

På den anden side afhænger antioxidantsystemets aktivitet af sværhedsgraden af virkningerne af lipider, der inducerer oxidation af frie radikaler; når de er overdrevent aktive, forstyrres hæmningen, og produktionen af frie radikaler og peroxider øges.

I forskellige organer, afhængigt af vævsspecificiteten af metabolismen, er visse komponenter i antioxidantsystemet fremherskende. I ekstracellulære strukturer, der ikke har et lager af NAD-H og NADPH, er tilstrømningen af reducerede former af AO-glutathion, ascorbat, polyphenoler og tocopherol, der transporteres af blodet, af betydelig betydning. Indikatorer for kroppens forsyning med AO, aktiviteten af antioxidantenzymer og indholdet af STO-produkter karakteriserer i et integreret omfang aktiviteten af kroppens antioxidantsystem som helhed. Disse indikatorer afspejler dog ikke tilstanden af AS i individuelle organer og væv, som kan variere betydeligt. Ovenstående tillader os at antage, at lokaliseringen og arten af frie radikalers patologi hovedsageligt er forudbestemt af:

• genotypiske træk ved antioxidantsystemet i forskellige væv og organer;
• naturen af den eksogene SR-induktor, der virker gennem hele ontogenesen.

Ved at analysere indholdet af hovedkomponenterne i antioxidantsystemet i forskellige væv (epitelvæv, nervevæv, bindevæv) er det muligt at identificere forskellige varianter af vævs- (organ-) systemer med FRO-hæmning, som generelt falder sammen med deres metaboliske aktivitet.

Erytrocytter, kirtelepitel

I disse væv fungerer den aktive pentosefosfatcyklus, og anaerob katabolisme dominerer; den primære kilde til hydrogen til den antiradikalkæde i antioxidantsystemet og peroxidaser er NADPH. Erytrocytter er som iltbærere følsomme over for FRO-induktorer.

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

Muskel- og nervevæv

Pentosefosfatcyklussen i disse væv er inaktiv; NADH, der dannes i de aerobe og anaerobe cyklusser af fedt- og kulhydratkatabolisme, dominerer som en kilde til hydrogen til antiradikalhæmmere og antioxidante enzymer. Mætning af celler med mitokondrier forårsager en øget risiko for O2-"lækage" og muligheden for skade på biopolymerer.

Hepatocytter, leukocytter, fibroblaster

Der observeres en afbalanceret pentosefosfatcyklus og anaerobe og kataboliske veje.

Bindevævets intercellulære substans er blodplasma, fibre og grundsubstansen i karvæggen og knoglevævet. Hæmning af SR i det intercellulære stof sker hovedsageligt af antiradikalhæmmere (tocopherol, bioflavonoider, ascorbat), hvilket forårsager karvæggens høje følsomhed over for deres utilstrækkelighed. Ud over dem indeholder blodplasmaet ceruloplasmin, som har evnen til at eliminere superoxid-anionradikaler. I linsen, hvor fotokemiske reaktioner er mulige, er aktiviteten af glutathionreduktase, glutathionperoxidase og SOD, udover antiradikalhæmmere, høj.

De præsenterede organ- og vævstræk ved lokale antioxidantsystemer forklarer forskellene i de tidlige manifestationer af SP med forskellige typer effekter, der inducerer FRO.

Den forskellige funktionelle betydning af bioantioxidanter for forskellige væv forudbestemmer forskellene i lokale manifestationer af deres mangel. Kun mangel på tocopherol, en universel lipidantioxidant for alle typer cellulære og ikke-cellulære strukturer, manifesterer sig ved tidlig skade i forskellige organer. Indledende manifestationer af SP forårsaget af kemiske prooxidanter afhænger også af stoffets natur. Dataene giver os mulighed for at tro, at sammen med den eksogene faktors natur er rollen af genotypespecifikke arter og vævsspecifikke træk ved antioxidantsystemet signifikant i udviklingen af frie radikaler. I væv med en lav grad af biologisk enzymatisk oxidation, såsom karvæggen, er rollen af den antiradikalkæde ergothionein - ascorbat (bioflavonoider) - tocopherol, som er repræsenteret af bioantioxidanter, der ikke syntetiseres i kroppen, høj; derfor forårsager kronisk polyantioxidantmangel primært skade på karvæggen. I andre væv hersker rollen af enzymatiske komponenter i antioxidantsystemet - SOD, peroxidaser osv. Således er et fald i niveauet af katalase i kroppen karakteriseret ved progressiv periodontal patologi.

Tilstanden af antioxidantsystemet i forskellige organer og væv bestemmes ikke kun af genotypen, men også under onkogenesen af det fænotypisk heterokroniske fald i aktiviteten af forskellige komponenter i antioxidantsystemet, forårsaget af naturen af antioxidantsystemets induktor. Under reelle forhold hos et individ bestemmer forskellige kombinationer af eksogene og endogene faktorer i nedbrydningen af antioxidantsystemet således både de generelle frie radikalmekanismer for aldring og de specifikke udløsere af frie radikalpatologier, der manifesterer sig i visse organer.

De præsenterede resultater af vurderingen af aktiviteten af de vigtigste led i AS i forskellige organer og væv danner grundlag for at søge efter nye lægemidler - lipid-FRO-hæmmere med målrettet virkning til forebyggelse af frie radikaler i en bestemt lokalisering. På grund af specificiteten af antioxidantsystemet i forskellige væv, bør AO-lægemidler fungere forskelligt i de manglende led for et bestemt organ eller væv.

Forskellige antioxidantsystemer blev påvist i lymfocytter og erytrocytter. Gonzalez-Hernandez et al. (1994) undersøgte antioxidantsystemerne i lymfocytter og erytrocytter hos 23 raske forsøgspersoner. Det blev vist, at aktiviteten af glutathionreduktase i lymfocytter og erytrocytter var henholdsvis 160 og 4,1 U/t, glutathionperoxidase - 346 og 21 U/t, glukose-6-fosfatdehydrogenase - 146 og 2,6 sd/t, katalase - 164 og 60 U/t og superoxiddismutase - 4 og 303 μg/s.