[полуэкт]

В норме имеется равновесное взаимодействие свободных радикалов и антиоксидантов. Если нарушить равновесие - получим болезнь.

Свободные радикалы – атомы или группы атомов, имеющих хотя бы один свободный (непарный) электрон. В стабильном химическом соединении заряд всех электронов (отрицательно заряженных частиц) уравновешивается положительными зарядами протонов ядра атомов. Если электрон непарный, к нему легко присоединяется атом либо молекула. Таким образом возникает химическая реакция, способная нанести большой вред организму.

Свободные радикалы присутствуют в организме в небольших количествах, и здоровый организм контролирует их. В норме свободные радикалы иммунной системы разрушают вирусы и бактерии, другие свободные радикалы участвуют в производстве гормонов и активизации ферментных процессов, участвуют в производстве энергии и др. жизненно важных процессах.

Множество свободных радикалов порождает еще большее их количество, а это осложняет работу организма и наносит ему ущерб. При чрезмерном количестве свободных радикалов может измениться генетический код, нарушается структура белков. Мутировавшие белки распознаются иммунной системой как чужеродные, их пытаются уничтожить. Нарастающее количество изменившихся белков, в зависимости от ситуации может стать перичиной воспалительных процессов, сердечно – сосудистых, аутоиммунных, опухолевых и др. заболеваний.

Свободные радикалы способны разрушить клеточные мембраны; могут приводить к отечным, кистозным процессам, быстрому старению организма. Кроме того уменьшается уровень и возможность усвоения кальция организмом, что само по себе приводит к различным серьезным заболеваниям. Свободные радикалы кислорода, перекись водорода, пероксиды липидов и др. биоактивные окислители образуются в тканях организма в ходе реакций биологического окисления ряда субстратов.

Кислород, в процессе жизнеобеспечения – обоюдоострый меч: без него мы не можем жить, но его излишек может быть смертельно опасен! К счастью, организм нашел способ справляться с этими, произошедшими от кислорода побочными продуктами – так называемыми «свободными радикалами». Это позволяет нам в максимальной степени использовать окислительные свойства кислорода и при этом оставаться живыми (не переокисляться т.е. не сгорать). Защищают организм от переокисления антиоксиданты.

При отсутствии в организме этих веществ мы бы умерли в течении нескольких секунд. Образно говоря, когда мы сжигаем (окисляем) пищу, ради получения энергии, роль защитного экрана, ограничивающего процессы окисления, играют антиоксиданты.

Антиоксиданты – биологически активные вещества, связывающие свободные электроны, угнетая свободные радикалы. Антиоксиданты контролируют в организме реакции окисления и количество свободных радикалов. Антиоксиданты препятствуют процессам свободнорадикального окисления органических веществ в организме.

Подробности

Нажмите для просмотра целиком

1.1.2 КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИКАЛОВ
Предлагаемая нами классификация свободных радикалов приведена на
рисунке 5.1. Прежде всего радикалы, образующиеся в нашем организме,
можно разделить на природные и чужеродные.



Вначале остановимся на чужеродных радикалах. Разнообразные радикалы
могут образовываться под действием неблагоприятных факторов
окружающей среды – радиационного облучения, ультрафиолета,
химических веществ и т.д. Так, например, жесткая радиация приводит к
образованию радикалов воды и органических веществ. Ультрафиолетовое
облучение также приводит к образованию радикалов веществ-хромофоров.
Например, под действием ультрафиолетового облучения происходит
фотоионизация ароматических аминокислотных остатков в белках, в
результате чего образуются радикалы тирозина, триптофана и
фенилаланина. Первичное действие УФ-излучения заключается в
фотоионизации, т.е. «выбивании» электрона из молекулы. Например,
после поглощения фотона молекулой тирозина образуются сначала
катион-радикал, а затем нейтральный радикал тирозина

Образовавшиеся радикалы могут реагировать с соседними
аминокислотами, что приводит к повреждению белка, либо к реакциям
цепного окисления белков или липидов мембранных структурах клеток.

Разные яды и токсины в большинстве своем метаболизируют в организме с
образованием свободных радикалов, разрушающих клетки и ткани.
Например, в печени происходит окисление различных отслуживших свой
век веществ (микросомальное окисление). В норме процесс окисления
происходит через стадию образования свободных радикалов в активном
центре цитохрома P450, причем ни один из продуктов этого сложного
процесса не выходит за пределы активного центра. Однако, при наличии в
организме гепатотропных токсинов, например, четыреххлористого
углерода CCl4, радикалы могут выходить из активного центра P450 и
инициировать цепное окисление липидов, приводящее к разрушению
тканей печени.
Природные радикалы можно разделить на первичные, вторичные и
третичные.
Первичные радикалы специально образуются в организме в результате
ферментативных реакций. Они необходимы для нормального
Радикал фенилаланина Радикал триптофана
Радикалы тирозина
В кислой среде (475;
500 нм)
В нейтральной среде
(495; 515 нм)
В щелочной среде (383 нм)6
функционирования живых клеток и организма в целом. К таким
радикалам относятся:
1. Радикалы переносчиков электронов в дыхательной цепи: убисемихинон
(радикал коэнзима Q) и флавиновые радикалы, например, такие как
радикал флавинадениндинуклеотида (ФАД).
2. Супероксид, образующийся ферментом NADPH-оксидазой в мембранах
ряда клеток, в первую очередь, фагоцитов, либо в дыхательной цепи
митохондрий. Супероксид-радикал является источником других активных
форм кислорода – гидропероксида водорода, гидроксильного радикала,
синглетного кислорода, гипохлорита.
3. Монооксид азота NO, который синтезируется группой ферментов,
называемых NO-синтазами. Это вещество является естественным
фактором расслабления сосудов, фактором регулирования кровяного
давления. В частности, действие важнейшего препарата нитроглицерина,
применяемого при коронарной недостаточности, основано на образовании
NO.
К свойствам и метаболизму первичных радикалов мы еще вернемся. В
силу высокой реакционной способности и наличия ферментных систем,
ответственных за их дальнейшее превращение, первичные радикалы
быстро превращаются в молекулярные продукты, как правило, тоже
весьма активные химически. Так супероксид превращается в пероксид
водорода и молекулярный кислород в результате реакции, катализируемой
супероксиддисмутазами (СОД)

Вторичные радикалы образуются при реакциях расщепления молекул
пероксидов и некоторых других активных соединений при реакциях
одноэлектронного восстановления или окисления. Наиболее важную роль
играют, по-видимому, радикалы гидроксила и липидов. Радикалы
гидроксила образуются в реакции Фентона
И в реакции ионов Fe2+ с гипохлоритом, которая была изучена А.Н.
Осиповым и сотрудниками методом спиновых ловушек
Липидные радикалы образуются при взаимодействии
ионов Fe2+ с гидропероксидами липидов (LOOH), что приводит к
разветвлению цепей окисления и резко ускоряет процесс
липопероксидации.

Вторичные радикалы обладают высокой химической активностью и, как
правило, наносят вред окружающим молекулам, клеткам и организму в
целом.
Третичные радикалы – это радикалы антиоксидантов. К числу
антиоксидантов относятся так называемые «ловушки радикалов»,
соединения, которые вступают во взаимодействие со свободными
радикалами, превращая их в молекулы, более безобидные для нас с вами.
Но при этом ловушки сами превращаются в радикалы:
Радикалы ловушек могут приносить либо пользу, либо вред, в
зависимости от обстоятельств.