Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Problematika volných radikálů a antioxidantů v medicíně Alice Skoumalová.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Problematika volných radikálů a antioxidantů v medicíně Alice Skoumalová."— Transkript prezentace:

1 Problematika volných radikálů a antioxidantů v medicíně Alice Skoumalová

2 Definice volných radikálů každá sloučenina schopná samostatné existence obsahující jeden nebo více nepárových elektronů vysoká reaktivita a schopnost iniciovat řetězové reakce produkce vystupňována během stárnutí a za patologických stavů Homolytické štěpeníHeterolytické štěpení A : BA + B A : BA - + B +

3 Důležité pojmy Oxidace získání kyslíkuC + O 2 CO 2 ztráta elektronuO 2- O 2 + e - ztráta vodíkualkoholyketony, aldehydy Redukce ztráta kyslíkuCO 2 + C2CO získání elektronuO 2 + e - O 2- získání vodíkuC + 2H 2 CH 4 Oxidační činidloxRedukční činidlo

4 Obecné schéma radikálových reakcí 1.Dva radikály reagují spolu H + H H 2 2.Radikál reaguje s neradikálem řetězová reakce  adiceOH se váže na DNA  redukceCO 2- + Cu + CO 2 + Cu  oxidacepr + OH pr+ + OH -  extrakce vodíkuCH + OH C + H 2 O

5 Důležitá místa vzniku reaktivních forem kyslíku v organismu 1.Neenzymaticky :dýchací řetezec mitochondrií, glykoxidace, autooxidace hemoglobinu 2.Enzymaticky :cytochrom P450, NADPH-oxidáza, NO-syntáza, xantinoxidáza

6 Důležité reakce vzniku reaktivních forem kyslíku v organismu 1.Vznik superoxiduO 2 + e - O 2- 2.SuperoxiddismutázaO 2- + O H + H 2 O 2 + O 2 3.Myeloperoxidáza H 2 O 2 + Cl - + H + HClO + H 2 O 4.Fentonova reakceFe 2+ + H 2 O 2 Fe 3+ + OH + OH - 5.Haberova-Weissova reakceO 2- + H 2 O 2 O 2 + OH + OH - 6.Vznik peroxynitritu O 2- + NO ONOO - Fe 2+

7 O2-O2- H2O2H2O2 OH Fe 2+ ONOO - Inaktivace enzymů Poškození DNA Peroxidace lipidů NO

8 Reaktivní sloučeninyVlastnosti O 2- SuperoxidVzniká např. v dýchacím řetězci; generuje další ROS H 2 O 2 Peroxid vodíkuMůže difundovat; reaguje s Fe 2+ - tvorba dalších radikálů OH Hydroxylový radikálNejreaktivnější - poškození biomolekul; vzniká Fentonovou reakcí HOCl Kys. chlorovodíkováVzniká v leukocytech - ochrana před mikroorganismy ONOO - PeroxynitritSilný radikál; vzniká reakcí O 2- a NO

9 Radikálové poškození buněk

10 Definice - antioxidanty látka, která chrání před oxidačním poškozením neexistuje universální antioxidant jaké radikály a kde jsou tvořeny Dělení: 1.enzymy odstraňující volné radikály: SOD, kataláza, glutationperoxidáza 2.proteiny snižující dostupnost prooxidantů ( Fe 2, Cu 2+, hem): transferin, haptoglobulin, feritin 3.nízkomolekulární látky vychytávající volné radikály: glutathion, α-tokoferol, kyselina askorbová

11 Hemoglobin 4 polypeptidové řetězce + 4 hemové skupiny O 2 se váže na Fe 2+ Hem - Fe 2+ - O 2 Hem - Fe 3+ - O 2 - Methemoglobin (Fe 3+ ) není schopen vázat O 2 (methemoglobinreduktáza) Příklad systému ochrany před volnými radikály - erytrocyty

12 Hemoglobin Oxyhemoglobin Methemoglobin Methemoglobinreduktáza O2O2 Superoxid Superoxiddismutáza H2O2H2O2 Kataláza ½ O 2 +H 2 O Glutathionperoxidáza H2OH2O GSH GSSG Glutathionreduktáza NADPH NADP + Pentosofosfátová dráha GSH-redukovaný glutathion; GSSG-oxidovaný glutathion

13 Superoxiddismutáza (SOD) Konvertuje O 2 - na H 2 O 2 Ve vysoké koncentraci v erytrocytech Odstranění H 2 O 2 : 1. Kataláza Katalyzuje dekompozici H 2 O 2 na vodu a kyslík: 2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 2. Glutathionperoxidáza redukuje H 2 O 2 na vodu a zároveň oxiduje glutathion H 2 O 2 +2GSHGSSG+2H 2 O Glutathionreduktáza GSSG+NADPH+H + 2GSH+NADP + NADPH z pentosafosfátové dráhy (glukóza-6-fosfátdehydrogenáza)

14 Glutathion důležitý pro ochranu před volnými radikály kofaktor glutathionperoxidázy (odstraňování H 2 O 2 v erytrocytech) Gly Cys Glu Gly Cys Glu Gly Cys SH Glu S Oxidovaný glutathion (dimer) Redukovaný glutathion (monomer) Glutathionperoxidáza Glutathionreduktáza + H 2 O 2 + NADPH (pentosafosfátová dráha) Glutamát Cystein Glycin

15 Nízkomolekulární antioxidanty (v potravě) α-tokoferol (vitamin E) v membránách chrání před peroxidací lipidů α-TocH+LO 2 α-Toc +LO 2 H Kyselina askorbová (vitamin C) v cytoplasmě recykluje α-tokoferol Dehydroaskorbátreduktáza regeneruje askorbát Karotenoidy, flavonoidy

16 Antioxidanty v plasmě (přehled) Transferin, laktoferinVáže železo, brání jeho pro-oxidační aktivitě CeruloplasminOxiduje Fe 2+ na Fe 3+ bez uvolnění radikálů ErytrocytyVychytávají O 2 - a H 2 O 2 AlbuminVáže železo, meď, hem; vychytává reaktivní sloučeniny Haptoglobin/hemopexinVáže volný hem/hemoglobin, brání jejich pro-oxidační aktivitě Kyselina močováInhibuje peroxidaci lipidů a vychytává reaktivní sloučeniny Vitamin EChrání před peroxidací lipidů GlukózaVychytává OH BilirubinPravděpodobný antioxidant MelatoninReguluje denní rytmy, antioxidant

17 Definice - oxidační stres nerovnováha mezi produkcí volných radikálů a antioxidatanty Volné radikályAntioxidanty Př. mutace enzymů antioxidační ochrany deplece antioxidantů v dietě Př. vyšší tlak kyslíku metabolismus toxinů chronické zánětlivé nemoci Důsledky:Adaptace xBuněčné poškození (peroxidace lipidů, poškození proteinů, DNA) - lýza - apoptóza - mutace

18 Průkaz oxidačního poškození Přímá detekce volných radikálů Detekce produktů radikálových reakcí („fingerprinting“) oxidační poškození DNA peroxidace lipidů (př. malonaldehyd, lipofuscinoidní pigmenty) oxidační poškození proteinů (př. karbonyly, nitrotyrosin) antioxidanty (př. vitamin E)

19 Vznik oxidačního stresu u nemocí Snížený účinek antioxidantů (př. snížená aktivita antioxidačních enzymů, snížení antioxidantů v potravě) Zvýšená produkce volných radikálů (př. metabolismus toxinů, zvýšená aktivace leukocytů) Důsledek oxidačního stresu u nemocí Adaptace (př. ischemický „preconditioning“) Poškození (př. chronické zánětlivé procesy) Buněčná smrt (př. neurodegenerativní choroby)

20 Volné radikály a nemoci Ateroskleróza Diabetes Ischémie-reperfůze Chronické zánětlivé choroby Nádory Neurodegenerativní choroby (př. Alzheimerova choroba)

21 Neurofibrilární tanglyAmyloidní (senilní) plaky - hyperfosforylovaný tau protein - fibrily proteinu β-amyloidu (Aβ) - abnormální zpracování APP (amyloid prekurzor protein) Úloha volných radikálů v rozvoji Alzheimerovy choroby

22 Model Aβ-indukovaného oxidačního stresu u AD

23 Souhrn – důležité pojmy Definice volných radikálů (proč jsou nebezpečné); místa vzniku v organismu Definice antioxidanty, dělení Oxidační stres a nemoci (příklady)


Stáhnout ppt "Problematika volných radikálů a antioxidantů v medicíně Alice Skoumalová."

Podobné prezentace


Reklamy Google