Wolne rodniki :WR. O 2 - tlen singletowy NO - tlenek azotu. HO 2 - rodnik wodoronadtlenkowy H 2 O 2 - nadtlenek wodoru O 2 anionorodnik ponadtlenkowy

Transkrypt

1 Wolne rodniki :WR ROS = RFT RNS= RFA 1 O 2 - tlen singletowy NO - tlenek azotu O 3 - ozon OH- rodnik hydroksylowy HO 2 - rodnik wodoronadtlenkowy H 2 O 2 - nadtlenek wodoru O 2 anionorodnik ponadtlenkowy NO 2 - dwutlenek azotu O=NOOH- kwas nadtlenoazotawy O=NOO - - nadtlenoazotyn

2 H 2 O 2 - nadtlenek wodoru reakcje Habera-Weisa O H 2 O 2 OH + OH - + O 2 reakcja Fentona Fe 2+ + H 2 O 2 OH + OH - + Fe 3+

3 Kiedy powstają WR - promieniowanie jądrowe - smog i zanieczyszczenie środowiska (powietrze i woda) - palenie papierosów - nadmierne spożywanie alkoholu - nadmiernny wysiłek fizyczny, unieruchomienie - ischemia i reperfuzja - spożywanie bogatych w WR - starzenie, w przebiegu wielu chorób - stres psychiczny - i inne

4

5

6

7

8 Systemy generujące WR w komórkach

9 1. Oksydaza ksantynowa

10 5. Wyciek elektronów z łańcucha oddechowego

11

12 O 2 2H 2 O 2 O - 2 2H Energia ADP + P > ATP * OH H 2 O 2

13 6. Syntaza NO Nitric Oxide is a Free Radical N=O

14 Nitric oxide synthase (NOS) catalyzes the conversion of L-arginine to NO and citrulline. The critical biological role of NO is now well-established, both in signal transduction and in the host response to infection (1, 2). In signal transduction it serves as a cell-to-cell signaling agent involving stimulation of the synthesis of the second messenger guanosine 3':5'-cyclic monophosphate (cgmp) in the target cell, as illustrated below. H 4 B(BH4) - tetrahydrobiopteryna

15 NOS L-arginina + O 2 + NADPH cytrulina + NADP + + NO 2

16 Destrukcyjne działanie WR

17 Wolnorodnikowe uszkodzenie lipidów = peroksydacja lipidów 3 fazy peroksydacji lipidów: - inicjacja -propagacja -terminacja

18 Inicjacja L - rodnik alkilowy

19 propagacja LOO - rodnik nadtlenkowy; LOOH- nadtlenek kwasu tłuszczowego

20 Terminacja

21 Lipid Peroxidation LOO + LH + O 2 LOO + LOOH LOO is the central and rate-limiting species of lipid peroxidation

22 Niektóre końcowe produkty peroksydacji lipidów

23

24 Perodukty Oleje roślinne Proces kulinarny Smażenie przez 30 min Straty witaminy E 30-40% Oleje roślinne Przechowywanie w temperaturze pokojowej przez 90 dni 55% Migdały Zboże Kiełki pszenicy Pszenica Chleb Pieczenie Przechowywaniw przez 180 dni w 4 C Przechowywane przez 180 dni w 4C Przetworzona na makę Pieczenie 80% 10% 10% 92% 5-50%

25

26

27

28

29

30 Lipid peroxidation products in an atherosclerotic lesion are both enzymatically and non-enzymatically produced. Foam cell 15-LOX Necrotic core lipid hydroxides, hydroperoxides, aldehydes, epoxides, ketones, ceroid, isoprostanes Fibrous cap

31 Wolnorodnikowe uszkodzenie biełek = peroksydacja białek

32 Inicjacja B-H + OH B + H 2 O B + O 2 B-OO β-eliminacja modyfikacja reszt aminokwasowych i rozpad uszkodzonych białek - fragmentacja

33 Wolnorodnikowe uszkodzenie kwasów nukleinowych

34

35 Stres oksydacyjny

36 ENZYMATYCZNY SYSTEM OBRONY ANTYOKSYDACYJNEJ 1. DYSMUTAZA PONADTLENKOWA 2. PEROKSYDAZA GLUTATIONOWA 3. KATALAZA

37 SOD= dysmutaza ponadtlenkowa izoformy: CuZn SOD = SOD mitochondrialna Mn SOD = SOD cytoplazmatyczna EC- SOD= SOD zewnątrzkomórkowa O O H + H 2 O 2 + O 2

38 CAT = katalaza 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2

39 GPx = peroksydaza glutationu 2H 2 O 2 + 2GSH 2H 2 O + GSSG GSH- glutation zredukowany GSSG- glutation utleniony

40 GR- reduktaza glutationu GSSG NADPH + H + 2GSH NADP +

41 Aktywacja enzymów antyoksydacyjnych w warunkach stresu oksydacyjnego

42 Zmiany aktywności katalazy w wyniku treningu Nietrenujący Trening 8 tyg. Trening 12 tyg. Jenkins RR, (1982) Aktywność katalazy (umol/min./mg białka)

43 NIEENZYMATYCZNA LINIA OBRONY ANTYOKSYDACYJNEJ

44 Antyoksydanty niektóre aminokwasy witamina E witamina C kwas liponowy koenzym Q beta karoten kwas pantotenowy ryboflawina flawonoidy TEMPO, TEMPOL alkohol SQ1

45 Nieenzymatyczna linia obrony przed RFT WR. wit. E wit. C. R wit. E. wit. C

46 Związki zmiatające O Kwas askorbinowy (witamina C) HO CH 2 OH O C H H autor Gow i wsp. (1996) Carbon dioxide enhancement of peroxynitrite-mediated protein tyrosine nitration. Arch. Biochem. Biophys. 333, Valdez i wsp. (2000) Reactions of peroxynitrite in the mitochondrial matrix. Free Radic. Biol. Med. 29, HO O -

47 Związki zmiatające CoQ (forma zredukowana) H 3 CO H 3 CO OH OH R CH 3 autor Valdez i wsp. (2000) Reactions of peroxynitrite in the mitochondrial matrix. Free Radic. Biol. Med. 29, Schöpfer i wsp. (2000) Oxidation of ubiquinol by peroxynitrite: implications for protection of mitochondria against nitrosative damage. Biochem. J. 349,

48 Związki zmiatające H 3 CO Melatonina CH 2 CH 2 NH CO CH 3 autor El-Sokkary i wsp. (1999) Role of melatonin in reduction of lipid peroxidation and peroxynitrite formation in non-septic shock induced by zymosan. Shock 12, N H

49 Związki zmiatające GSH (gama-glutamylo-cysteinylo-glicyna) autor H 2 C CH 2 C H C NH 2 O NH CH CH 2 SH C O NH CH 2 COOH Valdez i wsp. (2000) Reactions of peroxynitrite in the mitochondrial matrix. Free Radic. Biol. Med. 29, COOH

50 Związki zmiatające Ebselen Se N O oraz związki zawierające selen (np. selenometionina, selenocystyna). autor Arteel i wsp. (1999) Protection against peroxynitrite. FEBS Lett. 445,

51 Czy one działają?

52

53 Druga twarz WR - udział w sygnałowaniu komórkowym - udział w procesach adaptacyjnych - udział w eliminacji komórek nowotworowych