81545

Токсичность кислорода: образование активных форм кислорода (супероксид анион, перекись водорода, гидроксильный радикал)

Доклад

Биология и генетика

К активным формам кислорода относят: ОН гидроксильный радикал; супероксидный анион; Н2О2 пероксид водорода. Активные формы кислорода образуются во многих клетках в результате последовательного одноэлектронного присоединения 4 электронов к 1 молекуле кислорода. Конечный продукт этих реакций вода но по ходу реакций образуются химически активные формы кислорода.

Русский

2015-02-20

132.6 KB

4 чел.

Токсичность кислорода: образование активных форм кислорода (супероксид анион, перекись водорода, гидроксильный радикал).

Кислород, необходимый организму для функционирования ЦПЭ и многих других реакций, является одновременно и токсическим веществом, если из него образуются так называемые активные формы.

К активным формам кислорода относят:

  1.  ОН• - гидроксильный радикал;
  2.   - супероксидный анион;
  3.  Н2О2 - пероксид водорода.

Активные формы кислорода образуются во многих клетках в результате последовательного одноэлектронного присоединения 4 электронов к 1 молекуле кислорода. Конечный продукт этих реакций - вода, но по ходу реакций образуются химически активные формы кислорода. Наиболее активен гидроксильный радикал, взаимодействующий с большинством органических молекул. Он отнимает от них электрон и инициирует таким образом цепные реакции окисления. Эти свободнорадикальные реакции окисления могут выполнять полезные функции, например, когда клетки белой крови с участием активных форм кислорода разрушают фагоцитированные клетки бактерий. Но в остальных клетках свободнорадикальное окисление приводит к разрушению органических молекул, в первую очередь липидов, и, соответственно, мембранных структур клеток, что часто заканчивается их гибелью. Поэтому в организме функционирует эффективная система ингибирования перекисного окисления липидов.

ЦПЭ как источник активных форм кислорода

Утечка электронов из ЦПЭ и непосредственное их взаимодействие с кислородом - основной путь образования активных форм кислорода в большинстве клеток.

Кофермент Q в ЦПЭ принимает от доноров последовательно по одному электрону, превращаясь в форму семихинона - KoQH• Этот радикал может непосредственно взаимодействовать с кислородом, образуя супероксидный анион , который, в свою очередь, может превращаться в другие активные формы кислорода:

Многие оксидазы - ферменты, непосредственно восстанавливающие кислород, образуют пероксид водорода - Н2О2. Оксидазы образуют пероксид водорода по схеме:

О2 + SH2 → S + Н2О2,

где SH2 - окисляемый субстрат.

Примеры таких оксидаз - оксидазы аминокислот, супероксид дисмугаза, оксидазы, локализованные в пероксисомах. Оксидазы пероксидом окисляют, в частности, жирные кислоты с очень длинной углеродной цепью (более 20 углеродных атомов) до более коротких, которые далее подвергаются β-окислению в митохондриях.

Монооксигеназы, например цитохром Р450, включающий один атом кислорода в окисляемую молекулу, и диоксигеназы, включающие оба атома кислорода, также служат источниками активных форм кислорода.

Пероксид водорода химически не очень активен, но способствует образованию наиболее токсичной формы кислорода - гидроксильного радикала (ОН•) по следующей реакции:

Fe2+ + Н2О2 → Fe3+ + ОН- + ОН•.

Наличие в клетках Fe2+ или ионов других переходных металлов увеличивает скорость образования гидроксильных радикалов и других активных форм кислорода. Например, в эритроцитах окисление иона железа гемоглобина способствует образованию супероксидного аниона.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4947. Основы алгоритмического языка С++. Конспект лекций 662.5 KB
  Переменные и операции языка С++ Здесь представлены базовые компоненты программ на С++. В их число входят типы данных, переменные, константы и выражения. Изучаемые понятия Предопределенные типы данных в С++ включают в себя типы int, char, float...
4948. Агентство по продаже животных - КОШКИ. Информационная система 2.55 MB
  Агентство по продаже животных - КОШКИ Введение. Данная база данных позволяет осуществлять продажу животных (кошек), и выступает посредником между владельцем животного и будущим хозяином. Для пользователя доступна следующая информация: Данные о...
4949. База данных Сеть кинотеатров и ее проектирование 785.58 KB
  Назначение БД Сеть кинотеатров Назначение.База данных Сеть кинотеатров предназначена как для работников справочной службы кинотеатров города так и для обычных пользователей. БД обеспечивает в режиме диалога доступ к информации об имеющихся г...
4950. Проектирование базы данных Прием в поликлинику 3.31 MB
  Назначение БД Прием в поликлинику Назначение. Данная база данных предназначена для оптимизации работы регистратуры в поликлиники. Она содержит: Данные о каждой приеме: дата приема, время приема, специалист, пациент, предварительный диагноз, ле...
4951. Проектирование информационной системы Склад сотовых телефонов 796 KB
  Назначение базы данных Склад сотовых телефонов База данных Склад предназначена: для клиента (покупателя) для работника склада Созданная база данных содержит информацию о: фирме производителя (адрес, контактный телефон, контактное л...
4952. Создание базы данных Турагенство 3.01 MB
  Назначение БД Турагентство Назначение. БД позволяет пользователю быстро найти интересующие сведения о странах, предлагаемых турагентством, а также ознакомиться с курортами, отелями, рейсами в этих странах. БД содержит информацию о клиентах и заказан...
4953. Урок - основная форма организации обучения 262 KB
  Введение Учитель, если он не урокодатель, а творец, создает урок как произведение педагогического мастерства, создает его для детей и вместе с детьми. Хороший урок имеет свое лицо, своеобразие, которое обеспечивается индивидуальным стилем уч...
4954. Навечно в памяти народной молодогвардейцев имена 259.5 KB
  Цель: Вспомнить имена героев-молодогвардейцев. Развитие познавательных интересов, уважительности к старшим поколениям, воспитание гражданина- патриота, формирование устойчивого интереса к истории родного края, приобщение к поисковой деятельност...
4955. Бази даних. Системи управління базами даних. Конспекти уроків 198.5 KB
  Бази даних. Системи управління базами даних Вступ Нині в багатьох сферах: торгівлі, в транспорті, в медицині, в усіх галузях науки та виробництва активно використовуються найрізноманітніші системи управління численними базами даних. Отже, будь...