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

3 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

37376. Разработка технологического процесса изготовления детали крышки подшипниковой глухой 420.36 KB
  Выбор технологического оборудования режущего инструмента и способа установки заготовки. Выбор Баз Базирование это придание заготовки или изделию требуемого положения относительно выбрано системы координат. При выборе баз необходимо учитывать два принципа базирования: принцип единства баз который заключается в том что в качестве технологических баз применяют поверхности которые являются также конструкторскими и измерительными базами; принцип постоянства баз − для обработки заготовки или детали...
37378. Разработка базы данных частного охранного предприятия 365.83 KB
  Структура пользовательского интерфейса информационной системы. Функциональный аспект информационной страты. Уровень структурного аспекта информационной страты объекта. Функционально-структурный аспект информационной страты объекта
37380. Анализ конструкции и наладка токарного станка с ЧПУ на обработку типовой детали 1.69 MB
  В данной курсовой работе рассматривается наладка станка с ЧПУ на обработку типовой детали. Подбирается режущий и вспомогательный инструмент. Разрабатывается расчетно-технологическая карта, рассчитываются режимы резания.
37382. Создание информационной системы «Специальное конструкторское бюро» на языке Delphi 1.79 MB
  Просмотр выбор сортировка данных. Наличие в ней языка программирования позволяет создавать сложные системы обработки данных ориентированные на конкретные задачи и даже под конкретного пользователя. Программа будет работать с помощью графического интерфейса и будет хранить данные в базе данных ccess. Так как в СКБ разрабатываются и производятся различные изделия программа будет позволять решать следующие задачи: добавление записей об изделиях в базу данных; редактирование информации об изделиях; удаление из базы данных записей об...
37384. Малоповерхова житлова будівля 87 KB
  Правила розміщення, і пристрої протипожежних перешкод установлюються протипожежними нормами в залежності від пожежної небезпеки і поверховості будинку. Запобігти поширення вогню при пожежі можна розділивши будинок на окремі відсіки або установити по горизонталі будинку залізобетонні покриття.