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

64862. Періодизація розвитку української культури. Джерела. Культура на українських землях у найдавніші часи. Стародавня культура східних слов’ян 7.01 MB
  Україна — промислово-аграрна країна. Вона є одним з провідних експортерів деяких видів сільськогосподарської продукції і продовольства, зокрема, соняшникової олії. Народно-господарський комплекс країни включає такі види промисловості як важке машинобудування, чорна та кольорова металургія...
64863. СОДЕРЖАНИЕ И СУЩНОСТЬ МАРКЕТИНГА 94 KB
  Исходной идеей лежащей в основе маркетинга является идея человеческих нужд где под термином нужда понимается ощущение нехватки человеком чего-либо. Вторая исходная идея маркетинга потребность нужда принявшая специфическую форму в соответствии...
64865. Правление первых Славянских князей 36 KB
  В это время Ярослав который имел все права на престол нанимает Шведскую дружину но тут ему не повезло: Шведы прибыв в Новгород напились и устроили массовое изнасилование Новгородок. Часть Шведов была перебита но Новгородцы помирились с князем Ярославом...
64866. Древнерусские праздники и обряды 34.5 KB
  Святки имя беса который являлся во время зимних развлечений и игр. В печах в это время тушили все очаги и разводили в них новый огонь называвшийся Колядин огонь. В каждой крестьянской семье совершались торжественные обрядовые трапезы характеризующиеся наличием ритуальной...
64867. Русская литература и жанровая система первой трети XIX века 37.5 KB
  Русская литература первой трети 19 века Это время А. В истории русской литературы это время будут еще называть золотым веком русской поэзии. В это время на всероссийском престоле находится Александр I сместивший Павла I.
64868. Философия: смысл и значение 76 KB
  Научная картина мира. Образ Я это точка вокруг которой сфера мира. В этом определении фиксируется единство в сознании человека трех образов: образ мира образ себя и образ себя в мире. Универсалии категории культуры предельно обобщенная система...
64869. Цель и содержание курса ОБЖ. Основные задачи курса, роль в подготовке специалиста. Законодательные акты 19.44 KB
  Формирования ГО предназначены для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ при угрозе и возникновении ЧС в мирное и военное время. Формирования ГО создаются по территориально-производственному принципу в организациях в районах городах областях и подразделяются на территориальные и объектовые.