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

1046. Картирование рудных полей и месторождений 446.5 KB
  Формационная принадлежность околорудных и предрудных метасоматитов. Взаимосвязь между магнитной восприимчивостью вмещающих пород и характером их метасоматического изменения. Критерии обнаружения богатых рудных столбов в пределах сульфидно-кварцевых жил изучаемой площади.
1048. Определение расхода воздуха и изобарно-изотермического потенциала для системы каменный уголь – карбонат магния 422.5 KB
  Определение расхода воздуха и объема продуктов сгорания. Построение графика зависимости T=f(∆G). Определение изобарно-изотермического потенциала (энергии Гиббса).
1049. Земледелие Западной Сибири 500 KB
  Гумус и плодородие почвы. Приемы защиты почвы от эрозии в системе земледелия Западной Сибири. Приемы накопление, сохранения и рационального использования влаги в земледелия региона. Особенности и характеристика основных звеньев системы земледелия для степной зоны Западной Сибири. Технология возделывания овса в подтаежной зоне Западной Сибири с учётом биоло-гических особенностей культуры и природно-климатических условий зоны. Технологическая схема производства подсолнечного масла.
1050. Организация литейного производства на ОАО МК ОРМЕТО ЮУМЗ 347 KB
  Расстановка рабочей силы по рабочим местам, распределение работ, обеспечение рабочих мест. Факторы, влияющие на выбор способа изготовления отливки. Расчет количества подъёмно-транспортного оборудования. Охлаждение отливок. Выбивка отливок из формы. Используемое оборудование.
1051. Методические указания по определению экономической эффективности научно-исследовательских работ и новой техники 458 KB
  Метод оценки эффективности инвестиций исходя из сроков их окупаемости. Метод сравнительной эффективности приведенных затрат. Расчет ожидаемого годового экономического эффекта на основании анализа использования рабочего времени укладчиц и контролеров готовой продукции на хлебозаводе.
1052. Разработка проекта производства электромонтажных работ 228.5 KB
  Прием строительной части объекта под монтаж электрооборудования. Технологическая карта монтажа кабельной линии в траншее. Технологическая карта монтажа светильников. Технологическая карта монтажа распределительных шкафов. Кабельный журнал. Ведомость на механизмы, инструменты и приспособления.
1053. Финансовое состояние деятельности Харьковского государственного авиационного предприятия 361 KB
  Общая характеристика предприятия и продукции, которая производится. Взаимодействие предприятия с внешними контрагентами. Анализ производства и реализации продукции. Анализ использования основных производственных фондов. Оценка финансовой устойчивости предприятия.
1054. Специфика работы по развитию графических умений в процессе обучения старших дошкольников изобразительной деятельности 389 KB
  Организация деятельности по формированию графических умений у детей старшего дошкольного возраста. Анализ собственной практической деятельности по формированию у старших дошкольников графических умений и навыков. Методы диагностики по формированию технических навыков и умений у детей старшего дошкольного возраста на контрольном этапе. Графические материалы и техника их использования.