Fiziológiás Szabadgyök-reakciók Készítette: Phrakonkham Hajnalka Biológia-környezetvédelem III.évfolyam

A fiziológiás szabadgyök - reakciók ellenőrzötten mennek végbe Fontos szerepük van: A különböző sejtek, organallumok, emzimek működésében A biomolekulák szintézisében Ezek lebomlásában A sejt minden részében keletkezhetnek

Szerepük a fagocitózisban A fagociták oxigéndependens killing mechanizmusában döntő szerepet játszanak a ROI-ek. A fagocitákban megfelelő inger hatására egy összehangolt, metabolikus reakciósor megy végbe, amelyet „respiratory burst”-nek nevezünk. Az aktivációra mind partikulált, mind szolubilis ágensek képesek, pl. partikulált ágensek az opszonizált baktériumok; szolubilis ágensek a limfokininek és immunglobulinok A „respiratory burst” aktiválása komplex esemény, amelyet az ingernek a fagocita plazmamembránjával történő kölcsönhatása indít el.

Az előbbi folyamatoktól függetlenül is aktiválódhat, viszont energia szükséges az aktivációhoz. Az aktiváció molekuláris mechanizmusa még nagyon kevéssé ismert, feltételezik a proteázok és Ca2+ redisztribució szerepét. A folyamat célja az, hogy ROI-eket szolgáltasson a fagociták targersejtjeinek elpusztításához. Az oxigéndepens killing megismerése vezetett az utóbbi években néhány ritka, örökletes leukocita-funkciózavarral járó betegség (pl. krónikus granulomatózus betegség) patomechanizmusának megértéséhez.

Szerepük a trombociták működésekor A trombociták működésekor is keletkeznek ROI-ek, ezek azonban valószínűleg nem a trombociták mükődéséhez szükségesek, hanem a trombocitákban végbemenő arachidonsav-metabolizmus melléktermékei. Az extracelluláris térbe jutva károsíthatja a szomszédos trombocitákat,ill. fehérvérsejteket A ROI-eknek az arachidonsav-metabolimus több lépcsőjében van szerepe. A szabad gyökök a trombociták működését az aggregáció fokozásával a trombusképződés irányába tolják el.

Keletkezésük a mitokondriális, mikroszomális elektrontranszportláncokban és a peroxiszómákban A mitokondriális elektrontranszportlánc tagjai, ha redukálódnak az oxigénnel reagálva szuperoxidgyököt képezhetnek Képződésének fő helye az ubikinon-citokróm b régió Az oxidatív foszforiláció során elkerülhetetlenül keletkeznek ROI-ek: a citokróm-oxidázra átvitt elektronok kb. egy-két %-a használódik fel ROI-ek képzésére.

Ez az ún. „univalens szivárgás”. A szuperoxid-dizmutáz ennek csak kb Ez az ún. „univalens szivárgás”. A szuperoxid-dizmutáz ennek csak kb.80%-át képes H2O2-dá alakítani, a maradék 20% a citoplazmába kerül, ahol semlegesítődik Az „unvivalens szivárgás” mértéke szempontjából a levegő 20%-os oxigéntartalma optimálisnak tekinthető. Nem ismert pontosan, hogy milyen tényezők határozzák meg azt, hogy egyes szubsztrátok a citokróm P450 rendszerrel való kölcsönhatásuk során szabad gyök képződését váltják ki, míg mások nem indukálnak.

A felszabaduló ROI-ek lipidperoxidációt idéznek elő, amely magát a citokróm P450 –et is károsítja. Ez a mechanizmus felelős valószínűleg, a citokróm P450 szubsztrát metabolizmus során megfigyelt károsodásért. Antioxidánsokkal – különösen olyanokkal, amelyek az enzim aktív helyére képesek jutni- ez a károsodás gátolható. A peroxiszómák működése során H2O2 képződik, amelynek semlegesítését a bennük található CAT /kataláz/ végzi.

Arachidonsav- metabolizmus A ROI – eknek az arachidonsav- metabolizmus több lépscőjében van szerepük: Fokozzák a membránok foszfolipáz aktivitását A mellékvesekéreg egyike a legjobb antioxidáns ellátottságú szerveknek, ezért minden bizonnyal a szervben lejátszódó fiziológiás folyamatokban a LPO fontos szerepet játszik. Ilyen nagyfokú antioxidáns védelem azt jelzi, hogy e szervben LPO-nak kell végbemennie, és az antioxidánsok ennek a folyamatnak kontrollálásához, lokalizálásához szükségesek.

Hornsby - Crivello - Hipotézis Az egyes zónák különböző szteroidszekrécióját a szteroidszintézisben szereplő enzimek zónák közötti eltérő megoszlása okozza.

Szerepük a melaninok működésében I. A melaninok természetesen előforduló redoxi polimerek, amelyek tirozinból keletkeznek, és nagy koncentrációban tartalmaznak orto-hidrokinon egységeket. Ezek egyrésze kinhidronok formájában egymással asszociálódik. A szintézis kezdeti oxidatív lépéseit a dopakinonig, a réztartalmú tironináz enzim mediálja. A dopa valószínűleg meggyorsítja a tirozin enzimatikus oxidációját. A további lépésekhez enzim nem szükséges: spontán mennek végbe.

A melanin egy olyan heterogén polimer, amelynek felépítésében a dopa és az indolkinon közötti összes intermedier részt vesz. A melaninban intrinsic szabad gyökök jelenlétét mutatták ki, amelyek valószínűleg szemikinon gyököknek felelnek meg.

Szerepük a melaninok működésében II. Ezek egy része kémiailag inert, másik része egyensúlyban áll a kinon és hidrokinon alakokkal, vagyis a szemikinon oxidált, illetve reduált formáival. A melaninok fémionokat (pl. CU, ZN, Fe) vizet és proteint (valószínűleg egy része a tirozináz enzim lehet) tartalmaznak asszociálva.

Az intrinsic szabad gyökön kívül, mivel a melanin mind az UV, mind a látható tartományban fényt képes abszorbeálni, az abszorpció során átmeneti szabad gyökök képződnek. A melanin primer funkciójának tartott fotoprotekcióért részben szabad gyökös mechanizmusok felelősek. A fényabszorpció hatására a melanin excitált állapotba jut, az excitációs energia a kinon részben lokalizálódik. A melanin fényabszorbciójakor azonban potenciálisan károsító hatású ROI-ek is keletkezhetnek

Szerepük a reprodukcióban és a magzati fejlődésben I. A szabad gyökök befolyásolják az élő szervezet enzimeinek működését: egyeseket inaktiválnak, míg más enzimek aktivációjukhoz éppen ROI-eket igényelnek. A szervezetben lejátszódó autooxidációk a könnyebben végbemenő univalens redukcióval, tehát O2 képződésével mennek végbe.

Szerepük a reprodukcióban és a magzati fejlődésben II. Emberi spermában kimutattak SOD-aktivitást, ami egyenes arányban volt a spermiumok motilitásával. A placenta LPO-jának is hasonló védő hatása lehet a magzatot potenciálisan károsító szabad gyökökkel szemben.

Köszönöm a figyelmet!