 Łańcuchowy proces

WOLNORODNIKOWY



UTLENIANIA

nienasyconych kwasów tłuszczowych lub innych lipidów

 W wyniku utlenienia powstają

NADTLENKI

(ang.

peroxide

)

Etapy


INICJACJI

,



PROLONGACJI



TERMINACJI

;

I

NICJACJA

 ODERWANIE ATOMU WODORU

 najczęściej jeden z atomów wiązania podwójnego wielonienasyconego kwasu

tłuszczowego

 lub reszty takiego kwasu w fosfolipidach (główny składnik błon komórkowych)
 powstaje

WOLNY RODNIK ALKILOWY L



;

 przegrupowanie wiązań podwójnych;
 powstają

WIĄZANIA PODWÓJNE SPRZĘŻONE

;

 pojawienie się takich wiązań pozwala śledzić proces peroksydacji (nadfiolet)

LH +



OH  L



+ H

2

O

I

NICJACJA

Czynniki odrywające wodór:

CZYNNIKI INICJUJĄCE:

rodnik wodorotlenowy OH



nadtlenkowy LOO



alkoksylowy LO



alkilowy L



ozon, tlenek i dwutlenek azotu, dwutlenek siarki, ksenobiotyki
kationorodniki: ferrylowy lub nadferrylowy oraz kompleks Fe

2+

-O

2

-Fe

3+

 nie ma tej zdolności anionorodnik ponadtlenkowy ale ma ją jego forma uproto-

nowana rodnik wodoronadtlenkowy HO

2



P

ROLONGACJA

(

PROPAGACJA

)

 Wolne rodniki alkilowe L



reagują z

TLENEM

 tworząc

WOLNE RODNIKI NADTLENKOWE LOO



 Wolne rodniki nadtlenkowe odrywają atomy wodoru
 od kolejnych „zdrowych” kwasów wielonienasyconych;
 powstają

NADTLENEKI KWASU TŁUSZCZOWEGO LOOH

L



+ O

2

 LOO



LOO



+ LH  LOOH + L



Ten

CYKL REAKCJI

powtarza się wielokrotnie aż do reakcji terminacji

P

ROLONGACJA

(

PROPAGACJA

)

T

ERMINACJA

L



+ L



 L-L

LOO



+ LOO



 L=O + LOH + O

2

LOO



+ L



 L=O + LOH



R

EAKCJA MIĘDZY WOLNYMI RODNIKAMI

(rekombinacja

wolnych rodników);



PRODUKT

,

NIE JEST WOLNYM RODNIKIEM

 Może to być reakcja między dwoma wolnymi rodnikami al-

kilowymi. nadtlenkowymi lub różnymi

 Powstają

DIMERY KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

oraz

KETO

- lub

HYDROKSYKWASY

TŁUSZCZOWE

R

EINICJACJA

LOOH + Fe

2+

 Fe

3+

+ HO

-

+ LO



LOOH + Fe

3+

 Fe

2+

+ H

+

+ LOO





NIERODNIKOWE

produkty peroksydacji – nadtlenki lipidów

mogą ulegać

ROZKŁADOWI

prowadzącemu do powstania

PRODUKTÓW

WOLNORODNIKOWYCH

 Rozpad jest

INICJOWANY

przez jony metali przejściowych

– głównie

ŻELAZA

i

MIEDZI

komplikuje proces

D

ALSZE PRZEMIANY PRODUKTÓW PEROKSYDACJI

Droga

-eliminacji

 rozpad wielonienasy-

conych kwasów tłuszczowych i powstanie:


dialdehydu

malonowego

(

MDA

) i innych

aldehydów

i

hydroksyaldehydów

(

4-

hydroksyalkanele

, 2-alkanele, hepta-2,4 –

dienal, 5-hydroksyoktanal)

 węglowodorów jak

etan

( z

3

) i

pentan

(z

6

) -

stężenie w powietrzu wydecho-

wym miarą peroksydacji

Im więcej wiązań podwójnych tym łatwiej kwas

tłuszczowy ulega peroksydacji

K

OŃCOWE PRODUKTY PEROKSYDACJI LIPIDÓW SĄ WTÓRNYMI

MEDIATORAMI DZIAŁANIA REAKTYWNYCH FORM TLENU

 Aldehydy reagują z grupami tiolowymi białek oraz amino-

wymi białek, lipidów, aminocukrów, zasad azotowych; po-

wstają

zasady Schiffa

ulegające dalszym przekształceniom;

wykazują

charakterystyczną

fluorescencję

 Zmieniają właściwości antygenowe białek

 Hamują aktywność enzymów

 Są

cytotoksyczne

,

mutagenne

i

kancerogenne

( pęknięcia nici

DNA)

K

OŃCOWE PRODUKTY PEROKSYDACJI LIPIDÓW SĄ WTÓRNYMI

MEDIATORAMI DZIAŁANIA REAKTYWNYCH FORM TLENU

 Modyfikują właściwości fizyczne błon komórkowych

 Niespecyficznie

zwiększają

przepuszczalność

błon dla

jonów H+ i in. substancji polarnych

 Zmniejsza się różnica potencjałów po obu stronach błony

(

depolaryzacj

)

 Hamowanie aktywności

enzymów

błonowych

i białek

transportujących np. pompy wapniowej



Rozprzęgają

oksydacyjną

fosforylację

w mitochondriach

P

EROKSYDACJA LIPIDÓW A STARCZY BARWNIK

-

LIPFUSCYNA

 Materiał silnie pochłaniający światło i

fluoryzujący

 Gromadzi się wewnątrz

wtórnych

lizosomów

w komórkach

postmitotycznych (tzn. już nie dzielących się) (neurony, mio-

cyty serca)

 Są to substancje

zmodyfikowane

w wyniku

reakcji

z

aldehy-

dowymi

produktami

peroksydacji

lipidów

 Użyteczny

MARKER WIEKU BIOLOGICZNEGO

; ma znaczenie w

procesie starzenia się komórek ograniczając ich objętość,

możliwość metaboliczną

P

EROKSYDACJA ENZYMATYCZNA

 znaczenie w syntezie wielu związków czynnych biologicznie:

synteza

PROSTANOIDÓW

(prostaglanyny, tromboksany,

leukotrieny) z kwasu arachidonowego



Cykolooksygenazy

i

lipooksygenazy

– wbudowanie tlenu –

powstają nadtlenki kwasów tłuszczowych

K

ONTAKT Z DROBNOUSTROJAMI LUB

MEDIATORAMI ODCZYNU ZAPALNEGO



GLIKOLIZY

;

ZUŻYCIA TLENU



„

EKSPLOZJA ODDECHOWA

”

O

2

 w cyklu pentozowym  NADPH

2

i NADH

2

 cykl pentozowy

nie jest wrażliwy na CN

-

- dlatego „oddy-

chanie oporne na działanie cyjanków”

 hamowane przez

kolchicynę

i

winblastynę

; bez hamowania

fagocytozy

NADPH

2

i

NADH

2

– substraty do produkcji

H

2

O

2

i



O

2

-

O

2

+ 2NADPH

2

 NADP + H

2

O

2

+



O

2

-



O

2

-

- nadmiar rozkładany przez dysmutazę ponadtlenkową

NADP – koenzymem

dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej

Substratem energetycznym fagocytującego neutrofila jest

GLIKOGEN

Glukozo-6-P

Fosforylaza glikogenowa

cAMP

Receptor sprzężony

z cyklazą adenylową

S

YSTEM ENZYMATYCZNY ZALEŻNY OD

MIELOPEROKSYDAZY



Hemoproteina

; ziarnistości azurofilne;

 pI=

11

; co pozwala jej wiązać się z błonami bakterii;

opłaszcza

je

Mieloperoksydaza



H

2

O

2

+ Cl

-

 HOCl + H

2

O HOCl + aminy

Kwas podchlorawy



+ H

2

O

2

   H

2

O

2

+ Cl-NH-R chloraminy

O

2

* tlen singletowy





O

2

-

anion ponadtlenkowy

 dysmutaza ponadtlenkowa
H

2

O

2

+ O

2