بيروكسيد الدهون في الغشاء العصبي. بيروكسيد الدهون (LPO)

وزارة التعليم في جمهورية بيلاروسيا

جامعة ولاية غوميل الطبية

كلية الطب والتشخيص

قسم التشخيص المختبري السريري

التشخيص المختبري لشدة بيروكسيد الدهون

عمل الدورة

المؤدي: بودستريخا إيلينا ستانيسلافوفنا

طالب المجموعة D-503

المشرف العلمي: رئيس القسم دكتوراه في العلوم الطبية البروفيسور المشارك نوفيكوفا إيرينا ألكساندروفنا

جوميل 2016

مقال

يحلل العمل الأدبيات المتعلقة بدراسة المسارات الأنزيمية وغير الأنزيمية لتكوين أنواع الأكسجين التفاعلية، وآليات آثارها الضارة على الخلايا الحية، ولا سيما بدء بيروكسيد الدهون الجذري الحر. يتم النظر في أنظمة الدفاع عن الجسم المضادة والمؤيدة للأكسدة، مما يحقق التوازن في تكوين واستقلاب واستخدام أنواع الأكسجين التفاعلية.

الدورات الدراسية 35 صفحة، جدول واحد، 17 مصدرًا.

قائمة الكلمات الرئيسية: بيروكسيد الدهون، أكسدة الجذور الحرة، أنواع الأكسجين التفاعلية، الحماية المضادة للأكسدة، المالونديالدهيد.

قائمة الاختصارات

مقدمة

دور الأكسدة الجذرية الحرة ونظام مضادات الأكسدة في جسم الإنسان

1 أشكال الجذور الحرة في الجسم

2 الخصائص العامة للـ ROS الرئيسية ودورها البيولوجي

3 الدور الفسيولوجي للأكسدة الجذور الحرة

4 تنظيم أكسدة الجذور الحرة

5 نظام الدفاع المضاد للأكسدة في الجسم

6 الآليات المرضية للاضطرابات التي تتطور عندما يضطرب توازن أنظمة مضادات الأكسدة والأكسدة

الجذور الحرة (بيروكسيد الدهون)

1 مشاركة ROS ومنتجات بيروكسيد الدهون في التسبب في الأمراض التي تصيب الإنسان

2 تشخيص عمليات البيروكسيد

خاتمة

قائمة الرموز

AOA - نشاط مضاد للأكسدة

او - مضاد للأكسدة

ROS - أنواع الأكسجين التفاعلية

GR - اختزال الجلوتاثيون

GP - الجلوتاثيون بيروكسيداز

النائب - الميلوبيروكسيديز

LPO - بيروكسيد الدهون

SOD - ديسموتاز الفائق أكسيد

جيئة وذهابا - أكسدة الجذور الحرة

CL - التألق الكيميائي

EPR - الرنين المغنطيسي الإلكتروني

مقدمة

بيروكسيد الدهون الأكسجين النشط

في الجسم، نتيجة لتفاعلات الأكسدة والاختزال، يحدث باستمرار توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وهي شديدة التفاعل، مما يسبب، على وجه الخصوص، التعديل التأكسدي للبوليمرات الحيوية: البروتينات والدهون والأحماض النووية والكربوهيدرات. جذور الأكسجين، على الرغم من تفاعلها وسميتها المحتملة، بتركيزات منخفضة تكون مستقلبات طبيعية للعديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلية. في ظل الظروف الفسيولوجية، تحدث تفاعلات الجذور الحرة عند مستوى منخفض. تشير العمليات التي تحدث بمشاركة جذور الأكسجين إلى الدور الهام لهذه المركبات في الحفاظ على التوازن وتشكيل مقاومة الجسم للعدوى وضمان تجديد الأنسجة والأعضاء. إذا تم تكثيف عملية توليد ROS، فقد يكون هذا عاملاً محفزًا لتطوير قائمة كاملة من العمليات المرضية المختلفة.

يتم تحديد أهمية التطوير المتعمق لمشكلة الأهمية المرضية لبيروكسيد الجذور الحرة من خلال زيادة الضائقة البيئية. إن دراسة هذا الرابط المهم في التوازن له أهمية عملية مباشرة، لأنه يسمح لنا بتطوير وتطبيق أساليب وقائية مناسبة تمنع بدء تفاعل متسلسل للأكسدة الجذرية الحرة أو تحييد سمية منتجات بيروكسيد الدهون.

1. دور الأكسدة الجذرية الحرة ونظام الأكسدة في جسم الإنسان

يتم توحيد الأنظمة المشاركة في تكوين ROS والعمليات المرتبطة بالتغيير التأكسدي للمركبات البيولوجية بشكل تقليدي من خلال مفهوم النظام المؤيد للأكسدة.

تشتمل المواد المؤكسدة في الخلية الحية على تركيزات عالية من الأكسجين (على سبيل المثال، أثناء أكسجة الضغط العالي للمريض لفترة طويلة)، وأنظمة إنزيمية تولد جذور الأكسيد الفائق (على سبيل المثال، أوكسيديز الزانثين، وإنزيمات غشاء البلازما للخلايا البالعة، وما إلى ذلك)، الأيونات الحديدية.

التفاعلات المؤكسدة هي أساس إنتاج الطاقة والنشاط الحيوي لجميع خلايا الجسم البشري. يمكن أن تحدث بدون إضافة الأكسجين (تفاعلات أوكسيديز) ومع إضافة الأكسجين الجزيئي أو الذري - تفاعلات الأكسجيناز. المنتجات الوسيطة للأخيرة هي البيروكسيدات والإيبوكسيدات، وبالتالي تسمى هذه التفاعلات بيروكسيد. هو الناجم عن الجذور الحرة شديدة التفاعل.

في ظل الظروف الفسيولوجية، تكون شدة عمليات البيروكسيد ضئيلة ويتم الحفاظ عليها عند مستوى ثابت بفضل نظام متعدد المكونات لتحييد الجذور الحرة التي تتشكل باستمرار - نظام مضاد للأكسدة.

تتم موازنة تكوين المواد المؤكسدة في الأنسجة من خلال نشاط مضادات الأكسدة داخل وخارج الخلية، مما يشكل مستوى مثاليًا معينًا من التوازن المؤيد للأكسدة ومضادات الأكسدة.

1.1 أشكال الجذور الحرة في الجسم

هناك العديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال المعروفة التي تنتج أنواعًا مختلفة من الجذور الحرة. تم اكتشاف الجذور الحرة في نهاية القرن الماضي. حتى الآن، تم وصف أكثر من 8000 منها، وهي مركبات نشطة للغاية تتشكل تحت ظروف فسيولوجية كمنتجات ثانوية أثناء عملية التمثيل الغذائي، وكذلك بطرق أخرى، بما في ذلك تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تتم عن طريق نقل إلكترون واحد؛ تجانس الجزيئات البادئة ذات الروابط التساهمية الضعيفة، والتحلل الإشعاعي؛ التحلل الضوئي، التحلل الحراري.

يتم استقلاب العديد من المواد الغريبة الحيوية، بما في ذلك الأدوية المختلفة والكحول وما إلى ذلك، في الجسم، مما يؤدي إلى توليد الجذور الحرة. على الرغم من التنوع الكبير في أصلها وبنيتها، تنقسم الجذور الحرة إلى 3 مجموعات كبيرة: 1) جذور الأكسجين التفاعلية (ROS)؛ 2) جذور النيتروجين التفاعلية (RNS)؛ 3) جذور الكلور التفاعلية (RCS).

الجذر الحر هو جزيء أو ذرة أو مجموعة ذرات تحتوي على إلكترون غير مزدوج في مدارها الذري الخارجي. أنواع ROS هي مشاركين نشطين في عدد كبير من التفاعلات الكيميائية في الخلايا، وتمارس مجموعة متنوعة من التأثيرات الفسيولوجية.

السمات المميزة للجذور الحرة:

وجود إلكترون غير متزاوج على مستوى الطاقة الخارجي؛

اللحظة المغناطيسية الخاصة

نشاط كيميائي مرتفع وعمر قصير.

القدرة على بدء تفاعلات سلسلة الأكسدة.

إن حدوث الجذور الحرة في الجسم على الأرجح هو أثناء الإضافة المتتابعة للإلكترونات إلى الأكسجين وأثناء بيروكسيد الدهون الجذري الحر.

العمليات الرئيسية التي تؤدي إلى تكوين الجذور الحرة في الجسم:

إضافة تسلسلية للإلكترونات إلى الأكسجين في وجود معادن ذات تكافؤ متغير؛

أكسدة الميكروسومي والميتوكوندريا والبلعمة.

التفاعلات الأنزيمية التي تشمل هيدروليز، أوكسيديز، نازعات الهيدروجين؛

تفاعلات الأكسدة الذاتية والتخليق الحيوي (الثيول، الكاتيكولامينات، إلخ)؛

أكسدة المركبات الأجنبية - زينيبيوتيك، بعض الأدوية.

تأثير العوامل البيئية السلبية (محفزات الأكسدة الفيزيائية والكيميائية)؛

العمليات الكيميائية الضوئية.

بيروكسيد الدهون.

تعديل الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأغشية البيولوجية.

وظائف وقائية، أكسدة المركبات الأجنبية، تأثير مبيد للميكروبات.

التمثيل الغذائي والتراكم والتحول الحيوي للطاقة.

التأثير على المناعة ونقل المعلومات.

الأشكال الأكثر شيوعًا للجذور الحرة في الجسم هي:

أنواع الاكسجين التفاعلية:

عن ˙ 2 - أنيون الأكسيد الفائق جذري.

¹ O2 - شكل القميص من الأكسجين؛

أوه ˙ - جذري الهيدروكسيل.

H2O2 - بيروكسيد الهيدروجين.

الهالوجينات المؤكسدة: CLO ˙ - هيبوكلوريد، الكلورامينات؛

أكاسيد النيتروجين: لا - أكسيد النيتريك؛

الجذور الحرة التي تشكلت أثناء بيروكسيد الدهون: RO ˙ , ريال عماني 2 ˙ - الجذور الأحادية والثنائية والبوليمرية والحلقية والألكوكسي والبيروكسيد للأحماض الدهنية.

2 الخصائص العامة للـ ROS الرئيسية ودورها البيولوجي

تتشكل جذور الأكسجين أثناء العمليات المرتبطة بنقل الإلكترونات على طول السلسلة التنفسية. في ظل الظروف العادية، يتم استهلاك من 1 إلى 5% من الأكسجين المستهلك لتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية. ومع ذلك، يمكن أن تزيد هذه القيمة بشكل كبير عندما تتغير ميزانية الأكسجين في الجسم - أثناء فرط التأكسج أو نقص الأكسجة. نتيجة للاختزال المتسلسل للأكسجين الجزيئي، يحدث تكوين أنيون الأكسيد الفائق، وبيروكسيد الهيدروجين، وجذر الهيدروكسيل.

جذر أنيون الأكسيد الفائق (O ˙ 2) يتشكل عند إضافة إلكترون واحد إلى جزيء الأكسجين في الحالة الأرضية. الجذر هو عامل مؤكسد ضعيف نسبيًا ويعمل في العديد من الأنظمة البيولوجية كمانح للإلكترون، مما يقلل من عدد من المركبات. عند التفاعل مع البروتون، يتحول O2 إلى جذر هيدرو بيروكسيد. بالإضافة إلى ذلك، فهو مصدر محتمل لجذر الهيدروكسيل وبيروكسيد الهيدروجين.

يعتبر جذر أنيون الأكسيد الفائق مركبًا أكثر تفاعلًا من الأكسجين. في الجسم، يعتبر جذر أنيون الأكسيد الفائق منتجًا وسيطًا للعديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية، مثل أكسدة الثيول، والفلافين، والكينونات، والكاتيكولامينات، والبترينات، بالإضافة إلى استقلاب المواد الغريبة الحيوية. من بين مصادر جذري أنيون الأكسيد الفائق، الأكثر إثارة للاهتمام هي الهيموجلوبين، الميوجلوبين، السيتوكروم C المخفض، أكاسيداز NADPH للخلايا البلعمية، إلخ. المصدر الرئيسي للجذر في الدم هو العدلات، التي تولدها خلال عدد من ردود الفعل المحددة ومناعة غير محددة. إنزيم آخر متخصص في تكوين جذر أنيون الأكسيد الفائق هو أوكسيديز الزانثين، والذي يكون في الظروف العادية في الغالب في شكل ديهيدروجينيز ويمكن أن يتحول بشكل عكسي ولا رجعة فيه إلى شكل أوكسيديز، والذي يحدث أثناء نقص التروية. ويعتقد أن توليد الجذور بواسطة أوكسيديز الزانثين ضروري لاستقلاب الحديد، وتنظيم لهجة الأوعية الدموية وتكاثر الخلايا، وتوفير إمكانات مبيدات الميكروبات من العدلات.

جذري الأكسدة الفائقة هو الذي يؤدي إلى سلسلة من تفاعلات الجذور الحرة التي تؤدي إلى ظهور معظم منتجات ROS وبيروكسيد الدهون. يشارك في تخليق الببتيدات الكيميائية، ويعزز تكاثر الخلايا الليمفاوية المحفز بالميتوجين، ويمنع عمل عامل الاسترخاء البطاني، ويمكن أن يلحق الضرر بأغشية كرات الدم الحمراء، ويمنع Ca2 + -ATPase، وRNA وتخليق البروتين للخلايا البطانية، ويؤكسد بروتينات المصل، بينما في في نفس الوقت السمية الخلوية المباشرة منخفضة.

لتنظيم مستويات O ˙ 2 يوجد في الخلايا إنزيم مضاد للأكسدة محدد للغاية - ديسموتاز الفائق أكسيد، والذي لديه القدرة على تسريع تفاعل تفكيك الراديكالي إلى بيروكسيد الهيدروجين بشكل كبير.

بيروكسيد الهيدروجين (H2O2). إن إضافة إلكترونين إلى جزيء الأكسجين أو إلكترون واحد إلى أنيون O2 يصاحبه تكوين أنيون O22ˉ مزدوج الشحنة، والذي يتحول إلى HO2 ˙ أو بيروكسيد الهيدروجين. يصنف بيروكسيد الهيدروجين كعامل مؤكسد متوسط ​​القوة. في غياب مضادات الأكسدة الأنزيمية والأيونات المعدنية ذات التكافؤ المتغير، فهو مستقر نسبيًا ويمكن أن ينتقل إلى الخلايا والأنسجة. بيروكسيد الهيدروجين له تأثير ضار محدود، مما يسبب، على وجه الخصوص، اضطراب توازن الكالسيوم في الخلية. في الجسم، مصادره هي تفاعلات تتضمن الأكسيداز (أكسيداز الزانثين، وأكسيداز الحمض الأميني L وعدد من الآخرين)، حيث تنقل إلكترونين إلى جزيء الأكسجين، بالإضافة إلى تفاعل تفكيك جذر أنيون الأكسيد الفائق، المحفز بواسطة ديسموتاز الفائق أكسيد. . هذا التفاعل هو مصدر ما يقرب من 80٪ من بيروكسيد الهيدروجين في موقع الالتهاب.

يعتبر بيروكسيد الهيدروجين منتجًا وسيطًا في تكوين معظم أنواع ROS. يعد H2O2 أحد مصادر ROS الأكثر سمية - جذري الهيدروكسيل. في ظل وجود الميلوبيروكسيديز، يتم تشكيل هيبوهاليدات شديدة التفاعل منه - HOC1، HOBr، HOJ، HOSCN.

في ظل الظروف العادية، تكون خلايا الثدييات مقاومة تمامًا لتأثيرات بيروكسيد الهيدروجين بسبب وجود الإنزيمات - الجلوتاثيون بيروكسيداز والكاتلاز. تؤدي جزيئات H2O2 عددًا من الوظائف التنظيمية في الخلية. يمكن أن يكون البيروكسيد بمثابة إشارة استقلابية للحث على التعبير عن الجينات التي تصنع البروتينات الهيكلية والوظيفية في الخلية.

جذري الهيدروكسيل (H O ˙) هو الأكثر تفاعلًا وبالتالي سمية من بين جميع أنواع ROS المتكونة في الأنظمة البيولوجية. يستطيع الجذر كسر أي رابطة هيدروكربونية، ويصل معدل تفاعله مع الركائز العضوية إلى قيم مساوية لمعدل الانتشار (أي 107-1010 مول/ثانية، وهو أعلى بـ 106 مرات من جذر أنيون الأكسيد الفائق وبيروكسيد الهيدروجين). . بالمقارنة مع AFK الأخرى، ولكن ˙ يتمتع بأعلى قدرة على الأكسدة والاختزال، تساوي +2.7، مما يسمح له بمهاجمة وتدمير أي جزيئات كبيرة في مكانها تقريبًا في لحظة ظهورها.

المصدر الرئيسي لجذر الهيدروكسيل هو تفاعل الفنتون بمشاركة معادن ذات تكافؤ متغير، خاصة مع Fe2+، وفقًا للمخطط H2O2 + Fe+2 → Fe+3 + OH + OH ˙. يحدث تكوين الجذر أيضًا أثناء أكسدة حمض الأراكيدونيك، في تفاعل هابر فايس، أوسيبوف، أثناء الأكسدة الميكروسومية، في التفاعلات مع إنزيمات الفلافين وCoQ. من الممكن الاختزال العكسي لـ Fe3+ في التفاعل مع O2، وكذلك في التفاعل مع حمض الأسكوربيك والجلوتاثيون والسيستين والمركبات المؤكسدة الأخرى. لقد ثبت أن التأثيرات السامة للخلايا والمسرطنة للإشعاعات المؤينة ترتبط ارتباطًا مباشرًا بتكوين جذور الهيدروكسيل أثناء التحليل الإشعاعي للمياه. لكن ˙ يشارك أيضًا في التأثيرات المبيدة للميكروبات والسامة للخلايا للخلايا المحببة والوحيدات والخلايا اللمفاوية التائية. تسبب جذور الهيدروكسيل ضررًا للأحماض النووية، والبروتينات، بالإضافة إلى الهياكل الخلوية الأخرى، وتمنع عددًا من الأجزاء المتممة. إنها تحفز تكوين الجذور العضوية وبالتالي تؤدي إلى عمليات بيروكسيد الدهون. نظرًا لعدم خصوصية تفاعلات الجذور مع الجزيئات العضوية المختلفة، فإن تفاعلها ذو طبيعة متسلسلة. من المهم أن نلاحظ أن الجسم ليس لديه أنظمة إنزيمية متخصصة لديها القدرة على تعطيل جذور الهيدروكسيل. المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض، مثل اليوراسيل، وحمض البوليك، والساليسيلات، والجلوكوز، وثنائي ميثيل سلفوكسيد، لديها القدرة على تثبيط OH ˙ جذري فقط بتركيزات عالية بما فيه الكفاية. وهكذا، في عدد من الحالات المرضية المصحوبة بتكوين مفرط لـ ROS، وبالتالي، جذور الهيدروكسيل، يصبح الجسم بلا حماية عمليًا ضد الآثار الضارة لهذا المركب. يتم منع الأضرار التي لحقت الهياكل الخلوية فقط عن طريق الحد من تركيز الجذور - سلائف OH، على وجه الخصوص، أنيون أكسيد الفائق الجذري وبيروكسيد الهيدروجين. يتمتع SOD والكاتلاز بالقدرة على تدمير هذه الجذور السلائفية.

الأكسجين المفرد ( ¹يا 2). يتشكل عندما يتغير دوران أحد إلكترونات المدار p في جزيء الأكسجين. ظهور ¹يا تمت ملاحظة وجود 2 كمنتج ثانوي في العديد من التفاعلات الأنزيمية التي تتضمن SOD والكاتلاز والبيروكسيداز، وكذلك في التفاعلات التي تتضمن معظم أنواع ROS. وهكذا، في تفاعل تحلل بيروكسيد الهيدروجين بواسطة الكاتالاز إلى 1٪، يظهر الأكسجين الناتج في حالة القميص. يعتبر الأكسجين المفرد شديد التفاعل ويدخل بسهولة في تفاعلات مؤكسدة مع المركبات العضوية. غالبًا ما يعمل كمحفز لتفاعلات LPO. بالرغم من ¹ O2 له تأثير سام للخلايا ويشارك في عمل مبيد الميكروبات للخلايا المحببة. مساهمته في هذه العمليات ليست حاسمة. أحد أكثر العناصر فعالية في إخماد الأكسجين المفرد في الخلية هو البيتا كاروتين، الذي يمكن لجزيء واحد منه أن يطفئ حوالي 1000 من جزيئاته قبل أن يخضع للتدمير التأكسدي.

تعمل ROS كرسل ثانوي في عمليات حياة الخلية. من خلال مشاركته في نقل الإشارة، يؤثر ROS على المكونات الرئيسية للعمليات الأيضية: الفسفرة، واستقلاب Ca2+، وتعديل عوامل النسخ، والتحلل المائي للدهون الفوسفاتية. أثناء أي تفاعلات إجهاد في الجسم، مصحوبة بحالة من الإجهاد التأكسدي، تشارك أنواع ROS في نقل الإشارات من الرسل الأساسيين لتحفيز سلسلة من التفاعلات الضرورية للتكيف والبقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية.

كل نسيج لديه سعة عازلة معينة لـ AOP. يعتمد ذلك على حالة AOP للسائل بين الخلايا والخلية نفسها ومكوناتها الفردية. بعض الأنسجة، بسبب خصائص نشاطها الوظيفي والتمثيل الغذائي، حساسة للغاية للإجهاد التأكسدي، ويرجع ذلك إلى القوة المحتملة العالية للنظام المؤيد للأكسدة والقدرة العازلة المنخفضة لـ AOP. وتشمل هذه الأنسجة الدماغ والشبكية والرئتين. ويرجع ذلك إلى الوظيفة التنظيمية المهمة التي تولد ROS والأيضات الجذرية في هذه الأنسجة. في أنسجة المخ، يرتبط هذا بنقل إشارات الإثارة، وحدوث إمكانات الفعل وتنشيط المشابك العصبية.

AFK - الرسل الثانويون.

تعتمد الخلفية الأيضية لأي خلية على طبيعة المعلومات الواردة من البيئة. حاملات هذه المعلومات هي الرسل الأساسيون: الهرمونات، السيتوكينات، الناقلات العصبية. يتم تنفيذ هذه العملية من خلال الإشارات الخلوية أو نقل الإشارة. ويتم تضمين الرسل الثانويين في نقل الإشارة عبر غشاء الخلية. تشارك ROS بنشاط كوسطاء ثانويين. إنها تلعب دورًا تنظيميًا في نمو الخلايا، وموت الخلايا المبرمج، والتصاق الخلايا، وتخثر الدم، وما إلى ذلك. تعمل التركيزات المنخفضة (الميكرومولية) من ROS على زيادة النمو أو تعزيز الاستجابة لتحفيز النمو في العديد من أنواع الخلايا، كما تعمل مضادات الأكسدة على قمع تكاثر الخلايا الطبيعي. التركيزات المنخفضة من H2O2 تحفز نمو الخلايا الليفية. تثبيط SOD أو الجلوتاثيون بيروكسيداز يزيد من تكاثر الخلايا. هو ˙ ، هو عامل يعزز تكاثر الخلايا ونشاط بروتين كيناز المنشط بالميتوجين (MAP كيناز).

في التركيزات الفسيولوجية، يتم تشكيل ROS في دور الرسل الثاني بشكل غير مباشر من خلال تفاعل مستقبلات يجند. يمكن للهرمونات (الأنسولين، الأنجيوتنسين، هرمون الغدة الدرقية، فيتامين د)، السيتوكينات، وعوامل النمو أن تعمل مثل هذه الروابط. يصاحب تكوين مجمعات مستقبلات الليجند تكوين ROS، والتي تشارك بنشاط في نقل الإشارة، مما يؤثر على المكونات الرئيسية لعمليات التمثيل الغذائي في الخلية.

ينظم المرسلون الأساسيون مستوى ROS في الخلية عن طريق تنشيط عمليات توليدهم من ناحية وتقليل نشاط وحدات AOP الفردية من ناحية أخرى. تلعب السيتوكينات دورًا نشطًا في هذه العملية. تحفز السيتوكينات إطلاق أنواع ROS من العديد من أنواع الخلايا، بما في ذلك الخلايا الليفية البشرية والخلايا الظهارية والبطانية. يرتبط ROS بنقل الإشارة من عامل النمو المشتق من الصفائح الدموية، وعامل نمو البشرة، وعامل النمو المحول β -1 عامل نخر الورم. ترتبط مشاركة الإنترلوكين -1 والإنترفيرون في نقل الإشارة بتكوين O2ˉ وTNF - مع H2O2.

تعمل ROS أيضًا كمراسلين ثانويين في الخلايا العظمية. TNF، إنترلوكين 1، هرمون الغدة الدرقية وفيتامين د يحفز تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية بسبب وجودها في

الخلايا العظمية NADPH أوكسيديز. يمارس الببتيد النشط في الأوعية (الأنجيوتنسين II) تأثيره على عمليات تقلص العضلات والنمو الخلوي للعضلات الملساء الوعائية من خلال توليد الأكسجين داخل الخلايا ˙ 2ˉ. المصدر س ˙ 2ˉ عبارة عن أكاسيداز NADH و NADPH، حيث يتم تنشيط كلا الإنزيمين بواسطة الأنجيوتنسين.

تشارك ROS، باعتبارها رسلًا ثانويًا، في تنظيم استقلاب Ca2+، وتحفيز فسفرة البروتين وتفعيل عوامل النسخ.

في وجود المواد المؤكسدة، يزداد نقل Ca2+ عبر قنوات الكالسيوم ويتم تثبيط مضخة Ca2+ المعتمدة على ATP.

المواد المؤكسدة، مما يزيد من نشاط مختلف

وتشارك كينازات البروتين في تنظيم العديد من العمليات الخلوية، مثل التولد، والتصاق الخلايا، وموت الخلايا المبرمج، وما إلى ذلك.

ويشارك أيضًا في عمل المؤكسدات كرسل ثانوي وهو فسفوليباز A2. يتضمن تنشيطه بواسطة المؤكسدات إشراك العديد من مسارات نقل الإشارة. يعد حمض الأراكيدونيك، كمنتج للفوسفوليباز A2، وسيطًا مهمًا لعمليات مثل الالتهاب والعمليات المناعية ونشاط أوكسيديز NADPH وتخثر الدم.

وبالتالي، هناك ثلاث طرق محتملة لعمل المواد المؤكسدة كرسل ثانوي على العمليات في الخلية المرتبطة بتكوين جزيئات الإشارة:

التأثير على بنية أغشية الخلايا.

التأثير على حالة مستودع Ca2+ الذي يصاحبه تعبئته من المستودع ودخوله إلى العصارة الخلوية.

تفعيل فسفوليباز A2.

1.3 الدور الفسيولوجي للأكسدة الجذور الحرة

أي جذري هو محفز لتفاعلات الجذور الحرة. تعتبر عمليات الأكسدة الجذرية الحرة (FRO) بمشاركة ROS بكثافة منخفضة إلى حد ما عمليات استقلابية طبيعية. تحفز جذور الأكسجين عمليات بيروكسيد الدهون اللازمة لعمليات تجديد الفسفوليبيد وتنظيم نفاذية غشاء الخلية. إحدى الوظائف الفسيولوجية المهمة لـ ROS هي تنشيط عدد من البروتينات الغشائية والجلوبيولين المناعي، بالإضافة إلى الإنزيمات التي تنظم تبديل المسارات الأيضية وتخليق المركبات عالية الطاقة في الخلية. يرتبط الفسفرة التأكسدية ومعدل انقسام الخلايا ارتباطًا مباشرًا بعمليات FRO. يمكن أن يعمل بيروكسيد الهيدروجين كإشارة استقلابية للعمليات داخل الخلايا التي تؤدي إلى أكسدة مجموعات SH محددة من كينازات البروتين. بمجرد تنشيطها، تنتقل هذه البروتينات إلى النواة وتحفز التعبير عن مجموعات من الجينات، وتكون منتجات التعبير مسؤولة عن أشكال مختلفة من تفاعلات الدفاع الخلوي. وبالإضافة إلى ذلك، فإن البيروكسيد له تأثير يشبه الأنسولين.

وتشارك منتجات التفاعلات الجذرية الحرة وLPO في التخليق الحيوي لهرمونات البروجسترون والستيرويد والغدة الدرقية واللوكوترين والثرومبوكسان A2 والبروثرومبين. من الخصائص المهمة لنواتج أيض الأكسجين النشطة، وعلى وجه الخصوص، جذري أنيون الأكسيد الفائق، تنظيم استقلاب الأنسجة الضامة. تحفز أنواع ROS تكاثر الخلايا الليفية، وتوليف وتكسير الكولاجين والتريبتوفان، وتشارك في استقلاب الحديد. بعض إنزيمات الأكسجيناز، وهي مجموعة من الإنزيمات تسمى السيتوكروم P-450 (يوجد حاليًا أكثر من مائة شكل إسوي)، بالإضافة إلى الهيدروكسيل للمركبات الداخلية، تستخدم الأكسجين وعدد من أنواع ROS لإزالة السموم من الكائنات الحية الغريبة المحبة للدهون. تقوم أحاديات الأكسجين المعتمدة على السيتوكروم P-450 ونظام نقل الإلكترون المرتبط بها بإدخال ROS مباشرة إلى جزيء الركيزة، مما يؤدي إلى تكوين منتج مؤكسد وأكثر محبة للماء. في الجسم، تؤدي إنزيمات الأكسجين الأحادية المعتمدة على السيتوكروم P-450 عددًا من الوظائف المهمة. أولاً، هذا هو التحول الحيوي التأكسدي (التخليق الحيوي أو التحلل) للجزيئات الحيوية الداخلية المحبة للدهون (الستيرويدات، الرتينوئيدات، مستقلبات حمض الأراكيدونيك)، ثانيًا، التحول الحيوي للمركبات الكيميائية الغريبة الحيوية القادمة من الخارج، والتي لا تشارك في العمليات الكيميائية الحيوية الطبيعية في الخلية وتكون عرضة للإزالة. يصاحب تفاعل إنزيم الأكسدة الأحادي الرئيسي دائمًا تكوين جذر أنيون الأكسيد الفائق، وبيروكسيد الهيدروجين، وأحيانًا المستقلبات النشطة للركيزة المؤكسدة. توجد هذه الإنزيمات في الغالب في الشبكة الإندوبلازمية للخلايا، ويتم التعبير عن نظام الإنزيم إلى الحد الأقصى في خلايا الكبد والغدد الكظرية والغدد التناسلية.

تشارك ROS في تنظيم نغمة الأوعية الدموية عن طريق تثبيط أكسيد النيتريك الداخلي. أحد الأشكال الجذرية للأكسجين - البيروكسي نيتريل، والذي يمكن تحويله بسهولة إلى المنتجات الأولية - أكسيد النيتروجين وجذر أنيون الأكسيد الفائق، هو شكل نقل لـ NO ˙, ونتيجة لذلك، يمكن أن يزيد نطاق عمل جزيء الإشارة هذا بشكل ملحوظ. إن الطبيعة الجذرية الحرة للبيروكسينيتريل هي السبب في إضعاف وتسوية العديد من التأثيرات الفسيولوجية لأكسيد النيتريك. يصاحب تفاعل أكسيد النيتروز وجذر أنيون الأكسيد الفائق زيادة حادة في القدرة التأكسدية للأخير.

تشارك مستقلبات الأكسجين في تفاعلات المناعة الخلوية والخلطية كمنظمين ومؤثرات لهذه العمليات. على وجه الخصوص، تلعب جذور الأكسجين الناتجة عن أكاسيداز الخلايا المحببة والخلايا البالعة وحيدة النواة دورًا رئيسيًا في التأثيرات المبيدة للميكروبات والسامة للخلايا والتنظيم المناعي لهذه الخلايا. في هذه الحالة، فإن المؤثرات الرئيسية لعمل مبيدات الميكروبات هي جذور الهيدروكسيل، وبيروكسيد الهيدروجين وهيبوهاليدات.

ROS يحفز تكاثر الخلايا المناعية. لقد تم إثبات المشاركة المباشرة لجذر أنيون الأكسيد الفائق في تكوين العوامل الكيميائية التي تسبب تنشيط وهجرة كريات الدم البيضاء إلى موقع الالتهاب. يمتلك جذر الهيدروكسيل أيضًا القدرة على تحفيز تخليق الببتيدات الكيميائية، والتي في نفس الوقت تعزز التكاثر المحفز بالميتوجين والتمايز اللاحق للخلايا الليمفاوية.

العديد من العمليات المهمة، مثل توليد المنتجات النهائية لاستقلاب البيورين وانهيار الدوبامين، يصاحبها إنتاج ROS.

يؤدي التحفيز الأدرينالي من الناحية الفسيولوجية إلى زيادة، والتحفيز الكوليني - إلى إضعاف إنتاج ROS الداخلي، ويغير بشكل معاكس إمكانات الأكسدة والاختزال في الخلية ويخلق الظروف لتأثير متساهل، عندما تسبب نفس الإشارة استجابة مختلفة للخلايا، اعتمادًا على على حالة الأكسدة الخاصة بهم. على سبيل المثال، يتسبب TNF إما في موت الخلايا أو تكاثرها، وذلك لأن يتم تشغيل عامل النسخ المعتمد عليه فقط عندما تتغير القدرة التأكسدية للخلايا المستهدفة.

من خلال تنفيذ التفاعلات الوقائية، يمكن للخلايا (الخلايا البلعمية والخلايا المنسجات) زيادة إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية بشكل متكرر. أثناء البلعمة، يحدث "انفجار استقلابي" في الخلايا البالعة، أي. زيادة متعددة في استهلاك الطاقة من قبل الخلية البلعمية. يتم إنفاق جزء كبير من هذه الطاقة بواسطة الأكسيداز المعتمدة على NADPH في تكوين جذر الأكسيد الفائق.

ROS يمارس تأثيرًا مبيدًا للجراثيم في البلعمات، لأن على عكس هيدروليز الليزوزومية، فإن ROS قادر على تدمير جدران الخلايا البكتيرية السليمة وأغشية الخلايا السليمة؛

يتم أيضًا إفراز أنواع ROS خارجيًا أثناء عملية إفراز الخلايا، اعتمادًا على قدرتها على تدمير العامل المسبب للتغيير الأولي، عن طريق بيروكسيد أغشية الخلايا المجاورة، وتنفيذ ضرر ذاتي ثانوي وتعزيز إنتاج وسطاء الالتهابات الإيكوسانويدية.

1.4 تنظيم أكسدة الجذور الحرة

عادة ما يتم الحفاظ على معدل FRO ومحتوى الجذور الحرة في الجسم عند مستوى معين من خلال نظام تنظيم معقد متعدد المراحل. يمكنه التمييز بشكل مشروط بين العوامل المحددة وغير المحددة، والتي تتغير أهميتها ومساهمتها في مراحل الأكسدة المختلفة.

عوامل غير محددة:

الآليات التي تنظم كمية ونوعية ركيزة الأكسدة وتوافرها؛

العوامل التي تؤثر على بادئات الأكسدة، على وجه الخصوص، حالة المعادن ذات التكافؤ المتغير؛

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأغشية البيولوجية.

الآليات التي تحافظ على محتوى منخفض من الأكسجين في الأنسجة.

آليات محددة:

الإنزيمات المسؤولة عن تكوين واستقلاب ROS (SOD، الكاتالاز، وما إلى ذلك)؛

الأنظمة التي تستخدم منتجات البيروكسيد (الجلوتاثيون بيروكسيداز، الجلوتاثيون المختزل، وما إلى ذلك)؛

اعتراضات ROS (ميثيونين، الهستامين، وما إلى ذلك)؛

مضادات الأكسدة الحيوية (توكوفيرول، يوبيكوينون، سيرولوبلازمين).

1.5 نظام الدفاع المضاد للأكسدة في الجسم

واستنادا إلى خصائص المشتقات الجذرية للأكسجين الجزيئي والبيروكسيدات العضوية، فإن حماية الجسم من آثارها الضارة هي واحدة من أهم المهام في الحفاظ على التوازن. يمكن تقسيم نظام حماية الأنسجة والخلايا من مستقلبات الأكسجين السامة ومنتجات بيروكسيد الدهون إلى فسيولوجي (آليات تنظم توصيل وإمداد الأكسجين إلى الخلايا) وكيميائي حيوي (نظام مضادات الأكسدة في الجسم، أي فئة واسعة من المركبات الكيميائية). التي تقلل من نشاط العوامل المؤكسدة الجذرية). يضمن المكون الفسيولوجي لنظام الدفاع AO في الجسم التوازن بين كثافة نقل الأكسجين إلى الخلايا وعمليات التمثيل الغذائي لاستخدامه المفيد والآمن. يتم توفير هذه الآليات للحد من تفاعلات الجذور الحرة من خلال:

وجود سلسلة من مستويات الضغط الجزئي للأكسجين تتناقص من الحويصلات الهوائية إلى الخلايا من 100-105 إلى 8-10 ملم زئبق. الفن، أي 10-13 مرة.

تقليل توتر الأكسجين في بعض الهياكل التحت خلوية بمقدار 100-1000 مرة مقارنة بالضغط الجزئي للأكسجين في الشعيرات الدموية. تتم هذه العملية من خلال مسافة كبيرة نسبيًا بين الشعيرات الدموية وألفة عالية لأكسيداز السيتوكروم للأكسجين؛

انخفاض دوران الأوعية الدقيقة في الأنسجة مع زيادة الضغط الجزئي للأكسجين في الدم الشرياني. إن ما يسمى بـ "التشنج الوعائي المفرط التأكسج" الذي يحدث له عدة أسباب. يتم إيلاء أهمية كبيرة لإزالة تأثير توسع الأوعية لثاني أكسيد الكربون، وكذلك تقليل نشاط إنزيمات NO، وبالتالي تقليل إنتاج العامل الرئيسي لتوسيع الأوعية - أكسيد النيتريك. يتم التعرف أيضًا على إمكانية وجود تأثير مباشر مضيق للأوعية للأكسجين.

يمكن تقسيم نظام AO الكيميائي الحيوي في الجسم إلى نظام محدد وغير محدد. يهدف نظام AO محدد إلى تدمير ROS ومنتجات تحويلاتها الإضافية. يرتبط عمل نظام AO غير المحدد بمنع الظروف وإمكانيات تسرب الإلكترون وتوليد ROS أثناء تفاعلات الأكسدة والاختزال (كجزء من الفسفرة التأكسدية) أو في عملية الأكسدة الذاتية للركائز (الأكسدة المجهرية).

تتم مقاومة التأثيرات المسببة للأمراض لـ LPO بواسطة أنظمة إنزيمية متخصصة وعدد من المركبات غير الأنزيمية. تشتمل إنزيمات AO المحددة على ديسموتاز الفائق أكسيد والكاتلاز والبيروكسيداز المعتمد على الجلوتاثيون والترانسفيراز. هذه المجموعة من الإنزيمات، المترجمة بشكل أساسي داخل الخلايا، لديها القدرة على تدمير الجذور الحرة والمشاركة أيضًا في تحلل الهيدروبيروكسيدات بطريقة غير جذرية. تتميز إنزيمات الدفاع المضادة للجذور بانتقائية عالية للعمل الموجه ضد جذور معينة. خصوصية توطين الخلايا والأعضاء، وكذلك استخدام المعادن كمثبتات، والتي تشمل النحاس والزنك والمنغنيز والحديد وعدد آخر.

المؤكسداتمضادات الأكسدةأنواع الأكسجين التفاعلية: O ˙ 2 - أنيون الأكسيد الفائق جذري. ¹ O2 - شكل القميص من الأكسجين؛ أوه ˙ - جذري الهيدروكسيل. H2O2 - بيروكسيد الهيدروجين. الهالوجينات المؤكسدة: CLO ˙ - هيبوكلوريد، الكلورامينات؛ أكاسيد النيتروجين: لا - أكسيد النيتريك؛ الجذور الحرة التي تشكلت أثناء بيروكسيد الدهون: RO ˙ , ريال عماني 2 ˙ - جذور الأحماض الدهنية الأحادية والثنائية والبوليمرية والحلقية والألكوكسيل والبيروكسيد [.إنزيمات فوق الأكسيد الأنزيمية كاتالاز الجلوتاثيون (GSH-) - بيروكسيداز GSSG مختزل الجلوتاثيون-S- ترانسفيراز UDP-غلوكورونيل ترانسفيراز NADP-N-كينون أوكسيدوريدوكتيز NADP-N- كينون أوكسيريدوكتاز الجلوتاثيون غير الأنزيمي توكوفيرول (فيتامين هـ) β- كاروتين يورات البيليروبين فلافونيدات الزلال سيرولوبلازمين ترانسفيرين الجدول 1. جدول ملخص للمواد المؤكسدة ومضادات الأكسدة.

يختلف محتوى إنزيمات AO في أنسجة الجسم المختلفة بشكل كبير. وبالتالي، فإن مستواها ونشاطها في خلايا النسيج الضام أقل عدة مرات منه في الأعضاء المتني. مستوى الأنزيمية AO في الخلايا تحت السيطرة الوراثية. وبالتالي، فإن الزيادة في محتوى جذر أنيون الأكسيد الفائق أو بيروكسيد الهيدروجين في العصارة الخلوية للخلايا يصاحبها تنشيط نسخ الجينات التي تؤدي إلى تخليق حوالي 40 بروتينًا، بما في ذلك الكاتلاز، وديسموتاز الفائق أكسيد، وهيدرو بيروكسيداز، والنوكلياز الداخلي لإصلاح الحمض النووي. تقريبًا جميع التأثيرات التي تؤدي إلى زيادة تكوين ROS في الخلايا تحفز تخليق الأنزيم AO.

في ظل ظروف نقص الأكسجة وفرط التأكسج، أي الظروف التي تعزز تكوين ROS، يزداد مستوى AOs الأنزيمية داخل الخلايا. في ظل الظروف العادية، يكون محتوى الأنزيمات AO ثابتًا نسبيًا ويعتمد قليلاً على الجنس، وهناك انخفاض طفيف في مستواه مع تقدم العمر. في الوقت نفسه، يتم انتهاك الأداء الطبيعي لنظام AO في الجسم ومحتوى الأنزيم AO بشكل حاد في الظروف الحرجة (الجروح والإصابات، وكذلك حروق الجلد واسعة النطاق. ويصاحب الإصابات الشديدة انتهاك التوازن الديناميكي للمحترفين - أنظمة الأكسدة ومضادات الأكسدة، في حين أن محتوى ونشاط مضادات الأكسدة الداخلية، بما في ذلك إنزيمات AO، يتناقص بشكل حاد داخل الخلايا وخارجها.

كما ذكرنا من قبل، فإن الإنزيم الرئيسي للدفاع AO هو ديسموتاز الفائق أكسيد (SOD)، الذي اكتشفه ماكورد ج. وفريدوفيتش آي. في عام 1969. ينتمي SOD إلى فئة إنزيمات الأكسدة والاختزال وهو موجود بكميات كبيرة في جميع الكائنات المؤيدة وحقيقية النواة تقريبًا. الخلايا. في جسم الإنسان، يوجد SOD في جميع الأعضاء والأنسجة، مع تركيزات عالية بشكل خاص داخل الخلايا.

يوجد الإنزيم في الدم بتركيزات ضئيلة، عند تناوله خارجيًا، يتم إخراجه دون تغيير عن طريق الكلى خلال 5-10 دقائق. لوحظت تركيزات عالية من SOD، مماثلة للمستويات داخل الخلايا، في السائل القصبي السنخي. في الفضاء خارج الخلية، يوجد الإنزيم بكميات صغيرة جدًا. ونتيجة لذلك، في حالة تكوين عدد كبير من جذور أنيون الأكسيد الفائق في الفضاء خارج الخلية، على سبيل المثال، في بؤرة الالتهاب، يكون الجسم أعزل عمليا ضد الآثار الضارة للجذور.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لـ SOD في تسريع تفاعل تفكيك جذور الأكسيد الفائق المتكون أثناء الأكسدة البيولوجية. معدل التفاعل التلقائي عند قيم الرقم الهيدروجيني المحايدة لا يتجاوز 7 × 105 Mˉ1 sˉ1 في وجود SOD، ويزيد إلى 2 × 109 Mˉ1 sˉ1 وأعلى، أي أن الإنزيم يسرع التفاعل بمقدار ثلاثة إلى أربعة أوامر من حيث الحجم. .

يحتوي SOD على العديد من الأشكال الإسوية التي تختلف في بنية المركز النشط. إن الإنزيم المحتوي على الحديد هو سمة مميزة للكائنات الحية الدقيقة فقط؛ وهناك نوعان آخران يتميزان بالخلايا البشرية. الإنزيم المحتوي على المنغنيز (Mn-SOD) موضعي في الميتوكوندريا وهو مقاوم للسيانيد. في الحجم الإجمالي لنشاط ديسموتاز الفائق أكسيد، تكون حصة Mn-SOD صغيرة وتبلغ حوالي 15٪. ما يصل إلى 40% من SOD المركز في نواة الخلية يأتي من شكل المنغنيز للإنزيم، الذي يزيل ما يصل إلى 20% من جذور الأكسيد الفائق المنتجة في نواة الخلية. تم العثور على شكل النحاس والزنك من الإنزيم (Cu، Zn-SOD)، الحساس للسيانيد، في العصارة الخلوية والفضاء بين الأغشية في الميتوكوندريا. من المعتقد أن ذرة النحاس توفر نشاطًا حفازًا، وأن ذرة الزنك تعمل على تثبيت بنية الشكل الإسوي العصاري الخلوي للإنزيم. يقوم الثيول ذو الوزن الجزيئي المنخفض، عن طريق تقليل أيون Cu2+ الموجود في المركز النشط لـ SOD، بتنشيط الإنزيم وتسريع عملية تفكيك الأكسجين.

في معظم الحالات، يتكون الإنزيم من وحدتين فرعيتين متطابقتين (يتراوح الوزن الجزيئي من 30 إلى 40 كيلو دالتون)، تحتوي كل منهما على أيون نحاس نشط تحفيزيًا وأيون زنك، مرتبطان بروابط مشتركة - هيستيدين إيميدازول 61.

يتم تحديد الدور الأكثر أهمية لـ SOD في عملية التمثيل الغذائي الخلوي مسبقًا ليس فقط من خلال التوزيع الواسع لهذا الإنزيم، ولكن أيضًا من خلال عدد من خصائصه الفريدة: الثبات الحراري العالي، ومقاومة عمل البروتياز، وعوامل تغيير الطبيعة، ودرجة الحموضة المثلى الواسعة. من النشاط التحفيزي. الإنزيم مستقر تمامًا في المحاليل - يمكنه تحمل التسخين حتى 100 درجة مئوية لمدة دقيقة، ولا يفقد نشاطه في نطاق الأس الهيدروجيني من 2 إلى 12.

الكاتلاز هو إنزيم يحتوي على الهيم ويبلغ وزنه الجزيئي 250 كيلو دالتون. تمامًا مثل SOD، يوجد الكاتالاز في جميع خلايا الجسم، لكن مستواه يختلف في الأنسجة المختلفة. توجد مستويات عالية من الكاتالاز في خلايا الدم الحمراء والكلى والكبد. وفي البيروكسيسومات الأخيرة، يشكل الإنزيم ما يصل إلى 40% من إجمالي البروتين. يكون التفاعل المحفز بواسطة الكاتالاز بشكل عام كما يلي.

سرعة الحفز عالية للغاية: جزيء واحد من الكاتالاز في الثانية يتحلل ما يصل إلى 44000 جزيء من بيروكسيد الهيدروجين. ويعتمد نشاط الكاتالاز على نسبة عدد روابط ثاني كبريتيد إلى عدد مجموعات السلفهيدريل في جزيء الإنزيم، والتي تشارك في تكوين مركزه النشط. ولهذا السبب، فإن الكاتلاز حساس لعمل سموم الثيول. نظرًا للوزن الجزيئي الكبير للجزيء، فإن الإنزيم لا يخترق أغشية الخلايا عمليًا. وهذا يمثل بعض العوائق أمام استخدام أدوية الكاتالاز في الممارسة العملية.

إن إنزيمات AO SOD والكاتالاز، التي تعمل معًا، تعمل على تعطيل ROS على الفور وجذر أنيون الأكسيد الفائق وبيروكسيد الهيدروجين المتكون أثناء عملية التمثيل الغذائي للخلايا الطبيعية، وكذلك أثناء التكثيف الكبير لعمليات بيروكسيد الدهون. ومع ذلك، فإن هذه الإنزيمات لها نشاط ضعيف تجاه بيروكسيدات الدهون التي تتشكل أثناء التفاعلات المتسلسلة لبيروكسيد الدهون. يتم تدمير هذه المنتجات بمشاركة نظام إنزيم الجلوتاثيون.

نظام انزيم الجلوتاثيون. يمكن للجلوتاثيون بيروكسيديز المحتوي على السيلينيوم أن يتحلل بشكل فعال هيدرو بيروكسيد الدهون وبيروكسيد الهيدروجين. إن تقاربه مع بيروكسيد الهيدروجين أعلى من الكاتالاز، لذلك يعمل الأول بشكل أكثر فعالية عند التركيزات المنخفضة من البيروكسيد، بينما في الوقت نفسه، يلعب الكاتلاز دورًا رئيسيًا في حماية الخلايا من الإجهاد التأكسدي الناجم عن التركيزات العالية من بيروكسيد الهيدروجين. يحفز الجلوتاثيون بيروكسيديز تفاعل أكسدة الجلوتاثيون بتكوين شكله المترافق، أثناء التفاعل، يتحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى الماء.

2G-SH + H2O2 → G-S-S-G + 2H2O

يحفز الإنزيم أيضًا تفاعل الجلوتاثيون المخفض مع هيدرو بيروكسيدات الدهون، حيث يتم تحويل الأخير إلى أحماض هيدروكسي دهنية:

2G-SH + ROOH → G-S-S-G + R-OH+ H2O

بالإضافة إلى ذلك، فإن الجلوتاثيون بيروكسيديز قادر على تقليل بيروكسيدات البروتين والحمض النووي. يتمركز الجلوتاثيون بيروكسيداز في العصارة الخلوية (حوالي 70٪) والميتوكوندريا (20-30٪) في جميع خلايا الثدييات. يحتوي الموقع النشط للإنزيم على أربع ذرات سيلينيوم مرتبطة تساهميًا لتكوين السيلينوسيستين. ويصاحب نقص السيلينيوم في النظام الغذائي انخفاض في نشاط الجلوتاثيون بيروكسيداز في الخلايا، وبالتالي انخفاض مقاومة الجسم للأضرار التأكسدية. في الحالات الشديدة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تطور أمراض الجذور الحرة المشابهة لنقص فيتامين E، والتي تتميز بالسمنة والتغيرات النخرية في الكبد وانحلال خلايا الدم الحمراء (مرض كيشان).

إنزيم آخر يستخدم الجلوتاثيون لتنفيذ حماية AO هو الجلوتاثيون ترانسفيراز. تم العثور على الجلوتاثيون ترانسفيراز في الغالب في العصارة الخلوية للخلايا في الكبد البشري، وهو يشكل 2-4٪ من إجمالي كمية البروتين الخلوي. يقوم الإنزيم، أو بشكل أكثر دقة، مجموعة من الإنزيمات، بدمج الجلوتاثيون المختزل مع المركبات الكارهة للماء واختزال البيروكسيدات العضوية. يتم التخلص من مشتقات المواد الغريبة الحيوية المحبة للدهون، وكذلك منتجات LPO، بما في ذلك هيدرو بيروكسيدات الأحماض الدهنية، من خلال اختزالها أو استبدالها محبة للنواة أو إضافتها إلى جزيء الجلوتاثيون:

ROOH + 2G - SH → ROH +G - S - S - G + H 2O+G - SH →R- S - G + XH+ G - SH → HR - SG

على عكس الجلوتاثيون بيروكسيديز، الذي أفضل ركائزه هي هيدرو بيروكسيدات محبة للماء مع حجم جزيء صغير، لا يتفاعل الجلوتاثيون ترانسفيراز مع بيروكسيد الهيدروجين، ولكنه يقلل من هيدرو بيروكسيدات الكارهة للماء مع حجم جزيء كبير: هيدرو بيروكسيدات الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة - أحماض اللينولينيك والأراكيدونيك أيضًا. كما الفوسفوليبيدات. بالإضافة إلى ذلك، يستعيد الإنزيم هيدروبيروكسيدات أحاديات النوكليوتيدات والحمض النووي، وبالتالي يشارك في إصلاحها. يعد الجلوتاثيون ترانسفيراز عنصرًا مهمًا في دفاع AO، مما يضمن إزالة العديد من مستقلبات الإجهاد التأكسدي. يعد انخفاض الجلوتاثيون ضروريًا للعمل الطبيعي للإنزيمات المعتمدة على الجلوتاثيون. يتم الحفاظ على مستواه الكافي من خلال التوليف، وذلك بسبب امتزازه من الروابط مع البروتينات، أو من خلال التعافي من أكسدة النموذج. يتم تنفيذ هذا التفاعل بواسطة إنزيم الجلوتاثيون المختزل، وهو بروتين فلافوبروتين.

G-S-S-G + NADPH + H+ → 2G - SH + NADP +

يتيح لك نظام اختزال الجلوتاثيون تجديد مجموعة الجلوتاثيون المخفضة في الأنسجة بسرعة. المصدر الرئيسي لـ NADPH لهذا التفاعل هو دورة البنتوز لأكسدة الجلوكوز، في حين يتم تنشيط إنزيمات الهيدروجين المعتمدة على NADPH في دورة البنتوز بواسطة الجلوتاثيون المؤكسد.

يؤدي انخفاض محتوى الجلوتاثيون المخفض في الأنسجة إلى خلق ظروف مواتية لمنع مجموعات SH التي تشكل جزءًا من الإنزيمات والبروتينات الهيكلية للخلية. ويعتقد أن الجلوتاثيون هو العامل الرئيسي الذي يحمي إنزيمات الثيول من الأكسدة. تشتمل إنزيمات الثيول على العديد من إنزيمات الأكسدة، والترانسفيراز، والهيدرولاز، واللياز، والأربطة. تؤدي أكسدة مجموعات SH إلى تعطيل عمل هيدروجيناز الجلوكوز 6 فوسفات، نازعة هيدروجين اللاكتات، نازعة هيدروجين السكسينات، ATPase، أوكسيديز أحادي الأمين، أوكسيديز الزانثين، اختزال الجلوتاثيون والكاتلاز. تؤكد الحقائق المذكورة أعلاه الرأي القائل بأن مركبات الثيول تأخذ الجزء الأكثر مباشرة واتساعًا في آلية عمل الرابط الأنزيمي لنظام AO، حيث لا تؤدي تأثيرًا مضادًا للجذور فحسب، بل لها أيضًا تأثير مضاد للبيروكسيد.

مركبات الثيول ذات الوزن الجزيئي المنخفض القابلة للذوبان في الماء: الجلوتاثيون والإرغوثيونين. الأول منهم هو أحد مكونات نظام الأكسدة ثاني كبريتيد الثيول غير البروتيني وهو ثلاثي الببتيد يتكون من الأحماض الأمينية السيستين وحمض الجلوتاميك والجليسين. يوجد الجلوتاثيون في شكلين - مخفض (يصل إلى 97٪ من الإجمالي) ومؤكسد. جنبا إلى جنب مع المركبات الأخرى المحتوية على الكبريت، الجلوتاثيون هو مثبط لـ ROS ويثبت أغشية الخلايا. يلعب دورًا رائدًا في تحييد جذر الهيدروكسيل المتكون في تفاعل الفنتون أو نتيجة التحلل المائي للمياه تحت تأثير الإشعاعات المؤينة.

1.6 الآليات المرضية للاضطرابات التي تتطور عندما يضطرب توازن أنظمة مضادات الأكسدة والأكسدة

يؤدي عدم التوازن بين أنظمة مضادات الأكسدة (AOS) والأنظمة المؤكسدة (POS) إلى تطور الإجهاد التأكسدي (OS). يتجلى التأثير السام لـ ROS في ظروف نظام التشغيل، والذي يصاحبه تكثيف حاد للعمليات الجذرية الحرة في الأنسجة. هذا هو الرابط المرضي الأكثر أهمية في تطور العديد من العمليات الالتهابية والإصابات الإشعاعية وأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان والتسمم الكيميائي وغيرها. آلية توليد ROS في العديد من الحالات المرضية عامة. لا يمكن تحديد بعض السمات المميزة إلا في المراحل الأولية. وهكذا، أثناء العمليات الالتهابية، فإن العامل المسبب لتكثيف العمليات الجذرية الحرة هو انفجار الجهاز التنفسي أثناء نقص الأكسجة، وهو انتهاك في المقام الأول لنظام تنفس الأنسجة وأثناء الآفات الكيميائية، وتنشيط نظام الأكسدة الميكروسومية. وبالتالي، قد تكون الأسباب التي تسبب تكثيف العمليات الجذرية الحرة مختلفة، ولكن التغيرات على المستوى الجزيئي هي من نفس النوع وعمليات توليد ROS مترابطة. يمكن لبعض مضادات الأكسدة في ظل ظروف نظام التشغيل أن تعمل كمواد مؤكسدة. في ظروف نظام التشغيل، تزداد إمكانية استعادة الخلية بسبب الركائز والإنزيمات المساعدة في حالة منخفضة، مما يؤدي إلى انخفاض في درجة الحموضة في مناطق نقص تروية أنسجة القلب والدماغ. وهذا يخلق الظروف الملائمة لزيادة مجموعة "الأشكال النشطة" للمعادن ذات التكافؤ المتغير. في ظل ظروف زيادة توليد ROS، يمكنهم المشاركة في التفاعلات المرتبطة بتوليد المنتجات الجذرية. وبالتالي، في وجود Fe/Cu وO2، يعتبر الثيول (RSH) مصدرًا للجذور، RS ، O2 -، H2O2 وأوه ، جذور NADPH NAD(P) حمض الاسكوربيك هو جذري شبه هيدراسكوربات. ترتبط الزيادة في مستوى ROS بتكثيف عمليات التدمير التأكسدي للدهون والبروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات. إن تكثيف هذه العمليات هو السبب الرئيسي لتلف الأنسجة السامة للخلايا.

كما سبقت الإشارة، فإن سبب تراكم أنواع الأكسجين التفاعلية هو الاضطرابات في عملية التمثيل الغذائي التأكسدي الطبيعي للخلايا أثناء علم الأمراض (تحويل مسارات النقل الكهربائي في الميتوكوندريا بواسطة الأكسجين وفي نظام الأكسدة الكبيرة بسبب "تسرب" الإلكترونات، وتحويل مسارات نزع الهيدروجين إلى مسارات الأكسيداز، وتفاعلات الأكسدة الذاتية، على سبيل المثال، الكاتيكولامينات، وما إلى ذلك).

في التركيزات التي تتجاوز التركيزات الفسيولوجية، تكون جميع هذه المركبات شديدة السمية للأنظمة البيولوجية على جميع المستويات، من الجزيئية الخلوية إلى العضوية. القدرة على القيام بالضرر التأكسدي وتدمير مكونات الأنظمة الحية، الناجم عن مشتقات الأكسجين النشطة، تُصنف على أنها "سمية الأكسجين".

جذور الأكسجين الحرة هي مركبات كيميائية غير مستقرة وتتفاعل بسهولة مع الجزيئات الحيوية، مما يسبب تعديلها أو تدميرها. يمكن أن تكون كائنات التفاعلات المؤكسدة غير المحددة غير المصرح بها التي تتضمن الأكسجين ومشتقاته النشطة كيميائيًا جزيئات ذات طبيعة كيميائية مختلفة. ROS قادر على كسر أي رابطة هيدروكربونية وتدمير المركبات الجزيئية العالية بسهولة: حمض الهيالورونيك، البروتيوغليكان، الكولاجين، الجلوبيولين المناعي. في وجود أيونات الحديدوز، يقوم ROS بتحويل أوكسي هيموغلوبين إلى ميتهيموغلوبين. تؤدي أكسدة المجموعات الوظيفية من المواد النشطة بيولوجيا إلى تدهور البروتينات الهيكلية والدهون في أغشية الخلايا والأحماض النووية، وتثبيط الإنزيمات، والتغيرات في بنية وخصائص الهرمونات ومستقبلاتها.

نتيجة تفاعل مشتقات الأكسجين النشطة مع جزيء الحمض النووي هو التعديل الهيكلي للقواعد النيتروجينية، وتحلل حلقة الديوكسيريبوز الخماسية، وكذلك انقسام العمود الفقري للسكر والفوسفات، مما يؤدي في النهاية إلى تفتيت الحمض النووي. هذا البوليمر. لقد ثبت أن الإنتاج المفرط لـ ROS، على وجه الخصوص، جذر أنيون الأكسيد الفائق، والأكسجين المفرد وجذر الهيدروكسيل، يمكن أن يسبب عددًا من الانحرافات الصبغية والطفرات في عدد من الجينات في الخلايا الليمفاوية البشرية. يؤدي تفاعل ROS مع البروتينات إلى تغييرات هيكلية في هذا النوع من الجزيئات الحيوية، والتي تتكون من تعديل المجموعات الجانبية من بقايا الأحماض الأمينية، وتجزئة سلاسل البوليببتيد وتكوين روابط تساهمية داخل الجزيئات وفيما بينها. يعتمد تحمل البروتينات لـ ROS على تكوين الأحماض الأمينية الخاصة بها؛ وتكون الأحماض الأمينية الحلقية والمحتوية على الكبريت أكثر حساسية لأضرار الجذور الحرة. من بين الأحماض الأمينية الأساسية العشرين، الأكثر عرضة لأنواع الأكسجين التفاعلية، وخاصة الأكسجين المفرد، هي الهيستيدين والتريبتوفان والميثيونين والتيروزين والسيستين. من السمات المميزة للضرر التأكسدي للدهون في أغشية الخلايا أن الأكسجين الجزيئي يمكن أن يتراكم في المنطقة الكارهة للماء لبقايا الأحماض الدهنية. ونتيجة لذلك، بالإضافة إلى الترتيب الوثيق والمتوازي لبقايا الأحماض الدهنية المجاورة فيما يتعلق ببعضها البعض، يتم تهيئة الظروف لتطوير الأضرار التأكسدية مثل التفاعلات المتسلسلة. بسبب الدور الرئيسي للهيدروبيروكسيدات العضوية في هذا التوسع، تسمى هذه العملية بيروكسيد الدهون.

2. الجذور الحرة (بيروكسيد الدهون)

الركائز الرئيسية لـ LPO هي الأحماض الدهنية العالية المتعددة غير المشبعة (HFA)، الموجودة في بنية الدهون الفوسفاتية الغشائية. في مراحل مختلفة من بيروكسيد VFA، تتشكل ديين وترينين، بيروكسيدات BFA (R-OO) ˙), هيدروبيروكسيدات VFA (R-OO)، إندوبيروكسيدات، مالونديالدهيد والجذور الحرة الجديدة. أقوى محفز لهذه العملية هو أيونات المعادن (Fe2+). قد تتوقف العملية عن طريق تكوين منتجات لا تحتوي على جذور حرة.

يمكن تقسيم عمليات LPO بشكل مشروط إلى ثلاث مراحل متتالية، أو مراحل التطوير: عمليات بدء السلسلة، وعمليات تطوير التفاعلات المتسلسلة، وإنهاء السلسلة. في مرحلة النواة المتسلسلة، تحت تأثير الجذور الحرة للأكسجين، والإشعاع المؤين، والأشعة فوق البنفسجية وعدد من المواد الكيميائية المرتبطة بالمؤكسدات، يحدث تكوين الجذور العضوية (R).

O2 + R-H → R ˙ + HO2

O2 + R-H → R ˙ + هو2

هو ˙ + ر-ح → ر ˙ + ماء

وفي المرحلة التالية، يتفاعل الجذر بسرعة مع الأكسجين، الذي يعمل كمستقبل للإلكترون. ونتيجة لذلك، يحدث تكوين جذر البيروكسي (RO2)، الذي يهاجم الدهون غير المشبعة. إن ظهور بيروكسيدات عضوية وجذر جديد (R) نتيجة لهذا التفاعل يساهم في استمرار التفاعلات المؤكسدة التي تكتسب طابع السلسلة:

R + O2 → RO2؛+ RH → ROOH + R

يتم تضمين البيروكسيدات العضوية (ROOH) في عملية توليد الجذور في وجود معادن ذات تكافؤ متغير (النحاس والكوبالت والمنجنيز والحديد) ويتكون تفاعل جذري ألكوكسي:

ROOH + أنا n+→RO + OH ˉ + أنا (n+1)-

تتفاعل بعض الجذور العضوية الناتجة مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات غير نشطة، مما يقطع مسار تفاعلات الأكسدة الجذرية الحرة:

RO2 + R → ROOR

هيدرو بيروكسيدات الدهون قادرة على الخضوع لتحولات مؤكسدة غير جذرية، مما يؤدي إلى تكوين منتجات أولية (ترافق ديين، ديالدهيدات)، وسيطة (قواعد شيف) ومنتجات بيروكسيد الدهون النهائية، وكذلك الكحوليات والكيتونات والألدهيدات. من الممكن كسر تفاعلات البيروكسيد من خلال تفاعل الجذور مع أنظمة الإنزيمات المتخصصة، وكذلك مع عدد من المواد الجزيئية المنخفضة التي تشكل مجتمعة المكون الكيميائي الحيوي لنظام مضادات الأكسدة في الجسم.

يمكن أن يحدث التنشيط المفرط لـ LPO نتيجة للتغيرات المفاجئة في نظام الأكسجين في الخلية. في هذه الحالة، يسبب فرط التأكسج زيادة مؤقتة في عمليات بيروكسيد الدهون، ويؤدي نقص الأكسجة المستمر إلى تراكم يشبه الانهيار الجليدي لمنتجات بيروكسيد السامة. تتطور الكثافة المفرطة لتفاعلات بيروكسيد الدهون تحت تأثير التأثيرات الخارجية، والتي تشمل الأشعة المؤينة والأشعة فوق البنفسجية، بالإضافة إلى عدد من المواد الكيميائية المرتبطة بمضادات الأكسدة. يزداد إنتاج ROS، وبالتالي شدة عمليات بيروكسيد الدهون في الخلايا بشكل حاد كرد فعل غير محدد عندما يتعرض الجسم لعوامل الإجهاد المختلفة ذات الطبيعة الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية. في نهاية المطاف، كل هذه التأثيرات يمكن أن تؤدي إلى التوتر وما يليه من معاوضة آليات الدفاع المضادة للأكسدة في الجسم وتطور الإجهاد التأكسدي، الذي يتجلى على المستويات الخلوية والأنسجة والكائنات الحية. العمليات المرضية النموذجية، مثل نقص الأكسجة والالتهابات، المميزة والمتطورة في معظم الأمراض الجسدية والمعدية، والإصابات والجروح الشديدة، تكون مصحوبة دائمًا بتكوين مفرط لـ ROS ومنتجات بيروكسيد الدهون

ويصاحب التنشيط طويل المدى لعمليات بيروكسيد الدهون تطور متلازمة بيروكسيد الدهون. مع التنشيط المفرط لبيروكسيد الدهون، عندما يتعرض جزء كبير من الدهون الفوسفاتية الغشائية للتحلل التأكسدي، تصبح المرحلة الدهنية للأغشية أكثر صلابة. وهذا يحد من الحركة التوافقية لسلسلة البولي ببتيد، ونتيجة لذلك يتم تقليل النشاط الوظيفي للإنزيمات والمستقبلات والبروتينات المكونة للقناة الموجودة في الأغشية، وهذا بدوره يمنع إزالة Ca + 2 من الساركوبلازم ويضمن التأثير الضار للكالسيوم على العضيات الخلوية. حتى الآن، تم إثبات قدرة مستقلبات LPO على تثبيط K+/Na+-ATPase للغشاء البلازمي والتسبب في التحلل الخلوي لخلايا الكبد مع تطور تخمر الدم. تعمل منتجات LPO على تعطيل الأداء الطبيعي لقنوات الكالسيوم من النوع L، والذي يصاحبه اضطرابات بالكهرباء في خلايا عضلة القلب. يؤدي فائضها إلى تحول في استقلاب حمض الأراكيدونيك، ونتيجة لذلك يقلل أحد المركبات الناتجة (حمض الهيدروأراكيدونيك 15) β- التحفيز الأدرينالي بسبب تثبيط هذا النوع من المستقبلات الأدرينالية. تؤدي منتجات هذه التفاعلات إلى إتلاف أغشية كريات الدم الحمراء، وأكسدة ألبومين المصل، وتعطيل تخليق الأحماض النووية في الخلايا.

تعمل أنواع الأكسجين المنشط ومنتجات بيروكسيد الدهون على إتلاف حمض الهيالورونيك والبروتيوغليكان والكولاجين والجلوبيولين المناعي. إن توليد أنواع الأكسجين المنشط التي لا يتم تعويضها بواسطة نظام مضادات الأكسدة يمكن أن يسبب تأثيرًا ضارًا على البطانة والغشاء القاعدي الوعائي بشكل مباشر أو غير مباشر من خلال تعطيل أنظمة مضادات الأكسدة. حبيبات الليبوفوسين القابلة للاكتشاف شكلياً، والتي تتكون من رواسب من أكاسيد الدهون الدهنية غير القابلة للذوبان والبروتينات، هي منتجات بيروكسيد الدهون.

تساهم منتجات ROS وبيروكسيد الدهون في الإنتاج المفرط وإطلاق عدد من السيتوكينات المؤيدة للالتهابات (عامل نخر الورم، إنترلوكين -1، إنترلوكين -6) ووسطاء الالتهابات (الهيستامين، البراديكينين، السيروتونين)، ومشتقات حمض الأراكيدونيك - الليكوترين، البروستاجلاندين والثرومبوكسان. يؤدي الإنتاج المفرط لـ ROS ومنتجات بيروكسيد الدهون إلى تنشيط حاد للنظام التكميلي على طول المسار البديل مع إطلاق الأنافيلاتوكسين.

2.1 مشاركة منتجات ROS وLPO في التسبب في الأمراض التي تصيب الإنسان

تتميز معظم أو جميع الحالات المرضية تقريبًا، والتي يصاحب مسارها مشاركة ROS، بما يسمى بحالة الإجهاد التأكسدي، والتي تتميز بالإنتاج المكثف لهذه المواد. تجدر الإشارة إلى أن حالة الإجهاد التأكسدي ليست مميزة للأمراض فحسب، بل تحدث أيضًا في الحالات الفسيولوجية القريبة من الإجهاد الجسدي والنفسي والعاطفي الشديد، والإرهاق، وكذلك أثناء شيخوخة الجسم. هناك "نظرية الجذور الحرة للشيخوخة"، منشئها د. هارمان، الذي أوجز الأحكام الرئيسية للنظرية لأول مرة في عام 1955. تعتمد نظرية هارمان على نظام من الحجج المرتبطة بقدرة الجذور الحرة على إتلاف الجزيئات الكبيرة بشكل غير محدد مثل مثل الحمض النووي والدهون والبروتينات، وترتبط عملية الشيخوخة بتراكم مثل هذه الأضرار في الجسم. في إطار هذه النظرية، لا يتم شرح شيخوخة الجسم فحسب، بل يتم أيضًا شرح مجموعة واسعة من العمليات المرضية المرتبطة بالشيخوخة: أمراض القلب والأوعية الدموية، واختلال وظائف المخ المرتبطة بالعمر، وكبت المناعة، والتسرطن وأنواع أخرى من الأمراض.

في جميع الأمراض التي يوجد فيها تفاعل التهابي كعنصر إلزامي، فإن الدور الرائد في تلف خلايا وأنسجة الجسم يلعبه ROS الذي تنتجه الكريات البيض، وخاصة الخلايا العصبية. على الرغم من أن الأشكال الأكثر تدميراً من أنواع ROS الناتجة عن الميلوبيروكسيديز تعمل في البلعمات في كريات الدم البيضاء، إلا أن العدلات قادرة على إفراز هذا الإنزيم في الفضاء خارج الخلية في موقع الالتهاب. يمكن أيضًا تحقيق تدمير العامل المُعدي أثناء تطور العملية الالتهابية على حساب الأضرار الجانبية التي تلحق بالأنسجة في موقع الالتهاب، في حين أن تلف الأنسجة المعتمدة على الأكسجين يكون مباشرًا وغير مباشر. ويتحقق هذا الأخير عندما يؤثر ROS على الجزيئات التنظيمية والمستجيبة، على سبيل المثال، البروتينات ومثبطات البروتيناز. يمكن لـ ROS تنشيط الأشكال الكامنة من كولاجيناز التي تفرزها العدلات بشكل مباشر، بالإضافة إلى تعطيل نشاط مثبط البروتيناز العالمي - α 2-ماكروجلوبيولين ومثبط محدد لبروتينات السيرين - α ı- مضاد التربسين. ROS، المتولدة داخل الخلايا والتي تخترق أيضًا غشاء الخلية، هي محفزات لتحريض موت الخلايا المبرمج.

تؤدي آلية الجذور الحرة لتلف البلازما والأغشية الميتوكوندريا والنووية والجينوم النووي والميتوكوندريا والبروتينات الدهنية في الدم إلى تلف الأوعية الدموية والحواجز النسيجية، والتي تلعب دورًا مهمًا وحاسمًا في كثير من الأحيان في التسبب في الأمراض الالتهابية الأكثر شيوعًا ، الطبيعة السامة والمناعة الذاتية.

تم الآن تحديد الدور الإمراضي لـ ROS لما يقرب من مئات الأمراض التي تصيب الإنسان. يحدث هذا في أمراض القلب والأوعية الدموية - أمراض القلب التاجية، واحتشاء عضلة القلب، وانسداد الشرايين الحاد في جزء من الأطراف، والتلف الإقفاري وإعادة ضخ الدم في الكلى والدماغ والأنسجة الأخرى، في تطور إعتام عدسة العين وتصلب الشرايين. لقد ثبت أن تكوين لويحات تصلب الشرايين في الطبقة الداخلية الوعائية يحدث بالمشاركة النشطة للجذور الحرة التي تتفاعل مع الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة. يعتمد التسبب في مرض الذئبة الحمامية الجهازية على زيادة حساسية الأحماض النووية (على وجه الخصوص، الحمض النووي النووي) للتأثيرات الضارة للجذور الحرة. العامل المؤهب للمرض هو اتباع نظام غذائي يحتوي على كميات زائدة من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة.

تلعب أنواع ROS دورًا مهمًا في أمراض القصبات الرئوية، سواء في الأمراض الحادة أو المزمنة (على سبيل المثال، انتفاخ الرئة والربو والتهاب الشعب الهوائية المزمن). الجذور الحرة مهمة للغاية في التسبب في متلازمة الضائقة التنفسية. إنه ROS الذي تنتجه العدلات الدموية التي تلعب الدور الرائد في تلف الحاجز البطاني السنخي، وتطور الوذمة الخلالية والصورة السريرية الكاملة لهذه المتلازمة. إن التحفيز المفرط والمطول لأنظمة الإنزيمات المسؤولة عن توليد الجذور النشطة للخلايا البالعة يكمن وراء آليات تكوين مرض الغبار المهني ومضاعفاته مثل داء الكولاجين الجهازي والانحطاط الخبيث للعناصر الخلوية في الرئتين وغشاء الجنب. كشفت دراسة استرجاعية طويلة الأمد أجريت في 23 بلداً تحت رعاية منظمة الصحة العالمية عن وجود اعتماد مباشر لحدوث أنواع معينة من الأورام الخبيثة في الرئتين والثدي والمبيض والمستقيم على كمية الدهون الحيوانية المستهلكة وكثافة بيروكسيد الدهون. العمليات في الجسم.

تشير العديد من الدراسات إلى أن عمليات الأكسدة الجذرية الحرة تكمن وراء التسبب في العديد من أمراض الكبد المزمنة، وأن التكوين المفرط لـ ROS ومنتجات بيروكسيد الدهون يتجلى في المراحل الأولى من العملية. يتجلى التأثير السمي الكبدي لجذور الأكسجين على أغشية الخلايا، والتي تعد الموقع الرئيسي لتخليق جذري أنيون الأكسيد الفائق. زيادة إنتاج ROS نتيجة لتحريض أوكسيديز الزانثين بواسطة الإنترفيرون يحدث حتى أثناء العدوى الفيروسية. تؤدي جذور الأكسجين إلى إتلاف الجهاز الغشائي لخلايا الكبد، وتدمير الطبقة الدهنية من أغشيتها، وكذلك إتلاف البروتينات - إنزيمات نظام أحادي الأكسجين. ترتبط شدة مرض الكبد المزمن والتشخيص به ارتباطًا وثيقًا بالحالة الوظيفية لنظام مضادات الأكسدة في خلايا الكبد.

التنشيط المفرط لـ LPO هو سبب ظهور ارتفاع ضغط الدم وتطوره. لقد ثبت أنه تحت تأثير ROS ومنتجات بيروكسيد الدهون، يتم تعطيل نفاذية أغشية الخلايا ونشاط Na+/K+-ATPase، مما يؤدي إلى تراكم الكالسيوم المتأين في الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤثر منتجات LPO الثانوية بشكل مباشر على توتر الأوعية الدموية. بالإضافة إلى تأثير مضيق الأوعية، تعمل جذور الأكسجين على تنشيط عمل الخلايا الليفية في الأنسجة الضامة، مما يؤدي إلى تطور التليف الشرياني الشعري، أي تغيرات لا رجعة فيها في الأوعية الدموية. يتطور الإجهاد التأكسدي دائمًا تقريبًا في الأمراض المعدية. يعد التكوين المفرط للجذور الحرة للأكسجين أحد الآليات الرائدة في التسبب في الأنفلونزا. يحدد توليد ROS الطفرات والنشاط البروتيني لفيروس الأنفلونزا، وتأثير الاعتلال الخلوي للعدوى الفيروسية، وتدمير شبكة الشعيرات الدموية وجدران الشعيرات الدموية، وتطور الالتهاب الرئوي المتكدس والوذمة الرئوية.

تعتبر الأضرار السامة التي تلحق بالخلايا العصبية بواسطة ROS ومنتجات بيروكسيد الدهون والإجهاد التأكسدي هي الآلية الرائدة في أمراض التنكس العصبي. قد يكون أحد أسباب تطور مرض التصلب المتعدد هو اضطرابات الميتوكوندريا المصحوبة بالإفراط في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية. الأكسجين النشط في مرض التصلب المتعدد له تأثير ضار مباشر على الجهاز العصبي المركزي وهو عامل مسبب لتطور المرض. يؤدي الضرر التأكسدي إلى موت الخلايا العصبية والدبقية، والذي يتجلى في إزالة الميالين وتشكيل بؤر الدباق في الجهاز العصبي المركزي. في 37% من المصابين بمرض باركنسون، يوجد خلل في المجمع الأول من السلسلة التنفسية في خلايا المادة السوداء. إن التراكم التدريجي لنواتج أيض الأكسجين ومنتجات بيروكسيد الدهون والبروتينات المعدنية وتطور الإجهاد التأكسدي في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي المركزي له أهمية خاصة في مرض الزهايمر ورقص هنتنغتون. ويرتبط تراكم الليبوفوسين في خلايا الجهاز العصبي المركزي في ظل هذه الظروف بمستوى الإنزيمات المضادة للأكسدة في أنسجة المخ.

ROS ومنتجات بيروكسيد الدهون لها تأثير مدمر مباشر على الأعضاء الداخلية وتؤدي إلى تطور فشل الأعضاء المتعددة بعد الإصابات الشديدة والحروق الشديدة. يكمن التحلل الإشعاعي للمياه، وتكوين جذور الأكسجين الحرة ومختلف مستقلبات بيروكسيد الدهون في التسبب في إصابات الإشعاع الحادة والمزمنة لدى البشر.

2.2 تشخيص عمليات البيروكسيد

لا توجد علامات سريرية واضحة على التنشيط المفرط للأكسدة الجذرية الحرة في جسم الإنسان. يصاحب تطور الإجهاد التأكسدي لدى المريض ما يلي:

علامات ضيق التنفس وفشله

الدورة الدموية (يحدث غالبًا نوع مفرط الديناميكي من الدورة الدموية) ؛

التحريض النفسي.

زيادة في درجة الحرارة أكثر من 37.5 درجة مئوية؛

رد فعل الألم الواضح.

يعتبر المؤلفون أن العلامات المخبرية للإجهاد التأكسدي هي:

زيادة في عدد الكريات البيض في الدم (> 10 آلاف) دون تحول النطاق في المستقبل القريب بعد الإصابة (10-12 ساعة)؛

زيادة مستويات الترانساميناسات ألانين والأسبارتيك في الدم.

زيادة تركيز الجلوكوز في البلازما > 7.0 مليمول/لتر؛

الحماض الاستقلابي غير المعوض (pH< 7,2);

للتشخيص المختبري لشدة الإجهاد التأكسدي وتحديد مؤشرات استخدام الأدوية ذات الخصائص المضادة للأكسدة، يُنصح بتقييم حالة نظام مضادات الأكسدة، وكذلك شدة التفاعلات الجذرية الحرة (عمليات LPO) في جسم المريض . يتضمن تقييم حالة نظام مضادات الأكسدة عادةً تحديد نشاط مضادات الأكسدة الأنزيمية الرئيسية (نشاط SOD والكاتالاز وبيروكسيداز الجلوتاثيون في كريات الدم الحمراء)، بالإضافة إلى محتوى حمض الأسكوربيك والتوكوفيرول والسيلينيوم في الدم. يتضمن التقييم الآلي لشدة تفاعلات الجذور الحرة تحديد منتجات تفاعل البيروكسيد في عينات الدم أو الأنسجة، والتي تشمل اتحادات ديين، ومالونديالدهيد، وقواعد شيف وأنواع الأكسجين التفاعلية. يتيح الجمع بين هذه المؤشرات تقييم حالة الروابط الرئيسية لنظام AO في الجسم، أي قدرته على منع التفاعلات المفرطة ذات الطبيعة الجذرية الحرة، والكثافة الفعلية لتفاعلات LPO وتوليف ROS. وبناء على ذلك يمكن اعتبار هذه الاختبارات بمثابة معايير مخبرية لتشخيص الإجهاد التأكسدي.

يعد التشخيص المختبري لشدة بيروكسيد الدهون ضروريًا للحكم على نشاط AO لدواء معين، لأنه بناءً على العلامات السريرية، من المستحيل تقييم تأثير عقار AO بشكل مناسب. لاحظ أن استخدام واحد فقط من الاختبارات المذكورة أعلاه لا يوفر معلومات كاملة. في بعض الأحيان يكون لديناميكيات مؤشرات شدة التفاعلات الجذرية الحرة ومحتوى AO في الجسم الاتجاه المعاكس. في بعض الحالات، لا تكون التقلبات في محتوى منتجات تفاعل الجذور الحرة مصحوبة بتغيرات في مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية، والعكس صحيح. قد لا يؤدي التكثيف الحاد لتفاعلات الجذور الحرة وتراكم منتجات هذه التفاعلات في الدم إلى تغيير في محتوى ونشاط المكونات الرئيسية لنظام AO. للحصول على تفسير سريري موثوق وكافي للنتائج التي تم الحصول عليها، ليس فقط القيمة المطلقة للمؤشرات لها أهمية أساسية، ولكن ديناميكياتها على خلفية تدابير العلاج.

المعايير المخبرية لتشخيص الإجهاد التأكسدي

تقييم حالة نظام مضادات الأكسدة لدى المريض تحديد شدة تفاعلات الجذور الحرة محتوى ونشاط الإنزيمات المضادة للأكسدة في كريات الدم الحمراء أو الخلايا الأخرى المتاحة للدراسة: ديسموتاز فوق أكسيد الكاتلاز الجلوتاثيون بيروكسيدازالمحتوى في بلازما الدم (المصل) من المنتجات الأولية والثانوية والمتوسطة من بيروكسيد الدهون: مترافق دييني مالونديالدهيد قواعد شيفمحتوى مضادات الأكسدة منخفضة الوزن الجزيئي في الدم: حمض الاسكوربيك توكوفيرول السيلينيوممحتوى الأشكال التفاعلية (الجذرية) من الأكسجين في الدم: جذر أنيون الأكسيد الفائق الأكسجين المفرد المستوى الإجمالي للجذور كل من المؤشرات المقترحة له مزاياه وعيوبه. المتطلبات الرئيسية للطرق المختبرية هي الدقة وسهولة التنفيذ والاستنساخ الجيد. إن سهولة تحضير العينات للاختبار وإمكانية تخزينها أمر مرغوب فيه، مما يجعل من الممكن عدم إجراء جميع الاختبارات مؤقتا. الطريقة الأكثر استخدامًا في البحث التجريبي والممارسة السريرية لتحديد المالونديالدهيد في التفاعل مع حمض الثيوباربيتوريك ليست مؤشرًا دقيقًا يعكس مسار عمليات بيروكسيد الدهون، لأنه أثناء التفاعل يتفاعل حمض الثيوباربيتوريك مع مواد غير دهنية تحتوي على مجموعة كيتو، على سبيل المثال، مع الجلوكوز. يلعب تفاعل حمض الثيوباربيتوريك مع المالونديالدهيد، الموجود في البداية في الأنظمة الدهنية، دورًا غير مهم من الناحية الكمية. ومع ذلك، منذ ما يقرب من ثلاثين عامًا، كانت هذه الطريقة هي الأكثر استخدامًا من قبل معظم الباحثين عند دراسة عمليات بيروكسيد الدهون في الأنظمة البيولوجية المختلفة. وتشمل مزاياها البساطة والسرعة النسبية في التنفيذ، فضلاً عن إمكانية تكرار النتائج بشكل جيد. الطرق الشائعة الأخرى لتقييم شدة تفاعلات LPO هي تحديد مستوى المنتجات الأولية والمتوسطة لهذه التفاعلات، أي اقترانات ديين وقواعد شيف. الأساليب دقيقة وسهلة نسبيا لإعادة إنتاجها. وتشمل عيوبها استحالة تخزين العينات المختارة، لذا يجب إجراء الدراسات فورًا أو خلال نصف ساعة بعد جمعها. مؤشر أكثر دقة وكافية لكثافة وشدة ردود الفعل الجذرية الحرة، وبالتالي، حالة نظام مضادات الأكسدة في الجسم هو تحديد ROS - السلائف الرئيسية لتفاعلات LPO؛ يتم إجراء قياس سريع ودقيق لمستواه في الدم الكامل بطريقة الإنارة. اعتمادًا على نوع الفوسفور المستخدم (لومينول، وسيجينين، وما إلى ذلك)، من الممكن تحديد كلا النوعين الفرديين من أنواع ROS وكميتها الإجمالية. هذه الطريقة سريعة ويمكن التوصية بها للتشخيص السريع. تسمح لك هذه التقنية بتخزين عينات الدم المعالجة بالهيبارين للبحث لمدة تصل إلى 12 ساعة عند درجة حرارة +4 درجة مئوية، أي في ثلاجة منزلية عادية.

المؤشرات الرئيسية التي تميز نظام الأكسدة ومضادات الأكسدة.

يتم تقييم شدة LPO من خلال التركيز في الدم والسوائل البيولوجية الأخرى لمنتجات التفاعل المتوسطة والنهائية.

Malondialdehyde (MDA) هو المنتج النهائي لـ LPO.

التركيز الطبيعي في الدم هو 2.5-6.0 ميكرومتر / لتر. يعتمد على طريقة التحديد، بحيث يكون لكل مختبر الفاصل الزمني المرجعي الخاص به.

الزيادة في التركيز دليل على زيادة LPO وتعطيل الحماية المضادة للأكسدة.

تحديد المالونديالدهيد في الدم بطريقة قياس الفلور (Fedorova T. N., Koryatsiva T. S., Larsky E. G.)

مبدأ الطريقة: يتفاعل حمض الثيوباربيتوريك (TBA) في بيئة حمضية مع الديالدهيدات ذات الوزن الجزيئي المنخفض (حمض المالونيك بشكل أساسي) لتشكيل مركب وردي اللون.

القيم القياسية: 3.7 ± 0.12 وحدة.

تعديل تحديد منتجات بيروكسيد الدهون في التفاعل مع حمض الثيوباربيتوريك (Korobeinikov E. N.)

مبدأ الطريقة: عند تسخينها في بيئة حمضية، يتحلل جزء من منتجات LPO التي تنتمي إلى فئة الهيدروبيروكسيدات مع تكوين المالونديالدهيد، الذي يؤدي تفاعل جزيء منه مع جزيئين من حمض الثيوباربيتوريك إلى تكوين مجمع ملون.

القيم القياسية: 3.69±0.14 نانومول/لتر.

تحديد بيروكسيدات الدهون في التفاعل مع حمض الثيوباربيتوريك (Gavrilov V. B.، Gavrilova A. R.، Mazhul L. M.)

مبدأ الطريقة: يتفاعل حمض الثيوباربيتوريك مع المالونديالدهيد، الذي يتشكل أثناء بيروكسيد الأحماض الدهنية غير المشبعة التي تحتوي على 2-3 روابط ديين، لتشكيل منتج وردي مع أقصى امتصاص عند 535 نانومتر.

القيم القياسية: 100-120 نانومول/لتر.

تحديد اتحادات الديين في بلازما الدم عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية

مستخلصات الهيبتان والأيزوبروبانول (Gavrilov V.B.،

جافريلوفا إيه آر، خامارا إن إف)

مبدأ الطريقة: تعتمد الطريقة على قياس شدة الامتصاص في منطقة 223-234 نانومتر، الناتجة عن هياكل ديين المترافقة (المستخرجة سابقًا من البلازما) والتي تنشأ أثناء تكوين هيدرو بيروكسيدات الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة.

التحديد الطيفي لمحتوى هيدرو بيروكسيدات الأسيل (اقترانات ديين) في بلازما الدم (المصل).

يعتمد مبدأ الطريقة على تحديد محتوى منتجات بيروكسيد الدهون الأولية في الدم عن طريق امتصاص تدفق الضوء أحادي اللون بواسطة مستخلص الدهون في منطقة الأشعة فوق البنفسجية من الطيف (233 نانومتر).

الفيتامينات ذات الخصائص المضادة للأكسدة.

فيتامين أ (الريتينول) هو فيتامين قابل للذوبان في الدهون ويوجد في المنتجات الحيوانية على شكل A وA2، وفي النباتات على شكل بروفيتامين - كاروتين، وأكثرها نشاطًا هو البيتا كاروتين.

تركيز المصل الطبيعي هو 1.05-2.27 ميكرومتر/لتر أو 300-650 ميكروجرام/لتر.

يساهم نقص فيتامين أ، والذي يمكن أن يحدث ليس فقط مع نقص الريتينول أو الكاروتين في الطعام، ولكن أيضًا بسبب ضعف الامتصاص بسبب الأمراض المعوية، وكذلك مع كمية صغيرة من الدهون والبروتين في الطعام، في زيادة LPO. تعاني ظهارة الأعضاء المختلفة والعين بدرجة أكبر (انتعاش بطيء للأرجواني البصري - رودوبسين). ويتجلى ذلك في زيادة التعرض لأمراض القصبات الرئوية والتهابات المسالك البولية والأغشية المخاطية للعينين والجلد وانخفاض حدة البصر في الظلام ("العمى الليلي").

فيتامين E (توكوفيرول) هو مجموعة من المواد، من بينها ألفا توكوفيرول لديه أكبر نشاط. فيتامين قابل للذوبان في الدهون ويعمل جنبًا إلى جنب مع فيتامين أ. في مصل الدم والخلايا، يرتبط الجزء الرئيسي بالبروتينات الدهنية.

تحديد مستوى ألفا توكوفيرول في بلازما الدم.

مبدأ الطريقة: يتم استخلاص بلازما ألفا توكوفيرول بخليط من الإيثانول والهكسان. يتم تبخر مرحلة الهكسان المحددة. تتم إضافة كلوريد الحديديك إلى البقايا الناتجة، والتي يمكن اختزالها من الحالة ثلاثية التكافؤ إلى الحالة الثنائية التكافؤ تحت تأثير مضادات الأكسدة (وفي المقام الأول ألفا توكوفيرول). يتم الحكم على كمية ألفا توكوفيرول من خلال محتوى الحديد المخفض، والذي يتم تحديده من خلال التفاعل مع ألفا -2، ألفا -2 ديبيريديل، مصحوبًا بتكوين مركب أحمر.

التركيز الطبيعي في مصل الدم هو 5-20 ملغم / لتر.

يمكن تحديد درجة إمداد الجسم بفيتامين E من خلال التحديد المباشر لتركيزه في الدم، وبشكل غير مباشر من خلال تحديد مقاومة بيروكسيد كريات الدم الحمراء.

تعتبر مقاومة البيروكسيد في كريات الدم الحمراء (PRE) مؤشرًا على تزويد الأغشية بمضادات الأكسدة، وخاصة فيتامين E، ومقاومتها للتأثيرات الضارة للبيروكسيدات.

القيمة الطبيعية تصل إلى 10%.

تشير الزيادة إلى عدم كفاية الحماية المضادة للأكسدة لأغشية الخلايا، والقابلية العالية لبيروكسيد الدهون والقدرة على التحمل. هناك تقلبات موسمية في تخطيط موارد المؤسسات مع زيادة في نسبة انحلال الدم البيروكسيدي في الربيع. .

فيتامين C (حمض الأسكوربيك) هو فيتامين قابل للذوبان في الماء، وعلى عكس الحيوانات، لا يتم تصنيعه في جسم الإنسان ويأتي فقط مع الطعام. يمنع أكسدة الفيتامينات A وE، ويعيد الأشكال المؤكسدة من الإنزيمات والركائز المختلفة، ويشارك في عدد كبير من التفاعلات الأيضية. ينظم نفاذية جدار الأوعية الدموية، ويزيد بشكل كبير من مقاومة الجسم للالتهابات، وهو ضروري لتكوين الكولاجين، وشفاء الجروح والحروق.

التركيز الطبيعي:

في الدم -6-20 ملغم/لتر،

في البول -20-30 ملغ/يوم.

الاحتياجات اليومية - 45-60 ملغ؛ يزداد بشكل ملحوظ مع الإجهاد الجسدي والعصبي، ودرجات الحرارة المنخفضة والمرتفعة، والإشعاع، والتدخين (سيجارة واحدة تدمر 25 ملغ من فيتامين سي)، والحمل والرضاعة، والأمراض المزمنة في الجهاز الهضمي، وتناول المضادات الحيوية والسلفوناميدات. لا ينصح باستخدام حمض الأسكوربيك لمرضى السرطان أثناء العلاج الإشعاعي والكيميائي.

يساهم نقص فيتامين C في الغذاء في زيادة بيروكسيد الدهون، واضطرابات التمثيل الغذائي للعديد من المواد، ووظائف الجهاز العصبي والغدد الصماء، وانخفاض مقاومة الالتهابات ويتجلى في الضعف، وزيادة التعب، والتهيج، والألم في الأطراف وأعراض أخرى غير محددة. نقص الفيتامينات على المدى الطويل يسبب تطور الاسقربوط.

الانزيمات المضادة للأكسدة.

إن إنزيم ديسموتاز الفائق أكسيد (SOD) هو إنزيم يحفز تفاعل تحييد جذر الأكسيد الفائق O2. وهو الإنزيم الرئيسي للدفاع ضد الجذور داخل الخلايا. النشاط الطبيعي في كريات الدم الحمراء (طريقة الاسترداد NBT) هو 1.04 ± 0.05 arb. وحدة / ملجم هيموجلوبين. تختلف القيم المطلقة حسب الكواشف المستخدمة. الأكثر سهولة للتحليل هو SOD كريات الدم الحمراء التي تحتوي على CuZn.

تحديد نشاط SOD في كرات الدم الحمراء بطريقة R. Fried. مبدأ الطريقة: تعتمد الطريقة على تحديد درجة تثبيط تفاعل الاختزال لرباعي النيتروبلويوم بواسطة جذور الأكسيد الفائق تحت تأثير SOD كريات الدم الحمراء.

يتم إجراء دراسة نشاط SOD في درجة حرارة الغرفة. يجب سحب الدم باستخدام الهيبارين. يمكن أن يظل الإنزيم مستقرًا لمدة تصل إلى أسبوع عند تخزينه في درجة حرارة +4 درجة مئوية.

يتم التعبير عن نشاط الإنزيم بوحدات تعسفية (وحدات تعسفية). يعتبر تثبيط عملية اختزال نيتروبلو تيترازوليوم بنسبة 50% مقارنة بعينة التحكم هو 1 أرب. وحدات

القيم القياسية: 1.04±0.3/مجم هيموجلوبين.

خلال الفترة الأولية لزيادة تكوين الجذور الحرة، يزداد نشاط SOD لتحييدها. إذا استمرت عملية التكوين الجذري في التكثيف، ففي مرحلة معينة، يتم استنفاد الاحتياطيات التعويضية وينخفض ​​نشاط SOD إلى ما دون المعدل الطبيعي، مما يشير إلى تعويض تعويض آلية الحماية هذه.

لوحظ زيادة في نشاط SOD في التسمم بالحشيش، ورابع كلوريد الكربون، والأميتريبتيلين، ومركبات الفوسفور العضوية، وحمض الأسيتيك، وتسمم الدم، والسل البؤري، وسرطان الدم، وضمور العضلات دوشين، والتليف الكيسي، والثلاسيميا، واحتشاء عضلة القلب، والأمراض العقلية.

زيادة نشاط SOD دون تنشيط أو غياب إنزيمات مضادة للأكسدة أخرى - الكاتالاز (نقص، أكاتالاسيميا)، البيروكسيداز هو تغيير غير موات للجسم بسبب تراكم بيروكسيد الهيدروجين - وهو نتاج تفاعل ديسموتاز الفائق أكسيد.

ويلاحظ انخفاض في نشاط SOD في حالة التسمم بأول أكسيد الكربون، ومركبات الرصاص، والكادميوم، مع تسمم الدم، مع مرض نقص تروية القلب، وتصلب الشرايين الدماغية، مع الصرع، عند الأطفال حديثي الولادة الذين يعانون من متلازمة الضائقة التنفسية، مع اعتلال الشبكية، عند النساء الحوامل المصابات بالتسمم المتأخر (اختبار تشخيصي لتحديد نقص الأكسجة داخل الرحم لدى الجنين). ينبغي اعتبار المستويات المنخفضة من نشاط الإنزيم علامة إنذار غير مواتية، تشير إلى انخفاض في المقاومة غير المحددة للجسم.

يُنصح بتحديد نشاط SOD من خلال الدراسة المتزامنة لمكونات AOD الأخرى ومؤشرات LPO.

الكاتلاز هو إنزيم يحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى أكسجين وماء. تم العثور على الحد الأقصى للمبلغ في خلايا الدم الحمراء. لديه وظيفة وقائية مضادة للأكسدة محددة ضد الخلايا البطانية.

النشاط الطبيعي هو 18.4 - 25.0 ميكرو وحدة / كريات الدم الحمراء.

في المرحلة التعويضية الأولية للتكوين الجذري هناك زيادة في نشاط الإنزيم، وفي مرحلة المعاوضة هناك انخفاض. مع التقدم في السن، يتناقص نشاط الإنزيم.

تحديد نشاط الكاتلاز باستخدام طريقة E. Beutler.

مبدأ الطريقة: تعتمد الطريقة على تحديد معدل تحلل بيروكسيد الهيدروجين بالمللي مولار/دقيقة طيفيًا عند طول موجي 230. يضاف الإيثانول لتثبيت الهيموليزات وتحلل مركب بيروكسيد الهيدروجين الكاتالاز.

تحديد نشاط الكاتلاز في الدم باستخدام طريقة باخ وزوبكوفا.

مبدأ الطريقة: تعتمد الطريقة على تحديد كمية بيروكسيد الهيدروجين التي يدمرها الإنزيم خلال 30 دقيقة. في التجربة، يتم تحديد كمية بيروكسيد الهيدروجين التي لم يتم تدميرها أثناء تفاعل الكاتالاز؛ وفي التحكم، يتم تحديد كمية البيروكسيد المأخوذة في عينة مع الإنزيم المعطل بالغليان. تتم معايرة بيروكسيد الهيدروجين مع برمنجان البوتاسيوم في وسط حمضي. رد الفعل يتبع المعادلة:

2KMnO + 5H2O2 + 4 H2 SO + 2 KMnSO + 8H2O +5O2

يتوافق الفرق بين أرقام المعايرة للتحكم والتجربة مع كمية بيروكسيد الهيدروجين التي تم تدميرها تحت تأثير الكاتلاز.

القيم القياسية:

طريقة قياس المعايرة: رقم الكاتلاز 12-20. في واحد ميكرولتر. يحتوي دم الرجال على 4·10-5·10 كريات الدم الحمراء، ويحتوي دم النساء على 3.9·10 - 4.7·10 كريات الدم الحمراء.

الطريقة الضوئية: وفقًا لـ E. Beutler 15.31·10 ± 2.39·10 IU/g hemeglobin.

لوحظت زيادة في نشاط الكاتالاز في حالات انحلال الدم، أثناء التدخلات الجراحية التي تتم تحت التخدير الموضعي، لدى الأطفال الذين يعانون من أمراض القصبات الرئوية، والتهاب المفاصل الروماتويدي، وتضخم الغدة الدرقية التسمم الدرقي.

لوحظ انخفاض في نشاط الكاتلاز في الأمراض المعدية وفقر الدم بسبب نقص الحديد ومتلازمة سوء الامتصاص والسرطان عند الأطفال حديثي الولادة المصابين بمتلازمة الضائقة التنفسية والتسمم المزمن بالفوسفور والزرنيخ والرصاص والزئبق والتخدير العام ووصف المضادات الحيوية. يُنصح بتحديد نشاط الكاتالاز من خلال دراسة متزامنة لنشاط إنزيمات AO الأخرى ومحتوى الميثيموغلوبين ومنتجات بيروكسيد الدهون.

الطريقة الأكثر شيوعًا لتحديد نشاط الموارد الوراثية هي الطريقة الطيفية. من بين الطرق الأخرى، تجدر الإشارة إلى التحديد اللوني لنشاط الموارد الوراثية بمعدل تكوين الجلوتاثيون المخفض أثناء المعايرة اليودومترية أو باستخدام تفاعل اللون مع النيتروبروسيد.

تحديد نشاط الموارد الوراثية بطريقة بيوتلر.

مبدأ الطريقة: تعتمد الطريقة على التحديد الطيفي لكمية الإنزيم المساعد NADPH المستهلك أثناء التفاعل الأنزيمي، مع الأخذ في الاعتبار التغير في الامتصاص عند 340 نانومتر. يتوافق الطول الموجي البالغ 340 نانومتر مع الحد الأقصى لامتصاص الإنزيم المساعد المخفض. أثناء التفاعل، كما يتأكسد NADPH، تنخفض الكثافة البصرية لعينة الحضانة.

يزداد نشاط GR بشكل ملحوظ في مصل المرضى الذين يعانون من الساركوما، وفي المرضى الذين يعانون من سرطان الثدي وفي أمراض الأورام الأخرى. لوحظت زيادة في هرمون النمو في حالات التهاب الكبد واليرقان الانسدادي، وبشكل أقل شيوعًا في تليف الكبد. يمكن تحديد قيم النشاط العالية أثناء احتشاء عضلة القلب الحاد. كقاعدة عامة، يصاحب فقر الدم الضخم الأرومات زيادة في مستوى نشاط هرمون النمو.

الجلوتاثيون بيروكسيديز (GP). يحفز تفاعل أكسدة الجلوتاثيون G-SH مع بيروكسيد الهيدروجين (التفاعل الأول) أو هيدرو بيروكسيدات ROOH (التفاعل الثاني)، المتكون نتيجة LPO.

تعتبر مساهمة HP في تحييد بيروكسيد الهيدروجين أكثر أهمية مقارنة بالكاتلاز. لديه تقارب أكبر لبيروكسيد الهيدروجين ويتحلله حتى عند التركيزات المنخفضة. يحتوي الموقع النشط للإنزيم على السيلينيوم. يوجد 4 جرام من ذرة السيلينيوم لكل 1 مول من الإنزيم.

تحديد نشاط GP باستخدام طريقة E. Beutler.

مبدأ الطريقة: تعتمد الطريقة على تحديد معدل تكوين الجلوتاثيون المؤكسد، والذي يتم تحديد محتواه في تفاعل اختزال الجلوتاثيون المقترن بدرجة أكسدة NADPH عند 340 نانومتر.

G - S - S - G + NADPH → 2G - SH + NADP

يستخدم هيدروبيروكسيد تي بوتيل كهيدروبيروكسيد.

القيم القياسية: وفقًا لـ Beutler 30.8±4.73 وحدة دولية/جرام من الهيموجلوبين (عند أخذ الدم باستخدام EDTA) و34.2±3.84 وحدة دولية/جرام من الهيموجلوبين (في الدم المعالج بالهيبارين). وفقًا لتيتز: 19.9 ± 0.31 وحدة دولية / مول الهيموجلوبين و 0.89 ± 0.14 أسبوع / كريات الدم الحمراء.

لوحظ زيادة النشاط في نقص هيدروجيناز الجلوكوز 6 فوسفات , α- الثلاسيميا، وسرطان الدم الليمفاوي الحاد.

ويلاحظ انخفاض في نشاط GP في فقر الدم بسبب نقص الحديد، والتسمم بالرصاص، وفقر الدم المنجلي، ونقص السيلينيوم.

سيرولوبلازمين (أكسيداز النحاس). بروتين سكري يحتوي على النحاس α2- جزء الجلوبيولين. تتنوع وظائف السيرولوبلازمين: فهو الأكسيداز الرئيسي لبلازما الدم، وهو أحد المواد المتفاعلة في المرحلة الحادة، وينقل النحاس لتخليق SOD وأكسيداز السيتوكروم. يُظهر السيرولوبلازمين خصائص AO خارج الخلية دون تكوين أي جذور.

بروتين السيرولوبلازمين النقي له لون أزرق كثيف.

تُستخدم طريقة القياس اللوني البسيطة التي اقترحها رافين على نطاق واسع في التعديل (S.V. Bestuzhevoy وV.G. Kolba).

هناك طرق بحث أخرى: قياس الكلى، وقياس المانومتر، والمناعية. باستخدام الطريقة المانومترية، يتم التفاعل في جهاز واربورغ؛ ويتم قياس معدل استهلاك الأكسجين (ميكرومول من الأكسجين المستهلك في دقيقة واحدة لكل 1 لتر من المصل في ظل ظروف معينة). ولوحظ وجود ارتباط ممتاز بين القيم التي تم الحصول عليها بطريقة قياس الألوان Revin والطريقة الأحادية. تم تعديل طريقة القياس اللوني لاستخدامها في المحلل التلقائي.

تحديد نشاط السيرولوبلازمين باستخدام طريقة Revin المعدلة.

مبدأ الطريقة: تعتمد الطريقة على الأكسدة غير الأنزيمية لـ n- فينيلينيديامين مع السيرولوبلازمين. يتم إيقاف التفاعل بإضافة فلوريد الصوديوم. يتم استخدام الكثافة البصرية للمنتجات الملونة الناتجة للحكم على تركيز السيرولوبلازمين.

يزيد مستوى السيرولوبلازمين في المصل في الأمراض المعدية المختلفة، في العمليات الالتهابية الحادة والمزمنة المصحوبة بتغيرات مدمرة ونخرية في الأنسجة، في النمو الخبيث والفصام.

نشاط مضادات الأكسدة (AOA) عبارة عن مجموعة معقدة من التفاعلات الأنزيمية وغير الأنزيمية للربط والتحلل لمنتجات البيروكسيد الوسيطة التي تمنع أكسدة الجذور الحرة للدهون. يتم تحديده في أغلب الأحيان عن طريق اللمعان الكيميائي في الأنظمة النموذجية.

القيمة الطبيعية لمصل الدم هي 60-75%.

يضمن المستوى العالي من AOA مقاومة تلف البيروكسيد لأغشية الخلايا ومستوى منخفض من بيروكسيد الدهون.

المستوى المنخفض من AOA يعزز زيادة بيروكسيد الدهون، وتثبيط عمليات الانتشار والتجديد.

تكمن الأهمية السريرية لتحديد AOA في أن بعض العمليات المرضية تتطور على خلفية زيادة AOA، بينما تتطور عمليات أخرى على خلفية انخفاض AOA وبالتالي تتطلب تصحيحًا متعدد الاتجاهات. .

خاتمة

وبالتالي، فإن أساس الحفاظ على توازن الجذور الحرة هو التوازن بين العمليات المؤيدة للأكسدة ومضادات الأكسدة التي تحافظ على البيروكسيد ضمن حدود لا تتوافق مع الحياة فحسب، ولكنها مفيدة لها أيضًا. إن انتهاك هذا التوازن هو نقطة البداية لبدء "علم أمراض الجذور الحرة". يتميز انهيار الحماية المضادة للأكسدة بتطور أضرار الجذور الحرة لمختلف مكونات الخلايا والأنسجة. جميع المكونات الخلوية معرضة للأكسدة بدرجة أو بأخرى، ولكن هذه العملية تكون أكثر وضوحًا في هياكل الدهون (الفوسفوليبيد)، خاصة في الطبقة الدهنية الثنائية للأغشية. وقد لوحظ انتهاك التوازن المؤيد ومضادات الأكسدة، المصحوب بزيادة في تركيز منتجات بيروكسيد الدهون في أنسجة وسوائل الجسم، في مجموعة واسعة من الأمراض: الأمراض الالتهابية، وأمراض القلب والأوعية الدموية، والأورام، والمعدية، والحروق والإشعاع ، مع تأثيرات سامة مختلفة، وكذلك مع شيخوخة الجسم. كل هذا يسمح للباحثين بالنظر إلى تنشيط LPO كعنصر عالمي في استجابة الجسم غير المحددة للتأثيرات الشديدة، أي. كجزء من الاستجابة للضغط النفسي.

ويترتب على ما سبق أن آلية الحفاظ على التوازن المؤيد للأكسدة ومضادات الأكسدة معقدة للغاية. من ناحية، تعمل العوامل والركائز المؤكسدة والمؤيدة للأكسدة: الأكسجين الجزيئي، OH ˙, الهيدروبيروكسيدات، البيروكسيدات العضوية، الإيبوكسيدات، الركائز المؤكسدة بسهولة (الدهون)، الإنزيمات المؤكسدة وأيونات المعادن الحرة ذات التكافؤ المتغير، الناقلات العصبية (الكاتيكولامينات). ومن ناحية أخرى، تحتوي المكونات المضادة للأكسدة؛ الإنزيمات (SOD، GPO، ترانسفيراز الجلوتاثيون، الكاتالاز)، الهرمونات (الستيرويد والغدة الدرقية)، الأمينات الحيوية (السيروتونين، الهيستامين)، مضادات الأكسدة القابلة للذوبان في الدهون - مكونات الغشاء (التوكوفيرول، يوبيكوينون، الرتينوئيدات، الكاروتينات، المركبات الفينولية)؛ مضادات الأكسدة القابلة للذوبان في الماء (مركبات الثيول، الأسكوربات، الفينولات القابلة للذوبان في الماء)؛ أيونات السيلينيوم - خالية وكجزء من الإنزيمات المضادة للأكسدة.

للتشخيص المختبري لشدة الإجهاد التأكسدي وتحديد مؤشرات استخدام الأدوية ذات الخصائص المضادة للأكسدة، يُنصح بتقييم حالة نظام مضادات الأكسدة، وكذلك شدة التفاعلات الجذرية الحرة (عمليات LPO) في جسم المريض . ونتيجة لتحليل الأدبيات، يمكننا أن نستنتج أنه من أجل تقييم حالة شدة بيروكسيد الدهون في جسم الإنسان، فمن الضروري استخدام نهج تكاملي لا يتم استخدام سوى واحد من الاختبارات المذكورة أعلاه تقديم معلومات كاملة. أيضًا، يعد التشخيص المختبري لشدة بيروكسيد الدهون ضروريًا للحكم على نشاط AO لدواء معين، لأنه بناءً على العلامات السريرية، من المستحيل تقييم تأثير عقار AO بشكل مناسب.

قائمة المصادر المستخدمة

Dubinina، E. E. الإجهاد التأكسدي كرد فعل لتكيف الجسم مع الظروف القاسية / E. E. Dubinina // قضايا الكيمياء الطبية. - 2001. - العدد 6. المجلد 47 - ص561-581.

Balabolkin، M. I. دور الإجهاد التأكسدي في التسبب في مضاعفات الأوعية الدموية لمرض السكري / M. I. Balabolkin، E. M. Klebanova // مشاكل الغدد الصماء. - 2000. - رقم 6. - ص29-34.

فلاديميروف، يو.أ. الجذور الحرة في الأنظمة الرئيسية / Yu.A. فلاديميروف، أ. عزيزوفا. حررت بواسطة منظمة العفو الدولية. ديف. - م: فينيتي، سلسلة الفيزياء الحيوية، 1991. - 252 ص.

الشوارد الحرة. التعريف والتسمية والتصنيف [المورد الإلكتروني] / الأكاديمي بالأكاديمية الروسية للعلوم الطبية البروفيسور فلاديميروف يو.أ. - 2006. - وضع الوصول: #"justify">فلاديميروف، يو.أ. بيروكسيد الدهون في الأغشية البيولوجية / Yu.A. فلاديميروف، أ. أرشاكوف. - م: الطب 1972. - 252 ص.

شانين، يو.ن. العلاج بمضادات الأكسدة في الممارسة السريرية / Yu.N. شانين، V. يو شانين، E. V. زينوفييف. - سانت بطرسبرغ، إلبي - SPb.، 2003 - 128 ص.

زايتشيك، أ.ش. الفيزيولوجيا المرضية العامة (مع أساسيات علم المناعة) / أ.ش. زايتشيك، إل.بي. تشوريلو. - سانت بطرسبرغ، إلبي - سانت بطرسبرغ، 2005. - 656 ص.

Kashulina، A.P. دور أكسدة بيروكسيد الجذور الحرة في علم الأمراض وطرق دراستها / A.P. Kashulina، E.N Sotnikova // Med. مستشار. - 1996. - العدد 2. - ص20-24.

Bueverov، A. O. الاكسدة ودورها في تلف الكبد / A. O. Bueverov. // المجلة الروسية لأمراض الجهاز الهضمي. - 2002. - العدد 4. - ص21-25.

Khutsishvili، M. B. العمليات الجذرية الحرة ودورها في التسبب في بعض الأمراض / M. B. Khutsishvili، S. I. Rapoport. // الطب السريري. - 2002. - العدد 10. - ص10-16.

تروي، سي.إم. يؤدي التنظيم السفلي لديسموتاز فوق أكسيد النحاس والزنك إلى موت الخلايا المبرمج في الخلايا العصبية PC 12 / C.M. تروي // بروك. ناتل. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية. - 1994. - العدد 14. - ص 6384 – 6387.

بولديريف، A. A. مقدمة في علم الأغشية الحيوية: كتاب مدرسي. بدل / إد. أ.بولديريفا. - م: دار النشر جامعة موسكو الحكومية، 1997. - 208 ص.

الأضرار التي لحقت بمكونات الأغشية البيولوجية أثناء العمليات المرضية [مصدر إلكتروني] / م.: - 2006. - وضع الوصول: #"justify">Radi, R. بيروكسينيتريت بيروكسيد الدهون في الغشاء الناجم عن: القدرة السامة للخلايا للأكسيد الفائق وأكسيد النيتريك / R .رادي //قوس. الكيمياء الحيوية. بيوفيس. - 1991. - رقم 2. - ص 481-487.

دانيلوفا، L. A. مجموعة من أساليب البحث المختبري / إد. إل إيه دانيلوفا. - سانت بطرسبرغ: بيتر، 2003. - 736 ص.

ليفشيتس، ف.م. V. I. Sidelnikova. ""الفحوصات المخبرية الطبية"." الدليل. الطبعة الثانية مصححة وموسعة / ف.م. ليفشيتس، في. آي سيديلنيكوفا - م: "ثالوث - X"، 2003. - 312 ص.

نيكولاييف، أ. الكيمياء البيولوجية / نيكولاييف أ. - م.: وكالة المعلومات الطبية، 2001. - 496 ص.

أعمال مماثلة ل - التشخيص المختبري لشدة بيروكسيد الدهون

أكسدة بيروكسيد

عملية سلسلة معقدة متعددة المراحل لأكسدة الأكسجين للركائز الدهنية، وخاصة الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة، بما في ذلك مراحل تفاعل الدهون مع مركبات الجذور الحرة وتكوين الجذور الحرة ذات الطبيعة الدهنية. تلعب الدهون الفوسفاتية في الأغشية البيولوجية دورًا مهمًا في حياة الكائنات الحية. يعد تعزيز عمليات O. p أمرًا ضروريًا في المسببات المرضية للعديد من الأمراض وتطور عواقب التأثيرات الشديدة المختلفة.

أكسدة البيروكسيد هي حالة خاصة من أكسدة الهيدروكربونات في الطور السائل. إنها عملية سلسلة نموذجية ذات تفرع واضح. O. p. يمكن أن تشمل مراحل الأكسدة الذاتية غير الأنزيمية والتفاعلات الأنزيمية. تؤدي المسارات الأنزيمية وغير الأنزيمية لإنتاج الأكسجين إلى تكوين الجذور الحرة للدهون في عدة مراحل رئيسية: البدء (نواة السلسلة)، واستمرار السلسلة؛ فرع السلسلة ; المنتجات الجزيئية ذات السلسلة المنتهية، والمنتجات الجزيئية، والمنتجات الجزيئية، حيث RH هي ركيزة الأكسدة (الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة). تلعب ما يسمى بأنواع الأكسجين التفاعلية، وهي في المقام الأول جذور الأكسجين التي تحتوي على إلكترونات غير متزاوجة، دورًا حاسمًا في بدء العتامة. نتيجة لاختزال الأكسجين الجزيئي O 2 في الخلايا بمقدار إلكترون واحد، يتشكل جذر أنيون الأكسيد الفائق، والذي يحدث في سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا، البلاستيدات الخضراء، في التفاعلات المحفزة بواسطة بعض الإنزيمات المؤكسدة، أثناء الأكسدة الذاتية للأمينات الأحادية و مركبات أخرى. أثناء تفاعل التفكيك لجذور الأكسيد الفائق، يتم تشكيل جزيء من بيروكسيد الهيدروجين H 2 O 2؛ تشمل المصادر الأخرى لبيروكسيد الهيدروجين التفاعلات المحفزة بواسطة أكاسيداز معينة. تحتوي الخلايا على أنظمة خاصة لتحييد جذور الأكسجين السامة، وخاصة الأنظمة الأنزيمية: ديسموتاز الفائق أكسيد، الذي يحفز تحويل الأكسيد الفائق إلى بيروكسيد الهيدروجين، والبيروكسيداز، الذي يحفز التفاعلات التي يتم فيها اختزال بيروكسيد الهيدروجين إلى الماء. تشمل جذور الأكسجين الأكثر تفاعلية وبالتالي الأكثر خطورة جذر الهيدروكسيل OH - وهو أحد العوامل الضارة الرئيسية عند التعرض للإشعاع المؤين (الإشعاع المؤين). يتم إنشاء جزء كبير من جذور OH في الكائنات الحية نتيجة تفاعلات بيروكسيد الهيدروجين وجذور الأكسيد الفائق مع الكميات التحفيزية للمعادن ذات التكافؤ المتغير، في المقام الأول مع الأيونات والنحاس. يمكن أن يكون H 2 O 2 منخفض النشاط نسبيًا وطويل العمر بمثابة مصدر لجذر OH، الذي يتفاعل مع جميع فئات الجزيئات الحيوية تقريبًا في وجود كميات ضئيلة من الحديد أو النحاس الحر. إلى جانب جذر OH، يمكن للجذور الحرة الأخرى، على سبيل المثال، أنيون الأكسيد الفائق البروتوني، بالإضافة إلى القميص وعدد من أنواع الأكسجين التفاعلية الأخرى، أن تكون بادئًا مباشرًا للتفاعلات التفاعلية للأكسجين.

تُستخدم منتجات O. p، وخاصة بيروكسيدات الدهون، في الجسم لتخليق المواد النشطة بيولوجيًا - البروستاجلاندين (البروستاجلاندين)، والثرومبوكسان، والهرمونات الستيرويدية (الهرمونات)، وما إلى ذلك. ترتبط شدة O. بشكل مباشر بعمليات تجديد تكوين الدهون الفوسفاتية في الأغشية البيولوجية، والتغيرات في المحتوى النسبي للدهون والبروتينات، ونتيجة لذلك، التغيرات في بنية الأغشية البيولوجية وعملها. في الكائنات الحية، هناك تنظيم معقد لكثافة عملية إنتاج الأكسجين، وعادة ما تكون عمليات تكوين واستهلاك منتجات الأكسجين متوازنة بشكل جيد، مما يحدد محتواها المنخفض نسبيا في الخلايا. يتم تحديد معدل إنتاج الأكسجين عند مستويات البدء والاستمرار وإنهاء السلسلة إلى حد كبير من خلال التنظيم الهيكلي للدهون في الغشاء البيولوجي. مما يؤثر على بقايا الأحماض الدهنية غير المشبعة (الأحماض الدهنية) للأكسجين. تتسارع العوامل التي تعطل "تعبئة" الدهون في الغشاء البيولوجي، والعوامل التي تدعم هيكلة الدهون (على سبيل المثال)، تمنع O. p. وهناك عنصر تنظيمي آخر في نظام O. p. على سبيل المثال، بعض) أو موت (فوق أكسيد ديسموتاز) أنواع الأكسجين التفاعلية والجذور الحرة، وكذلك في تحلل البيروكسيدات دون تكوين الجذور الحرة (الكاتلاز، البيروكسيداز). قد تعتمد هذه الإنزيمات أيضًا على بنية الطبقة الدهنية الثنائية للغشاء البيولوجي. في جميع مراحل تناول الأفيون تقريبًا، تلعب العوامل التي تنظم الدهون الفوسفاتية في الأغشية البيولوجية دورًا تعديليًا مهمًا وتؤثر على معدل الأكسدة عن طريق تغيير تركيبة الدهون في الأغشية. العديد من المركبات الجزيئية المنخفضة التي تؤدي وظائف البادئ، والمحفزات، والمثبطات، والمخمدات، والتآزر لهذه العملية مهمة للغاية في تنظيم العتامة. ومن أهم مثبتات الأغشية البيولوجية هو مضاد الأكسدة الطبيعي (O.p.) E؛ مضادات الأكسدة الطبيعية الأخرى هي هرمون الغدة الدرقية وفيتامين ك. أيونات المعادن ذات التكافؤ المتغير، C، D، وما إلى ذلك، لها خصائص المؤكسدات (المواد التي تعزز امتصاص الأكسجين).

مع تطور العملية المرضية، قد يتم تعطيل توازن تكوين واستهلاك البيروكسيدات وغيرها من منتجات O. p. تتراكم في الأنسجة والسوائل البيولوجية، مما يؤدي إلى اضطرابات خطيرة، في المقام الأول في الأغشية البيولوجية. قد تكون نتيجة تنشيط O. p تغييرًا في الخواص الفيزيائية والكيميائية لبروتينات الغشاء والدهون، وتغييرًا في نشاط الإنزيمات المرتبطة بالغشاء، وانتهاك نفاذية الغشاء (بما في ذلك البروتونات وأيونات الكالسيوم)، والنقل الأيوني. (على سبيل المثال، تثبيط مضخة الصوديوم)، مما يقلل من الاستقرار الكهربائي للطبقة الدهنية الثنائية للأغشية. يؤدي تنشيط O. p. إلى تغييرات في بنية البروتينات الدهنية في الدم وارتفاع الكولسترول في الدم، ويعطل عمليات التمثيل الغذائي الخلوي المختلفة على جميع المستويات تقريبًا.

ليس فقط البيروكسيدات التي تتكون نتيجة المواد الأفيونية سامة للجسم، ولكن أيضًا منتجات الأكسدة العميقة للدهون والألدهيدات والأحماض. تمنع منتجات الكربونيل من O. p عددًا من الإنزيمات، وتثبط الحمض النووي، وتضخم الشعيرات الدموية، وتعديل تراكم الصفائح الدموية، وتظهر عددًا من التأثيرات غير المرغوب فيها. تتسبب الجذور الحرة التفاعلية التي تبدأ الأكسجين وتنشأ أثناء عملية الأكسدة في تكوين هياكل الأحماض النووية (الأحماض النووية)، وفي المقام الأول الحمض النووي، وتدمير الإنزيمات المساعدة للنيوكليوتيدات (الإنزيمات المساعدة)، وتعطيل عمل الإنزيمات (إنزيمات SH في المقام الأول)، والمساهمة. تعديل الجزيئات الحيوية المختلفة. يمكن أن تكون نتيجة التوليد المفرط للجذور الحرة تغيرات مرضية في خصائص الأوعية الدموية.

للوقاية والعلاج من الحالات المرتبطة بالتنشيط المفرط لـ O. p.، والمواد التي تتفاعل بشكل خاص مع بعض الجذور الحرة (المصائد أو المعترضات)، والمواد المحددة التي تشكل مركبات معقدة مع معادن ذات تكافؤ متغير، بالإضافة إلى طرق مختلفة للتنشيط الأنظمة الداخلية للدفاع المضاد للجذور في الجسم (على سبيل المثال، تدريجيًا إلى نقص الأكسجة أو عوامل أخرى).

فيما يتعلق بالدور الهام لـ O. في التسبب في الأمراض المختلفة، فإن تحديد منتجات هذه العملية (الداينات المترافقة بشكل رئيسي، المالونديالدهيد)، والتألق الكيميائي العفوي والمستحث في المواد البيولوجية (المصل وبلازما الدم، وخلايا الدم الحمراء، والبول) ، ومكثفات هواء الزفير، وما إلى ذلك) د.) لها أهمية تشخيصية ونذير متزايدة باستمرار.

1. الموسوعة الطبية الصغيرة. - م: الموسوعة الطبية. 1991-96 2. الإسعافات الأولية. - م: الموسوعة الروسية الكبرى. 1994 3. القاموس الموسوعي للمصطلحات الطبية. - م: الموسوعة السوفيتية. - 1982-1984.

انظر ما هو "أكسدة البيروكسيد" في القواميس الأخرى:

بيروكسيد الدهون- عملية تفاعل الدهون (أقسامها غير المشبعة)، التي تشكل جزءًا من أغشية الخلايا، مع العوامل المؤكسدة (أنيون O2، جذر H O، وما إلى ذلك) التي تتشكل تحت تأثير الإشعاعات المؤينة وفي عمليات التمثيل الغذائي لبعض المواد؛ ... دليل المترجم الفني

آلية LPO بيروكسيد الدهون (LPO) هي التحلل التأكسدي للدهون، والذي يحدث بشكل رئيسي تحت تأثير الجذور الحرة. واحدة من أهم... ويكيبيديا

بيروكسيد الدهون بيروكسيد الدهون. عملية تفاعل الدهون (أقسامها غير المشبعة)، التي تشكل جزءًا من أغشية الخلايا، مع العوامل المؤكسدة (أنيون O2، جذر H O، إلخ) التي تتشكل تحت تأثير التأين... ... البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة. قاموس.

مجموعة عمليات هضم وامتصاص الدهون المحايدة (الدهون الثلاثية) ومنتجات تحللها في الجهاز الهضمي، والتمثيل الغذائي الوسيط للدهون والأحماض الدهنية وإزالة الدهون، وكذلك منتجاتها الأيضية من الجسم.... . .. الموسوعة الطبية - مجموعة من عمليات الامتصاص والتوزيع واستيعاب وإفراز المواد المعدنية الموجودة في الجسم بشكل رئيسي على شكل مركبات غير عضوية. تلعب المعادن دوراً رئيسياً في الحفاظ على الحمض القاعدي ... ... الموسوعة الطبية

آلية بول. بيروكسيد الدهون (LPO) هو التحلل التأكسدي للدهون، والذي يحدث بشكل رئيسي تحت تأثير الجذور الحرة. واحدة من العواقب الرئيسية للإشعاع. أحد منتجات هذه العملية هو المالونديالدهيد. الأدب يو ... ويكيبيديا

أشجار صغيرة في حديقة نباتية ويكيبيديا

- (مرادف: الدهون المحايدة، الدهون الثلاثية) استرات الجلسرين الكحولي ثلاثي الهيدريك والأحماض الدهنية العليا أو المتوسطة، المكون الرئيسي للدهون الحيوانية والزيوت النباتية، موجودة في جميع الأنسجة الحيوانية والنباتية، في التغذية... ... الموسوعة الطبية

يدعم التأثير الفوضوي للأحماض الدهنية الزائدة والليزوفوسفاتيدات التنشيط بيروكسيد الدهون (LPO), بدأ بتراكم أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) في خلية نقص الأكسجين. يرتبط توليد الأخير بالضرر المعتمد على Ca 2+ للميتوكوندريا وتكوين فائض من الجهات المانحة للإلكترون - عوامل مساعدة مخفضة.

تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية (السامة). (في حالة عدم الإثارة، الأكسجين غير سام)يرتبط بخصائص تركيبه الجزيئي: يحتوي O 2 على إلكترونين غير متزاوجين لهما دوران متوازي، لا يمكن أن يشكل زوجًا مستقرًا من الناحية الديناميكية الحرارية ويقع في مدارات مختلفة. يمكن لكل من هذه المدارات قبول إلكترون واحد إضافي. وبالتالي، يحدث الاختزال الكامل لجزيء الأكسجين نتيجة لأربعة عمليات نقل لإلكترون واحد:

ه - ه - ه - ه - ، ح +

O 2 O 2 - H 2 O 2 `OH + H 2 O 2H 2 O

يتكون الأكسيد الفائق أثناء الاختزال غير الكامل لجزيئات الأكسجين (يا2-)،بيروكسيد (ح2س2)وجذر الهيدروكسيل (`تشغيل) – أنواع الاكسجين التفاعلية ، هي عوامل مؤكسدة تشكل خطراً جسيماً على العديد من المكونات الهيكلية للخلية (Avdeeva L.V.، Pavlova N.A.، Rubtsova G.V.، 2005). جذر الهيدروكسيل (OH) نشط بشكل خاص، ويتفاعل مع معظم الجزيئات العضوية. فهو يأخذ إلكترونًا منها، وبالتالي يبدأ تفاعلات سلسلة الأكسدة.

الطريق الرئيسي لتشكيل ROSفي معظم الخلايا - تسرب الإلكترونات من سلسلة نقلها (السلسلة التنفسية) والتفاعل المباشر لهذه الإلكترونات مع الأكسجين (Gubareva L.E., 2005). كمصدرين آخرينيستطيع اداء التفاعلات التي تنطوي على الأكسيداز باستخدام الأكسجين الجزيئي كمستقبل للإلكترون واختزاله إلى H 2 O أو H 2 O 2 و التفاعلات التي تنطوي على الأكسجيناز، بما في ذلك ذرة أكسجين واحدة (أحادي الأكسجين) أو ذرتين (ديوكسيجيناز) في منتج التفاعل الناتج. في ظل ظروف نقص الأكسجين في الأنسجة، أي. في الحالة التي يتجاوز فيها "الطلب" (العوامل المساعدة المنخفضة) "العرض" (عدد جزيئات الأكسجين)، تزداد احتمالية زيادة تكوين ROS بشكل حاد. تؤدي التفاعلات الجذرية الحرة التي تبدأها إلى تلف الهياكل الخلوية وتحت الخلوية، بما في ذلك الميتوكوندريا والحمض النووي وجزيئات البروتين. وعلى الرغم من أن مساهمة ROS في تطور داء الميكروبات الناجم عن نقص التأكسج (على عكس متلازمة ضخه) لا تعتبر الآلية السائدة من قبل جميع المؤلفين (Zaichik A.Sh., Churilov L.P., 1999)، إلا أن مشاركتهم في تفعيل تعتبر العمليات الجذرية الحرة في الخلية، بما في ذلك LPO، أمرًا حاسمًا.

تجدر الإشارة إلى أن LPO، كونه تفاعل متسلسل ذاتي التطور، يحدث باستمرار في الخلية، ويلعب دور الرابط الضروري في نشاط حياتها وفي ردود الفعل التكيفية. بسبب البيروكسيد، تظهر مجموعات هيدرو بيروكسيد القطبية (هيدرو بيروكسيد الدهون)، والتي لها تأثير منظف، في جزيء الفسفوليبيد من أغشية الخلايا التي تحتوي على حمض دهني في الموضع الثاني. يزيد ظهور مثل هذه المجموعات من حركة سلاسل البولي ببتيد، أي. يسهل التغيرات التوافقية في جزيئات البروتين، والتي تكون مصحوبة بزيادة في نشاط الإنزيمات المرتبطة بالغشاء، والتي تشمل بشكل أساسي جميع أنظمة الإنزيمات في الخلية. وفقط التنشيط المفرط لـ LPO، الذي يؤثر على أكثر من 3-5٪ من الدهون الفوسفاتية الغشائية، يحولها من آلية تنظيمية إلى رابط في التسبب في أضرارها أثناء موت الخلايا (Yu.A. فلاديميروف، 1987؛ 2000).

نتيجة لتنشيط LPO الذي بدأه ROS، وبشكل أساسي بواسطة جذري الهيدروكسيل (OH)، يحدث تكوين جذور ثانوية جديدة: الدهون (L)، الألكوكسي (LO)، البيروكسيد (LOO). أرز. 28.

أرز. 28. بيروكسيد الدهون وتشكيل الجذور الثانوية

(يو.ا. فلاديميروف، 2001)

النشاط الكيميائي لهذه الجذور العضوية الثانوية أقل من نشاط جذري الهيدروكسيل (OH)، لكنها تشارك بنشاط في تفاعل سلسلة بيروكسيد الدهون، مما يؤدي إلى الحفاظ على وتفاقم الضرر في الطبقة الدهنية الثنائية لأغشية الخلايا.

تحدد التأثيرات المعدلة لـ LPO على الفسفوليبيدات سلسلة الأحداث الإضافية (Arkhipenko Yu.V. et al.، 1983؛ Meerson F.Z.، 1989؛ فلاديميروف Yu.A.، 2001). بادئ ذي بدء، في جزيئات الفسفوليبيد التي تحتوي على حمض دهني في الموضع الثاني، تظهر مجموعة هيدرو بيروكسيد قطبية (الشكل 29).

في هذه الحالة، يصاحب تراكم هيدرو بيروكسيدات الدهون انخفاض في كمية الدهون غير المشبعة. في التنشيط المعتدل LPO، كما هو مذكور أعلاه، يؤدي ظهور البروتينات المتكاملة للمنتجات القطبية من LPO، والتي لها تأثير منظف، إلى زيادة في حركة سلسلة البولي ببتيد، والتي عادة ما تكون مصحوبة بزيادة في النشاط التحفيزي للإنزيمات. . في التنشيط المفرط LPO ذو أهمية أساسية لتقليل كمية الفسفوليبيدات غير المشبعة.

أرز. 29. تكوين هيدروبيروكسيد الفسفوليبيد، المرحلة الأولية من عملية بيروكسيد الدهون

(ف.ز. ميرسون، 1984).

· يؤدي الانخفاض الكبير في محتوى الدهون الفوسفاتية غير المشبعة في الغشاء تحت تأثير LPO إلى زيادة صلابة (اللزوجة الدقيقة) لطبقة ثنائية الدهون، والتي تكون مصحوبة بانخفاض في الحركة التوافقية لسلاسل البولي ببتيد من البروتينات المدمجة في الغشاء ( تأثير "التجميد"). نظرًا لأن مثل هذا التنقل ضروري للعمل الطبيعي للإنزيمات والمستقبلات ومشكلات القنوات، يتم تثبيط استجابتها الوظيفية(الشكل 30) .

أرز. ثلاثين التغييرات في نشاط Ca-ATPase في الأغشية الساركوبلازمية

الشبكة نتيجة لتعديل البيئة الدهنية لهذا الإنزيم

عملية أمر الشراء المحلي(إف زد ميرسون، 1984)

أ - الحالة الأولية؛ ب - التنشيط المعتدل لـ Ca-ATPase؛ ب - تثبيط Ca-ATPase.

· تخضع الفسفوليبيدات المؤكسدة أثناء تنشيط LPO للانتشار الجانبي على طول الغشاء وتشكل مجموعات (مجموعات) ثابتة عن طريق تفاعل الفسفوليبيدات مع بعضها البعض ومع جزيئات الماء. تصبح هذه المناطق من الغشاء محبة للماء. تقع مقابل بعضها البعض في كل طبقة من الطبقات الأحادية للطبقة الدهنية الثنائية، وتشكل هذه الروابط قنوات في الغشاء، مما يزيد من نفاذيته للماء والكالسيوم والأيونات الأخرى(الشكل 31).

أرز. 31. مخطط تكوين مجموعات البيروكسيد وتفتيت الغشاء أثناء تحريض بيروكسيد الدهون (F.Z. Meerson, 1984)

المثلث الضوئي هو مجموعة الهيدروبيروكسيد.

· تتفاعل منتجات التحلل الناتجة من هيدرو بيروكسيدات الفوسفوليبيد (المالونيك والغلوتاريك والديالدهيدات الأخرى) مع المجموعات الأمينية الحرة من البروتينات الغشائية، وتشكل روابط متقاطعة بين الجزيئات وتعطل نشاط هذه البروتينات.(الشكل 32) . في الجسم الحي، تؤدي هذه العملية إلى تكوين ما يسمى. قواعد شيف من الليبوفوسسين تلبس الصباغ.

أرز. 32. تكوين الروابط المتقاطعة وتثبيط إنزيمات بروتين الغشاء نتيجة لتنشيط LPO(إف زد ميرسون، 1984)

هذا الأخير عبارة عن خليط من الدهون والبروتينات المترابطة بواسطة روابط تساهمية مستعرضة ويتم تغيير طبيعةها نتيجة للتفاعل مع المجموعات النشطة كيميائيًا (الدايالدهيدات) من منتجات بيروكسيد الدهون. يتم بلعمة هذا الصباغ، لكنه لا يتحلل بواسطة إنزيمات الليزوزوم، وبالتالي يتراكم في الخلايا على شكل بقع صبغية، خاصة على السطح الظهري لراحة اليد عند كبار السن.

يتحلل هيدرو بيروكسيد (2)، الذي يتكون نتيجة تفاعل الدهون الفوسفاتية (1) مع الأكسجين الجزيئي، إلى فسفوليبيد مع سلسلة هيدروكربونية مختصرة في الموضع الثاني، على غرار الليزوفوسفوليبيد (3) وجزء هيدروكربون قصير - ديالدهيد (4). ). يؤدي تفاعل جزيء الديالديهايد، ثنائي الوظيفة بطبيعته، مع المجموعات الأمينية لجزيئين من البروتين في وقت واحد إلى تكوين رابط متشابك (5).

· تحت تأثير LPO، تتأكسد مجموعات السلفهيدريل (-SH) من البروتينات الغشائية: الإنزيمات والقنوات الأيونية والمضخات، مما يؤدي إلى انخفاض نشاطها.

· يساهم تكوين منتجات الأكسدة القطبية في زيادة الشحنة السطحية السلبية على الغشاء، مما يؤدي إلى تثبيت البولي إلكتروليتات عليه. ومن بين هذه الأخيرة بعض البروتينات والببتيدات التي تشكل المسام البروتينية - وهو أحد العوامل التي تقلل الاستقرار الكهربائي للأغشية.

· تؤدي الزيادة في قطبية الغشاء الداخلي للغشاء إلى تغلغل الماء في طبقة ثنائية الدهون - ما يسمى. “تآكل الغشاء المائي”.

· يؤدي "طرد" بعض الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة المؤكسدة من الغشاء إلى انخفاض مساحة الطبقة الدهنية الثنائية.

وهكذا، في هذه المرحلة من تطور تلف الخلايا بنقص التأكسج، فإن الرابط الرئيسي في التسبب في المرض هو عدم تنظيم الطبقة الدهنية الثنائية للأغشية، والذي يتم بمشاركة أيونات الكالسيوم وثالوث الدهون: تفعيل الليباز والفوسفوليباز. عمل المنظفات للأحماض الدهنية الزائدة والليزوفوسفوليبيدات ،و تفعيل بيروكسيد الدهون.

كما أن هناك مساهمة كبيرة في هذا الفوضى من خلال: التمدد الميكانيكي (التناضحي) للأغشية وامتزاز الشوارد المتعددة على طبقة ثنائية الدهون ، مما يساهم في زيادة مساميتها. تؤدي هذه الانتهاكات مجتمعة إلى انخفاض في القوة الكهربائية للأغشية وحدوثها الانهيار الكهربائي لطبقة ثنائية الدهون من خلال إمكانات الغشاء الخاصة بها(الشكل 33). ويعتبر الأخير بمثابة آلية نهائية لتعطيل وظيفة الحاجز للغشاء (Vladimirov Yu.A.، 2001).

تتميز هذه المرحلة من السلسلة المسببة للأمراض لتلف الخلايا أثناء نقص الأكسجة زيادة فقدان وظائف الحاجز والمصفوفة للأغشية، يحدد انتقال التغييرات القابلة للعكس في الخلية إلى تغييرات لا رجعة فيها.

ترتبط التطورات اللاحقة للأحداث بالتشكيل الأضرار التي لحقت الهياكل الخلوية ،مما يؤدي مباشرة إلى موت الخلايا. ومن المهم أن آليات هذه التأثيرات الضارة ترتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بزيادة محتوى أيونات Ca 2+ في العصارة الخلوية.

لا تقتصر العواقب المرضية لأيونات الكالسيوم الزائدة في المرحلة النهائية من تلف الخلايا بسبب نقص الأكسجين (مرحلة التنخر) على: تفعيل الليباز والفوسفوليباز.تشارك أيونات Ca 2+ بشكل مباشر في التأثيرات المباشرة للأضرار التي تلحق بالهياكل الخلوية وموت الخلايا المبرمج. وتشمل هذه الآثار:

· تدمير الهيكل الخلوي,الذي يرتبط ب Ca 2+ - التنشيط المعتمد على الكالبينات. يحدث تدمير بعض البروتينات السيتوبلازمية (β-actin، fodrin)، مما يسبب تشوه الخلايا، مما يحد من إمكانية تفاعلها مع البيئة الدقيقة، وكذلك القدرة على إدراك الإشارات التنظيمية. يساهم ضعف الهيكل الخلوي في تفكك بعض المجمعات فوق الجزيئية في الخلية، وعلى وجه الخصوص، انفصال الريبوسومات عن أغشية الشبكة الإندوبلازمية الخشنة. ونتيجة لذلك، يصبح السيتوبلازم مشبعًا بجزيئات البروتين التي تخضع للتحلل.

· الأضرار الميكانيكية للهياكل الخلوية ،الشرط Ca 2+ تفعيل وظيفة انقباض اللييفات العضلية مع فقدان متزامن لقدرتهم على الاسترخاء. هذه تقلصات تقلصات يرافقه أضرار ميكانيكية للهياكل مقلص للخلية.

· التصبن وتأثير المنظفات الذاتية.يؤدي تراكم الأحماض الدهنية في الخلية بوجود فائض من أيونات Ca 2+ (و Na +) إلى تشكيل الصابون – أملاح الأحماض الدهنية العالية. لهذا السبب، يسمى التحلل المائي لسندات استر التصبن . يؤدي تكوين الصابون في العصارة الخلوية إلى زيادة نشاط المنظفات بشكل حاد، والذي يذيب الأغشية الدهنية حرفيًا (Zaichik A.Sh.، Churilov L.P.، 1999). الصابون، الذي يدمر أغشية العضيات، يهاجم الخلية بالهيدرولاز والجذور النشطة والأيضات الأخرى، والتي كانت حتى تلك اللحظة معزولة في أجزاء مختلفة من الخلية. هذا التأثير الداخلي أمر بالغ الأهمية في تشكيل المرحلة النهائية من موت الخلايا.

· جنبا إلى جنب مع المشاركة في نخر، وتشارك أيونات الكالسيوم في التنفيذ آليات موت الخلايا المبرمج.من بين الأحدث: زيادة نشاط Ca 2+ - نوكليازات داخلية وcalpains. يشكل هذا التنشيط تهديدًا للخلية، مما يؤدي إلى موتها المبرمج أو بسبب تجزئة الحمض النووي ( نوكليازات داخلية )، أو نتيجة التحلل البروتيني للبروتينات المضادة لموت الخلايا المبرمج (bcl-2) calpains . يمكن تعزيز موت الخلايا المبرمج عن طريق التدهور الناجم عن كالبين من البروتين كيناز C (PKC)، تحقيق التأثيرات المضادة لموت الخلايا المبرمج بشكل رئيسي وزيادة مقاومة الخلايا للمنتجات الأيضية السامة.

· علاوة على ذلك، فائض أيونات الكالسيوم 2+نفسي يعزز تكوين المنتجات السامة، والتي يمكن، على وجه الخصوص، أن تكون جزيئات أكسيد النيتريك بتركيزات عالية، تم إنشاؤها بواسطة Ca 2+ - تنشيط إنزيم NO سينسيز. يتجلى هذا التأثير بشكل واضح مع ما يسمى ب. موت الخلايا العصبية الغلوتاماتيحدث أثناء نقص الأكسجة (نقص تروية الدماغ). يرتبط بدء الأحداث في هذه الحالة بنقص الطاقة في الخلايا العصبية، وإطلاق أيونات البوتاسيوم، وإزالة استقطاب الغشاء وزيادة تجمع Ca 2+ داخل الخلايا نتيجة للفتح المطول لقنوات الكالسيوم المعتمدة على الجهد (الشكل 34). ).

أرز. 34. آلية تطور موت الغلوتامات للخلايا العصبية أثناء نقص الأكسجة

نتيجة زيادة أيونات الكالسيوم في السيتوبلازم هي زيادة إطلاق الناقل العصبي (الغلوتامات) بواسطة الخلايا العصبية الجلوتاماتيرجية في الشق التشابكي. يتم إدراك هذه الإشارة من قبل الخلايا العصبية بعد المشبكي باستخدام مستقبلات NMDA (النوع الفرعي الأكثر دراسة من مستقبلات الغلوتامات ذات الألفة العالية للحمض الأميني الاصطناعي N-ميثيل-د-أسبارتات)، والتي تكون حساسيتها للمرسل في ظروف نقص الأكسجة يزيد بشكل ملحوظ (Kryzhanovsky G.N.، 1997 ). نتيجة "قصف الغلوتامات" (Akmaev I.G., 1996; Akmaev I.G., Grinevich V.V., 2001) للخلية العصبية بعد المشبكي هو فتح القنوات الأيونية فيها، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الكالسيوم إلى الخلية وتنشيط الخلايا العصبية. لا سينسيز (NOS). إن أكسيد النيتريك الذي يتم إنتاجه تحت تأثيره، وله حجم صغير وطبيعة محبة للدهون للجزيء، ينتشر في الفضاء خارج الخلية ويدخل عبر الأغشية إلى الخلايا المجاورة (الخلايا العصبية)، مما يؤثر عليها تأثيرًا سامًا. أساس هذا التأثير السام هو نقص الطاقة في الخلايا. ترتبط آلية تكوين مثل هذا النقص بقدرة NO على التسبب في S- نيتروزيل البروتينات الخلوية المحتوية على الحديد(دورة أكونيتاز TCA، المجمعات I-III من سلسلة نقل الإلكترون في MTX)وتعطيلهم. بالإضافة إلى ذلك، تحت تأثير NO، الريبوزيلو النيتروزيلجليسرالديهايد-3-فوسفات ديهيدروجينيز، مما يسبب تثبيط تحلل السكر. وأخيرا، عندما يتفاعل NO مع جذري آخر - O 2 - فإنه يتشكل أنيون بيروكسينيتريت (ONOO -)،مما يسبب تثبيط لا رجعة فيه للبروتينات التي تحتوي على الحديد.

بسبب تكوين ONOO، من الممكن تشغيل آلية موت الخلايا المبرمج من خلال تنفيذ السلسلة التالية:

من سمات موت الخلايا العصبية الغلوتامات عدم موت الخلايا العصبية المنتجة للـ NO نفسها، والتي تكون محمية من التأثيرات السامة للـ NO. ترتبط آلية هذه الحماية بتنشيط ديسموتاز الفائق أكسيد (SOD) و (أو) مع انتقال NO إلى الشكل المؤكسد (NO +). في الواقع، هناك تشابه مباشر مع الخلايا البلعمية، التي، رغم إنتاجها لأكسيد النيتروجين، تظهر مقاومة له.

وبالتالي، فإن موت الخلايا أثناء نقص الأكسجة هو نتيجة طبيعية لسلسلة من الأحداث، بما في ذلك تكوين نقص الطاقة، وتثبيط المسارات الأيضية الرئيسية، وتنشيط ثالوث الدهون والأضرار اللاحقة التي لا رجعة فيها للهياكل الخلوية. الرابط المركزي في التسبب في هذه الأحداث هو زيادة تركيز أيونات الكالسيوم داخل الخلايا، والهدف الرئيسي هو أغشية الخلايا، وقبل كل شيء، الميتوكوندريا.

تسلسل التغييرات التي يتم أخذها في الاعتبار أثناء نقص الأكسجة (نقص الأكسجة) هو نفسه بالنسبة لمجموعة واسعة من الأنسجة. ويتجلى ذلك من خلال التجارب التي أجريت على أقسام الأنسجة والخلايا المعزولة والعضيات المعزولة (Vladimirov Yu.A.، 2001). أرز. 35.

والفرق هو فقط في سرعة هذه العمليات، والتي تكون أعلى بمقدار 2-3 مرات عند درجة حرارة جسم الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، تختلف هذه السرعة باختلاف الأنسجة، وتحدث هذه العمليات بأقصى سرعة في أنسجة المخ، وبسرعة أقل في الكبد، وبسرعة أقل في الأنسجة العضلية.

أرز. 35. تسلسل الاضطرابات في خلايا الكبد أثناء نقص الأكسجين

وفقًا لـ Yu.A. فلاديميروف، 2001

الرابع عشر. فرط التأكسج

فرط التأكسج – زيادة إمدادات الأوكسجين إلى الجسم . على عكس نقص الأكسجة، فرط التأكسج هو دائما خارجيوعمليا لا يحدث أبدا في الظروف الطبيعية. في هذا الصدد، تكون آليات التكيف مع هذه الحالة فعالة فقط في ظل ظروف حمل أكسجين منخفض نسبيًا، والذي يحدده حجم الضغط الجزئي للأكسجين ومدة تأثيره. مثال على هذا الاعتماد هو منحنى الفترات الآمنة لتنفس الأكسجين لدى البشر (الشكل 36).

أرز. 36. حدود عمل الأكسجين على الإنسان(بعد هارتمان، 1966).

نقلاً عن أ.ج. جيرونكين (1979).

المحور السيني هو مدة تنفس الأكسجين بالساعات؛ على طول الإحداثي - الضغط الجزئي للأكسجين، أجهزة الصراف الآلي.

كما يتبين من الشكل، منطقةما يسمى "العمل الفسيولوجي للأكسجين"يدوم أكثر عند قيم منخفضة من الضغط الجزئي (حوالي 0.5 ضغط جوي)، عندما تكون التفاعلات الوقائية والتكيفية قادرة على ضمان الحفاظ على توتر الأكسجين الطبيعي في الأنسجة. تعتمد هذه التفاعلات على آليات تهدف إلى الحد من إمداد الأكسجين ونقله. وهذا يهدف على وجه الخصوص رد الفعل الأولي للجهاز التنفسي الخارجي ،في شكل انخفاض في التهوية الرئوية وحجم الجهاز التنفسي الدقيق.

هذه التغييرات هي نتيجة لوقف النبضات الطبيعية الطبيعية من المستقبلات الكيميائية الشريانية في ظل ظروف زيادة إمدادات الأكسجين. وفي الوقت نفسه، فإن الحد من التهوية لا يقلل فقط من إمداد الجسم بالأكسجين، بل يؤدي أيضًا إلى تطور فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم. يحدد الأخير المرحلة الثانية من تفاعل الجهاز التنفسي، والتي تتميز بزيادة التهوية التي تهدف إلى تقليل PaCO 2 والقضاء على الحماض الغازي. الأكثر أهمية التحول في الدورة الدمويةمع فرط التأكسج هناك تضييق طبيعي للأوعية الدموية الصغيرة، يرافقه زيادة في المقاومة المحيطية، وتباطؤ في تدفق الدم العام والمحلي، وزيادة في الضغط الانبساطي. مظهر آخر من مظاهر رد الفعل من هذا النظام هو بطء القلب، والذي يتم تسجيله قبل ظهور علامات التسمم بالأكسجين. التغيرات في نظام الدمردا على فرط التأكسج، فإنها تظهر في الفترة الأولية على شكل قلة الكريات الحمر العابرة وانخفاض مستويات الهيموجلوبين، والذي يحدث بسبب حركة سائل الأنسجة في الدم وترسب خلايا الدم الحمراء (Zhironkin A.G.، 1979).

مع زيادة الضغط الجزئي للأكسجين في خليط الغاز المستنشق، يظهر تأثيره السام في المقدمة، حيث يتم تقليل التأثير الوقائي للتفاعلات التكيفية إلى الحد الأدنى. في هذه المنطقة، يلعب الأكسجين بالفعل دور العامل الذي لا يوفر، ولكنه يمنع عمليات الأكسدة في الأنسجة. أما بالنسبة لآليات التأثير السام نفسه، فإن وجهة النظر الأكثر قبولًا اليوم هي ر. غيرشمان (1964)، الذي يربط هذه الآلية بتكوين أنواع الأكسجين التفاعلية وبتنشيط أكسدة الجذور الحرة.

في ظروف فرط تشبع الأنسجة بالأكسجين، أي. في الحالة التي يتجاوز فيها "العرض" (الأكسجين الزائد) "الطلب" (عدد العوامل المساعدة المخفضة المعرضة للأكسدة)، يزداد احتمال زيادة تكوين ROS. وبناء على ذلك، تزداد أكسدة الجذور الحرة، مصحوبة بأضرار في الهياكل الخلوية وتحت الخلوية، وقبل كل شيء، الميتوكوندريا.

من الواضح أن عدم التنظيم والأضرار التي تلحق بالميتوكوندريا سوف تكون مصحوبة بتعطيل سلسلة نقل الإلكترون والفسفرة التأكسدية. أولئك. الاضطرابات التي تحدد جوهر مفهوم "نقص الأكسجة". على التوالى، هذه الحالة تسمى نقص الأكسجة المفرطة.

يؤدي تلف الهياكل الخلوية وتحت الخلوية أثناء تنشيط العمليات الجذرية الحرة إلى تطور العديد من الاضطرابات في الوظائف المحددة لمختلف الأعضاء والأنظمة. وبالتالي، فإن تثبيط الإنزيمات في الدماغ يقلل من إنتاج حمض جاما أمينوبوتيريك، وهو الوسيط المثبط الأكثر أهمية، والذي يعمل كإحدى آليات التطور في فرط التأكسج. متلازمة متشنجة من أصل القشرية. يؤدي انتهاك إنتاج الفاعل بالسطح بواسطة الظهارة الرئوية إلى انخفاض حاد في الاحتياطيات التعويضية لنظام التنفس الخارجي، مما يزيد من التوتر السطحي للحويصلات الهوائية، ويساهم في ظهور انخماص دقيق. في الحالات الشديدة، قد يكون مصحوبًا بخلل في إنتاج الفاعل بالسطح وذمة رئوية. عند بعض الأطفال في السنة الأولى من العمر، يؤدي تنفس الأكسجين النقي إلى النمو الضائقة التنفسية - خلل التنسج القصبي الرئوي(ماليارينكو يو إي، بياتين في إف، 1998) . تنشيط الأكسدة الجذرية الحرة أثناء فرط الأوكسجين هو السبب وراء التكوين العيوب البصرية عند الأطفال الصغار بسبب ضعف نضوج المستقبلات الضوئية.

إلى جانب أنواع الأكسجين التفاعلية، يتوسط التأثير السام للأكسجين أيضًا عن طريق التوتر المفرط في بعض التفاعلات الوقائية والتكيفية. مثل هذه التفاعلات، على وجه الخصوص، تشمل التشنج الوعائي لفترات طويلة (رد فعل على فرط التأكسج). في الأطفال الخدج، فإنه يعزز التنمية التنسج الليفي خلف العدسة(تكوين أنسجة ليفية خلف العدسة)، مما يؤدي إلى العمى. ويؤدي تشنج مماثل في الأوعية الدموية في الرئتين إلى ارتفاع ضغط الدم الرئوي، اضطرابات دوران الأوعية الدقيقة والأضرار التي لحقت بظهارة الرئة - الاضطرابات التي تؤهب لتطور الالتهاب.

هذه الظروف تجبرنا على الحد من استخدام الأكسجين للأغراض العلاجية، حيث يجب ألا يتجاوز PO 2 380 ملم زئبق. فن. (بيريزوفسكي V.A.، 1975).

أنسجة المخ الجنينية حساسة بشكل خاص للتأثيرات السامة للأكسجين الزائد., والذي يتميز بتوتر أكسجين أقل بكثير من الهياكل الدماغية للكائن الناضج . "هذه الحقيقة ليست نتيجة لعيوب في عمليات إمداد الجسم بالأكسجين في فترة ما قبل الولادة، بل على العكس من ذلك، تعكس توازن هذه العمليات، مما يضمن، من ناحية، الأوكسجين الكافي للدماغ، و ومن ناحية أخرى، حمايته من التدفق الزائد للأكسجين 2 "(راجوزين إيه في، 1990). وقد ثبت ذلك تجريبيا يعد توتر الأكسجين في أنسجة دماغ الجنين معلمة مستقرة نسبيًا للتوازن في الكائن الحي النامي داخل الرحم، والذي يتغير قليلاً حتى مع التحولات الكبيرة في نظام الأكسجين للحيوانات الحامل . يتم تحديد هذا الثبات لـ PO 2 لأنسجة دماغ الجنين مع التحولات في PaO 2 (من 50 إلى 370 ملم زئبق) لجسم الأم من خلال آليات موضعية في المقام الأول في منطقة الرحم والمشيمة، ولكن ليس من خلال ردود الفعل الجهازية للتنفس والدورة الدموية. بالولادة لم يكتمل تكوين آليات تثبيت توازن الأكسجين في الدماغ، مما يسبب زيادة أكبر (من البالغين) في PO 2 في الهياكل الدماغية لحديثي الولادة أثناء استنشاق الأكسجين النقي. هذه الزيادة في PO 2 تكون مصحوبة بتنشيط أكسدة الجذور الحرة في أنسجة المخ وتطور تغييرات نوعية سلبية في معايير ردود الفعل الدفاعية المشروطة في مرحلة البلوغ (Raguzin A.V.، 1990). فيما يتعلق بهذا الوضع، يتم إثبات طريقة تصحيح نقص الأكسجة الشديد عند الأطفال حديثي الولادة باستخدام مخاليط الغاز ذات المحتوى المنخفض بدلاً من الأكسجين النقي للاستنشاق.

شكل متشنج من التسمم بالأكسجينيحدث في التسمم الحاد بالأكسجين وقد عرف منذ نهاية القرن التاسع عشر باسم علامة بايرتم اكتشافه ووصفه لأول مرة من قبل هذا المؤلف. تحدث التشنجات عادة عند استنشاق الأكسجين تحت ضغط يتجاوز 3-4 ضغط جوي. وهي متشابهة جدًا في مسارها مع نوبات الصرع.

من الناحية السريرية، يتم التمييز بين ثلاث مراحل من هذه العملية (Chhereshnev V.A.، Yushkov B.G.، 2001):

المرحلة الأولى - زيادة التنفس ومعدل ضربات القلب، وزيادة ضغط الدم، واتساع حدقة العين، وزيادة النشاط مع ارتعاش العضلات في بعض الأحيان.

المرحلة الثانية هي مرحلة النوبات المشابهة لنوبات الصرع ذات المظاهر الرمعية والتوترية.

المرحلة الثالثة – النهائية – ضعف التشنجات مع ضيق التنفس، والذي يتطور إلى أنفاس فردية. الموت يحدث من شلل مركز الجهاز التنفسي.

تشمل منتجات هذه العملية مالونديالدهيد و4-هيدروكسينونينال.

تترافق تفاعلات الأكسدة البيولوجية مع تكوين الجذور الحرة، وهي جزيئات ذات إلكترون غير متزاوج في المدار الخارجي. وهذا يسبب النشاط الكيميائي العالي لهذه الجذور. على سبيل المثال، تتفاعل مع الأحماض الدهنية غير المشبعة في الأغشية، مما يؤدي إلى تعطيل بنيتها. مضادات الأكسدة تمنع أكسدة الجذور الحرة.

من خلال مرحلة مشتقات البيروكسيد من الأحماض الدهنية غير المشبعة، يتم التخليق الحيوي للبروستاجلاندين والليكوترين، والثرومبوكسانات، التي لها تأثير قوي على خصائص التجميع اللاصق لخلايا الدم ودوران الأوعية الدقيقة، هي في حد ذاتها هيدرو بيروكسيدات. يعد تكوين هيدرو بيروكسيدات الكوليسترول أحد الروابط في تركيب بعض الهرمونات الستيرويدية، وخاصة البروجسترون.

الأدب

• فلاديميروف يو.أ.، أرشاكوف أ.بيروكسيد الدهون في الأغشية البيولوجية. - م: نوكا، 1972. - 252 ص.
• بارابوي في.أ.، أوريل في.إي.، كارنوخ آي.إم.بيروكسيد والإشعاع. - ك.: ناوكوفا دومكا، 1991.
• كوفشيفني ف.- أكسدة الجذور الحرة

ملحوظات

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

انظر ما هو "بيروكسيد الدهون" في القواميس الأخرى:

بيروكسيد الدهون- عملية تفاعل الدهون (أقسامها غير المشبعة)، التي تشكل جزءًا من أغشية الخلايا، مع العوامل المؤكسدة (أنيون O2، جذر H O، وما إلى ذلك) التي تتشكل تحت تأثير الإشعاعات المؤينة وفي عمليات التمثيل الغذائي لبعض المواد؛ ... دليل المترجم الفني

بيروكسيد الدهون بيروكسيد الدهون. عملية تفاعل الدهون (أقسامها غير المشبعة)، التي تشكل جزءًا من أغشية الخلايا، مع العوامل المؤكسدة (أنيون O2، جذر H O، إلخ) التي تتشكل تحت تأثير التأين... ... البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة. قاموس.

عملية معقدة متعددة المراحل لأكسدة الركائز الدهنية، وخاصة الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة، مع الأكسجين، بما في ذلك مراحل تفاعل الدهون مع مركبات الجذور الحرة وتكوين الجذور الحرة للدهون... الموسوعة الطبية

آلية بول. بيروكسيد الدهون (LPO) هو التحلل التأكسدي للدهون، والذي يحدث بشكل رئيسي تحت تأثير الجذور الحرة. واحدة من العواقب الرئيسية للإشعاع. أحد منتجات هذه العملية هو المالونديالدهيد. الأدب يو ... ويكيبيديا

مع مرض السكري، يعاني الجسم من نقص الفيتامينات والمعادن. ويرجع ذلك إلى ثلاثة أسباب: القيود الغذائية، واضطرابات التمثيل الغذائي وانخفاض امتصاص العناصر الغذائية. وبدوره نقص فيتامين و... ... ويكيبيديا

- (ديبونولوم) (انظر أيضا خلات توكوفيرول). 2.6 ثنائي ثالثي بوتيل 4 ميثيلفينول. مرادفات: بوتيلوكسيتولوين، أيونول. أبيض أو أبيض مع مسحوق بلوري خفيف مصفر قليلا. غير قابل للذوبان عمليا في الماء، قابل للذوبان بسهولة في الكحول....

ديبونول (ديبونولوم) (انظر أيضًا خلات توكوفيرول). 2.6 ثنائي ثالثي بوتيل 4 ميثيلفينول. مرادفات: بوتيلوكسيتولوين، أيونول. أبيض أو أبيض مع مسحوق بلوري خفيف مصفر قليلاً. عمليا غير قابلة للذوبان في الماء، قابل للذوبان بسهولة في الكحول... قاموس الأدوية

أنا الأحماض الدهنية والأحماض الكربوكسيلية. في جسم الحيوانات والنباتات، تؤدي الأحماض الدهنية الحرة وتلك الموجودة في الدهون وظائف حيوية ولدنة. تشارك الأحماض الدهنية الموجودة في تركيبة الدهون الفوسفاتية في البناء البيولوجي... ... الموسوعة الطبية

ذرات أو مجموعات من الذرات المرتبطة كيميائيا والتي لها تكافؤ حر، أي. الإلكترونات غير المتزاوجة (غير المعوضة) في المدار الخارجي (التكافؤ). وجود الإلكترونات غير المتزاوجة يحدد التفاعل الكيميائي العالي... ... الموسوعة الطبية

المادة الفعالة ›› أحماض أمينية للتغذية الوريدية+أدوية أخرى [المستحلبات الدهنية للتغذية الوريدية + دكستروز + أملاح معدنية] (الأحماض الأمينية للتغذية الوريدية+أدوية أخرى)

يكتب