Токсичное действие кислорода. Защита от токсичного действия кислорода.
Дыхательный контроль.
Зависимость дыхания в митохондриях от концентрации АДФ называется дыхательным контролем, т.е. скорость синтеза АТФ путем окислительного фосфорилирования определяется потребностью клеток в энергии. При расходовании АТФ повышается концентрация АДФ в клетке —► ускоряется дыхание и фосфорилирование, т.е. синтез АТФ.
Таким образом, клеточное дыхание включает в себя следующие процессы: ОДПВК, ЦТК и ЦПЭ.
О2 является неотъемлемой частью для нормальной деятельности организма, но О2 может образовывать высокоактивные формы, токсичные для организма. Т.к. О2 имеет 2 не спаренных электрона с одинаково ориентированными спинами, занимающие самостоятельные внешние орбитали . Присоединение одного электрона к О2 приводит к
образованию супероксидного аниона (O2). Присоединение второго электрона приводит к образованию пероксидного аниона (O22-).
О^может действовать как окислитель и как восстановитель. В результате присоединения электронов к О2 образуется НО.
O2-+ẽ+2H+ à H2O
О2 может служить восстановителем, тогда образуется О^
O2- - ẽ à O2
Возможна ситуация, когда один Од является окислителем, а другой - восстановителем, в результате образуется перекись водорода (пероксид) - малотоксичное для клеток вещество
O2- + O2- + 2Н+ à H2O2 + O2 (дисмутация)
Образовавшийся H2O2 может восстанавливаться О2 с образованием свободного гидроксильного радикала ОН , Ог и Н2О - это высокоактивные вещества, они могут взаимодействовать с нуклеиновыми кислотами, белками, липидами, лучше всего изучено их повреждающие действие на липидный слой мембраны (курс биорганики). В результате их действия повреждаются жирные кислоты, входящие в состав липидов, особенно этот процесс опасен для эритроцитов (это приводит к гемолизу - выходу содержимого эритроцитов). Поэтому организм выработал механизмы, защиты от токсичного действия кислорода (естественная защита), ферментативная.
1.во всех клетках содержится 2 фермента: 1 - супер-оксиддисмутаза - фермент,
катализирующий реакцию дисмутации; 2 - каталаза, разлагает малотоксичную перекись
до воды, т.е. эти два фермента защищают организм от накапления О2 и Н2О2
2.глутатионпероксидаза, находится больше всего в эритроцитах и в печени. Защищает
мембраны эритроцитов от разрушения, но работает в комплексе с другими ферментами.
Он катализирует восстановление перекиси водорода с образованием воды.
(Восстановление - присоединение двух атомов водорода), донорами двух атомов
водорода служат глутатион (трипептид, состоящий из глутаминовой кислоты, цистиина
и глицина).
3.витамин Е - экзогенная защита, токоферол.
Он способен окисляться, т.е. отдавать один электрон с образованием малоактивного свободного радикала. Акцепторами электрона могут быть свободные радикалы жирных кислот (которые образуются в результате перекисного окисления липидов мембран). Т.е. витамин Е восстанавливает свободные радикалы жирных кислот и прерывает цепную реакцию перекисного окисления (антиоксидантная функция витамина Е).