Zobrazení zdroje stránky Fyziologická úloha reaktivních forem kyslíku v organismu

[[Základní reaktivní formy kyslíku a dusíku|Reaktivní formy kyslíku a dusíku]] (především '''volné radikály''') jsou vysoce reaktivní látky. V organismu mohou poškozovat biomolekuly. Mimo patologických dějů se však účastní i mnoha dějů fyziologických (tkáňové hormony, zbraně fagocytů, [[enzymy]], [[buněčná signalizace]]).

Jak už bylo řečeno, jsou schopny poškozovat organismus ([[oxidační stres]]). Jejich množství musí být regulováno '''[[Antioxidační ochrana lidského těla|enzymy antioxidační ochrany]]'''.
==Tkáňové hormony==
===Oxid dusnatý===
Produkován [[NO-syntáza]]mi. V organismu má spoustu funkcí, které závisí na tom, kde se vyskytuje.
;Neuronální (NOS I)
[[Neurotransmiter]] CNS. Podílí se na synaptické plasticitě, procesech '''učení a [[Paměť a její poruchy|paměti]]''' apod.
;Mediátor fagocytů (NOS II)
Tvořen [[makrofágy]] při '''respiračním vzplanutí''', se superoxidem vytváří peroxinitrit, který působí [[baktericidní|baktericidně]].
;Endoteliální (NOS III)
Proniká intracelulárně, kde aktivuje guanylátcyklázu, která zvyšuje hladinu intracelulárního [[Druzí poslové|cGMP]]. cGMP aktivuje Ca<sup>2+</sup> pumpu, která sníží koncentraci vápníku v cytosolu. To způsobí relaxaci hladkého svalstva cév ('''[[vazodilatace|vazodilatátor]]''').

Dále inhibuje aktivované [[leukocyty]] nebo agregované [[destičky]].
===Superoxid===
Má protichůdné účinky, než NO – [[vazokonstrikce]], aktivace leukocytů, agregace destiček.
{{Poznámka|Pokud se tyto dva radikály setkají, tak se navzájem zničí. <br>NO• + •O<sub>2</sub><sup>-</sup> → OONO<sup>-</sup> (peroxynitrit)}}
==Zbraně fagocytů==
Fagocyty ([[Neutrofilní granulocyty|neutrofily]], makrofágy atd.) využívají reaktivní formy kyslíku pro '''rozklad fagocytovaného materiálu'''. Této reakci říkáme '''respirační vzplanutí''' (''respiratory burst''). Respirační vzplanutí zvyšuje spotřebu O<sub>2</sub> (vznik superoxidu NADPH-oxidázou) a glukózy (vznik NADPH v pentózovém cyklu).

Fagocyty jsou pro tuto likvidaci vybaveny '''NADPH-oxidázou''' (produkuje superoxid vně nebo do fagozomů) a '''myeloperoxidázou''' (jež vytváří chloraminy). Dalšími enzymy, které se podílejí na ničení mikroorganismů jsou '''[[proteázy]]'''.
;Respirační vzplanutí
Aktivace NADPH-oxidázy
:NADPH + O<sub>2</sub> → NADP<sup>+</sup> + H<sup>+</sup> + '''•O<sub>2</sub><sup>-</sup>'''
:•O<sub>2</sub><sup>-</sup> + superoxiddismutáza → '''H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>''' (pokračuje do Fentonovy reakce)
Uvolnění železa ze zásob a Fentonova reakce
:H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> + Fe<sup>2+</sup> → '''•OH''' (vysoce reaktivní) + OH<sup>-</sup> + Fe<sup>3+</sup>
Myeloperoxidáza z fagolysozomů
:H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> + Cl<sup>-</sup> → '''HClO''' → chloraminy (baktericidní, zelená barva hnisu)
Syntéza NO účinkem cytokinů a mikrobů
:Arg + O<sub>2</sub> → citrullin + '''NO•'''
:NO• + •O<sub>2</sub><sup>-</sup> → '''OONO<sup>-</sup>''' (peroxinitrit, baktericidní)
Porucha respiračního vzplanutí se nazývá '''[[chronická granulomatózní choroba]]'''. Fagocyty nedokážou zabít pohlcené patogeny. Dochází ke hromadění fagocytovaných molekul, které vytváří tzv. granulomy.
==Enzymy==
===Monooxygenázy (hydroxylázy)===
Enzymy, které katalyzují '''vnesení hydroxyskupiny''' do organické sloučeniny. Nejčastěji se účastní syntézy [[kolagen]]u, [[Steroidní hormony|steroidních hormonů]], [[Katecholaminy|katecholaminů]], [[Žlučové kyseliny|žlučových kyselin]] nebo odstranění xenobiotik ([[cytochrom P450]]) v játrech.[[File:Dopamine beta-monooxygenase reaction.svg|450px|center|Reakce katalyzovaná Monooxigenázou]]V aktivním centru obsahují '''železo''', které funguje jako katalyzátor a urychluje reakci. Do aktivního centra se naváže O<sub>2</sub>. NADPH dodá reakci elektrony. Jeden kyslík je přenesen do substrátu reakce a jeden je převeden na vodu.

Jako meziprodukty mohou vznikat reaktivní formy kyslíku (interakce železa v aktivním centru s volným kyslíkem = '''Fentonova reakce'''). Reaktivní formy jsou rychle '''odbourávány antioxidačními enzymy''' těla, aby nedošlo k oxidačnímu stresu.
===Oxidázy===
;Cytochromoxidáza
Její funkcí je '''oxidace cytochromu C''' ([[dýchací řetězec]]). Elektrony pak předává kyslíku (koncový akceptor aerobního metabolismu). Ve svém aktivním centru obsahuje '''železo''' a '''měď''', které fungují jako katalyzátory.

Jedna molekula kyslíku v průběhu dýchacího řetězce přijme 4 elektrony za vzniku 2 molekul vody. V případě úniku elektronů dochází ke vzniku reaktivních forem kyslíku.
:Fe<sup>3+</sup> + Cu<sup>2+</sup> + e<sup>-</sup> → Fe<sup>3+</sup> + Cu<sup>+</sup>
:Fe<sup>3+</sup> + Cu<sup>+</sup> + e<sup>-</sup> → Fe<sup>2+</sup> + Cu<sup>+</sup>
:Fe<sup>2+</sup> + Cu<sup>+</sup> + O<sub>2</sub> → Fe<sup>3+</sup> + Cu<sup>+</sup> + '''•O<sub>2</sub><sup>-</sup>'''
2 molekuly vody vznikají reakcemi:
:Fe<sup>3+</sup> + Cu<sup>2+</sup> + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> + e<sup>-</sup> + 2H<sup>+</sup> → Fe<sup>IV</sup>O (ferylový meziprodukt) + Cu<sup>2+</sup> + '''H<sub>2</sub>O'''
:Feryl + Cu<sup>2+</sup> + e<sup>-</sup> + 2H<sup>+</sup> → Fe<sup>3+</sup> + Cu<sup>2+</sup> + '''H<sub>2</sub>O'''

;NADPH-oxidáza
Enzym obsažený ve '''[[fagocyty|fagocytech]],''' který se účastní respiračního vzplanutí. Dochází ke vzniku reaktivních forem, které jsou použity při '''likvidaci fagocytovaného materiálu'''. (Viz výše).
==Redoxní signalizace==
Účast na buněčné signalizaci uvnitř buněk (signální transdukce). Probíhá ve velmi '''omezeném množství''', protože v intracelulárním prostředí je velké množství antioxidačních enzymů.

Uvnitř buněk jsou snadno oxidovatelné skupiny, tzv. '''redoxní senzory''' (SH skupiny, Fe-S centra). Oxidační stres tedy aktivuje signální kaskády proteinkináz a transkripčních faktorů. Výsledným efektem je '''aktivace či inhibice různých dějů''' ([[proliferace]], [[diferenciace]], stárnutí, [[apoptóza]] atd.).{{Netisknout|
<noinclude>
== Odkazy ==
=== Související články ===
*[[Základní reaktivní formy kyslíku a dusíku]]
*[[Signalizace NO]]
*[[Antioxidační ochrana lidského těla]]
===Zdroj===
* {{Citace|typ = web|příjmení1 = Pláteník|jméno1 = Jan|název = Reaktivní formy kyslíku v lidském těle. Antioxidační ochrana|rok = 2015
|citováno = 3.12.2018
|url = https://ulbld.lf1.cuni.cz/file/1971/ros-cze1516b.pdf}}
=== Použitá literatura ===
*{{Citace | typ=kniha
 | příjmení1 = Masopust | jméno1 = J
 | titul = Vybrané kapitoly z patobiochemie orgánů
 | vydání = 1 | místo = Praha | vydavatel = Karolinum | rok = 1997 | rozsah = 175
 | strany = 138-142 | isbn = 80-7184-415-2
}}
*{{Citace | typ = kniha
 | příjmení1 = Štípek | jméno1 = stanislav
 | kolektiv = ano
 | titul = Antioxidanty a volné radikály ve zdraví a v nemoci
 | vydání = 1 | místo = Praha | vydavatel = Grada | rok = 2000 | rozsah = 314
 | strany = 70-80 | isbn = 80-7169-704-4
}}
</noinclude>
}}

[[Kategorie:Fyziologie]]
[[Kategorie:Biochemie]]