Antioxidační ochrana lidského těla

Při metabolických pochodech vznikají reaktivní formy kyslíku (reactive oxygen species – ROS) a reaktivní formy dusíku (reactive nitrogen species – RNS). Všechny reaktivní formy dusíku významné z biologického hlediska obsahují i atom kyslíku, někdy se proto označují také jako reaktivní formy kyslíku a dusíku (reactive oxygen and nitrogen species, RONS).

Reaktivní formy kyslíku a dusíku

Zahrnují dvě skupiny látek:

Volné radikály

Obsahují nepárový elektron, díky čemuž jsou velmi reaktivní. Typickými zástupci jsou např. hydroxylový radikál ·OH, superoxid O₂^·− nebo oxid dusnatý NO·.

Neradikálové reaktivní formy

Sloučeniny kyslíku (popř. kyslíku a dusíku), které sice samy nemají povahu volných radikálů, ty z nich však mohou snadno vznikat dalšími reakcemi. Patří mezi ně např. peroxid vodíku H₂O₂ nebo peroxinitrit ONOO⁻.

Volné radikály vznikají třemi různými způsoby: homolytickým štěpením kovalentní vazby, redukcí (přidáním jednoho elektronu) nebo oxidací (ztrátou jednoho elektronu). Reaguje-li radikál s jinou normální molekulou, změní ji také na radikál (propagace radikálové reakce). K dokončení radikálové reakce dojde až reakcí dvou radikálů. Volné radikály poškozují mastné kyseliny, lipidy a proteiny, současně se ale i podílejí na imunitní ochraně organismu.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Základní reaktivní formy kyslíku a dusíku.

Prospěšnost ROS ve zdravém organismu

Hydroxylový radikál vznikající činností enzymu monooxygenázy je v játrech důležitý pro hydroxylaci xenobiotik včetně léků, a v nadledvinách pro hydroxylaci steroidů (vznik žlučových kyselin). Neutrofily a makrofágy používají reaktivní formy kyslíku (superoxid a peroxid vodíku) k odstraňování zbytků mrtvých buněk a k fagocytóze bakterií. Jako významný lokální hormon a neurotransmiter se oxid dusnatý podílí na relaxaci hladké svaloviny cév, GIT a corpus cavernosum penis. Má antiagregační a antiadhezivní účinek na trombocyty a leukocyty a v CNS ovlivňuje učení a paměť.

Antioxidační ochrana

Nadměrnému působení volných radikálů se organismus brání třemi způsoby. Jednak se brání tvorbě velkého množství regulací enzymů, které je tvoří. Druhou možností je zachycení a odstranění již vytvořených radikálů, toho se účastní enzymové a endogenní antioxidanty. Selžou-li dva předchozí mechanismy, uplatní se reparační mechanismy poškozených biomolekul.

Antioxidační enzymy

Superoxiddismutáza

Je součástí každé buňky. Katalyzuje dismutaci superoxidu na dioxygen a peroxid vodíku:

     O2•- + O2•- + 2H+ → O2 + H2O2

Je nepostradatelná pro život na naší planetě. Ve třech formách se vyskytuje extracelulárně a v mitochondriích eukaryot a prokaryot.

Glutathionperoxidáza

Pomocí tripeptidu glutathionu redukuje peroxid vodíku na vodu:

     2 GSH + H2O2 → GS-SG + 2 H2O

Vyskytuje se v několika formách, v aktivním místě obsahuje selenocystein.

Antioxidační působení enzymů na ROS

Kataláza

Tetramer, každý obsahuje jednu prostetickou protoporfyrinovou skupinu s Fe ³⁺. Katalyzuje dismutaci peroxidu vodíku na kyslík a vodu. Vyskytuje se v peroxisomech a erytrocytech.

Vysokomolekulární endogenní antioxidanty

Vysokomolekulární endogenní antioxidanty jsou proteiny schopné vázat přechodné prvky (železo a měď) a měnit jejich oxidoredukční vlastnosti tak, aby přestaly katalyzovat radikálové reakce.

• transferin / laktoferin (váže Fe³⁺);
• feritin (skladování Fe³⁺);
• haptoglobin / hemopexin (váže cirkulující hemoglobin / hem);
• ceruloplazmin;
• albumin.

Nízkomolekulární endogenní antioxidanty

• Askorbát (vitamin C);
• Alfa tokoferol (vitamin E);
• Koenzym Q;
• Karotenoidy, Beta-karoten a vitamin A;
• Thioly a disulfidy;
• Kyselina močová, bilirubin.

Patobiochemie antioxidační ochrany

Je-li vznik reaktivních forem kyslíku a dusíku větší než jejich odstraňování, dojde ke vzniku nerovnováhy nazývané oxidační stres.

Odkazy

Externí články

• Volné radikály, antioxidanty a stárnutí
• Antioxidační účinky ovoce a zeleniny - Bakalářská práce v oboru výživa člověka

Zdroj

• ŠTÍPEK, S, et al. Antioxidanty a volné radikály ve zdraví a v nemoci. 1. vydání. Praha : Grada, 2000. 320 s. ISBN 80-7169-704-4.

• PLÁTENÍK, Jan. Reaktivní formy kyslíku v lidském těle Antioxidační ochran [přednáška k předmětu Patobiochemie, obor LEK, 1.LF UK]. Praha. 2011. Dostupné také z <https://el.lf1.cuni.cz/p74867893?account-id=7&principal-id=1512062&session=breez96tipacpetw5kwci>.