Образование АФК в организме

В организме перекись водорода образуется в результате блокады конечного звена дыхательной цепи в митохондриях в условиях гипоксии, когда происходит разгрузка дыхательной цепи от постоянно пополняющих ее электронов за счет их утечки по пути следования к цитохромоксидазе. Причиной образования супероксидного анион-радикала и перекиси водорода в тканях при гипоксии является одноэлектронное восстановление O2 на убихиноне под влиянием электронов, не достигающих цитохромоксидазы.

Рисунок 10 - Образование АФК в организме

Кроме этого в процессе фагоцитоза супероксид-радикалы подвергаются действию супероксиддисмутазы, вследствие чего образуется перекись водорода. В норме фагоциты используют перекись водорода для синтеза гипохлорита под влиянием миелопероксидазы. Гипохлорит разрушает стенку бактериальной клетки и тем самым убивает бактерии. Перекись водорода диффундирует в клетки, но там разрушается в результате активности ферментов каталазы и глутатионпероксидазы . [24, 29]

В присутствии ионов двухвалентного железа перекись водорода разлагается с образованием гидроксильного радикала. Радикал гидроксила чрезвычайно активен химически и разрушает почти любую встретившуюся ему молекулу. Действуя на SH-группы, гистидиновые и другие аминокислотные остатки белков, он вызывает денатурацию последних и инактивирует ферменты. В нуклеиновых кислотах гидроксил радикал разрушает углеводные мостики между нуклеотидами и, таким образом, разрывает цепи ДНК и РНК, в результате чего происходят мутации и гибель клеток. Внедряясь в липидный слой клеточных мембран, радикал гидроксила запускает (инициирует) реакции цепного окисления липидов, что приводит к повреждению мембран, нарушению их функций и гибели клеток. [24, 31]

Перекись водорода образуется в реакциях с участием флавожелезопротеидов, медьсодержащих оксидаз, ферментов, содержащих молибден (ксантиндегидрогеназа, ксантиноксидаза, альдегидоксидаза). К дегидрогеназам, которые с помощью флавопротеидов переносят водород на молекулярный кислород с образованием H2O2, относятся моноамино-, диамино, глицин-, гликольоксидазы. Действие ферментов группы монооксигеназ (гидроксилаз), в частности флавопротеидных, включает последовательные стадии, в которых восстановитель переводит флавин в дигидроформу, восстанавливающую O2 до H2O2, затем фермент-флавин-пероксидный комплекс гидроксилирует субстрат. Образование H2O2 происходит при самопроизвольном окислении гемоглобина, ферредоксинов, восстановленных цитохромом b5 гидрохинонов, тетрагидроптеридинов, адреналина.

Ферменты, участвующие в метаболизме H2O2, в значительном количестве содержатся в таких клеточных органеллах, как пероксисомы.

В них H2O2 образует простые самоокисляющиеся флавопротеиды - ферменты уратоксидаза, оксидаза D-аминокислот, оксидаза a-оксикислот, а каталаза разрушает ее. Каталаза использует H2O2, образованную другими ферментами в пероксисоме, для окисления множества субстратов - например, фенолов, мурвьиной кислоты, формальдегида и спирта - с помощью окислительной реакции:

O2 + R.H2 --> R.+ 2H2O