shkolageo.ru 1


Типы окисления. Понятие об антиоксидантной системе


Цели лекции

  • Формировать знания о типах окисления

  • Сформировать знания об антиоксидантной системе организма



Задачи лекции

  • Дать понятие оксидазному пути окисления

  • Рассмотреть оксигеназный путь окисления, показать реакцию гидроксилирования

  • Показать диоксигеназный путь окисления

  • Рассмотреть реакции образования основных АФК

  • Показать роль и последовательность реакций ПОЛ

  • Рассмотреть примеры АОС

  • Дать понятие о пероксидазном пути окисления



План лекции

  • Понятие об оксидазном типе окисления

  • Оксигеназный тип окисления

  • Пероксидный тип окисления. Понятие об АОС

  • Пероксидазный тип окисления



Рекомендуемая литература

  • Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Москва, «Биологическая химия», 2004 – С. 305-314.

  • Сеитов З.С. «Биохимия», 2000 – С. 508-515, 695-717.

  • Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. «Основы патохимии»2000 – С.8-29.

  • Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. «Биохимия для врача» 1994 – С.54-64



Понятие об оксидазном типе окисления

  • 80% кислорода используется на оксидазный тип – это первый тип окисления, т.е. когда атом кислорода восстанавливается 2 электронами, или молекула кислорода 4-мя электронами. Оксидазный тип окисления служит источником АТФ


Оксигеназный тип окисления

  • 20% О2 используется на другие типы окисления.

  • Оксигеназный тип окисления идет по 2 путям – монооксигеназному и диоксигеназному.

  • Монооксигеназный путь происходит в митохондриях и микросомах. В митохондриях происходит гидроксилирование (при участии НАДФН2, ЦхР450). При гидроксилировании образуется окисленный продукт, вода и НАДФ. Примерпоказать на доске формулами - фентир


Второй вид реакций монооксигеназного пути окисления объединяется под названием микросомальное окисление. Этот вид реакций происходит в микросомах, в основном в печени. В этом виде окисления участвует мультиферментная мембраносвязанная система, включающая НАДФН2, особые ФП и цхР450.

  • Второй вид реакций монооксигеназного пути окисления объединяется под названием микросомальное окисление. Этот вид реакций происходит в микросомах, в основном в печени. В этом виде окисления участвует мультиферментная мембраносвязанная система, включающая НАДФН2, особые ФП и цхР450.



В субстрат включается один атом кислорода. Второй атом О2 используется для образования воды. Этот тип окисления является защитной реакцией организма, т.к. происходит окисление различных чужеродных веществ. При этом они переходят в безвредные или становятся более растворимыми в воде и легко выводяться из организма

  • В субстрат включается один атом кислорода. Второй атом О2 используется для образования воды. Этот тип окисления является защитной реакцией организма, т.к. происходит окисление различных чужеродных веществ. При этом они переходят в безвредные или становятся более растворимыми в воде и легко выводяться из организма


При диоксигеназном пути оксигеназного типа под влиянием оксигеназ происходит включение обоих атомов кислорода в субстрат. Обычно это происходит с веществами, имеющими ненасыщенные связи по месту их разрыва, например, ненасыщенные жирные кислоты - показать на доске

  • При диоксигеназном пути оксигеназного типа под влиянием оксигеназ происходит включение обоих атомов кислорода в субстрат. Обычно это происходит с веществами, имеющими ненасыщенные связи по месту их разрыва, например, ненасыщенные жирные кислоты - показать на доске

  • S + О2 SО2


Пероксидный тип окисления. Понятие об АОС

  • или перекисный, или свободно-радикальный - происходит при одноэлектронном восстановлении О2. Этому типу окисления подвергаются ПНЖК в составе ФЛ мембран. ПОЛ инициируется под действием АФК



Главным источником АФК являются фагоциты: гранулоциты и моноциты крови, тканевые макрофаги.

  • Главным источником АФК являются фагоциты: гранулоциты и моноциты крови, тканевые макрофаги.

  • АФК делятся на 2 группы:

  • 1 группа – свободные радикалы: супероксиданион радикал, гидроксипероксирадикал (НОО•), гидроксильный радикал – самый токсичный; алкилоксирадикал (LO•), липопероксирадикал (LOO•), радикал оксида азота (NO•), двуокись азота (NO2•), пероксинитрит (HNOO•)



2 группа АФК – нерадикальные вещества: гипохлорит-анион, перекись водорода, синглетный кислород (1О2), озон (О3), железокислородный комплекс (Fe++--О2) и ГПЛ (LOOH).

  • 2 группа АФК – нерадикальные вещества: гипохлорит-анион, перекись водорода, синглетный кислород (1О2), озон (О3), железокислородный комплекс (Fe++--О2) и ГПЛ (LOOH).



Супероксидный радикал образуются при взаимодействии кислорода с металлами переменной валентности, например,

  • Супероксидный радикал образуются при взаимодействии кислорода с металлами переменной валентности, например,

  • Fe++ + О2  Fe+++ + О2•

  • Кроме этого супероксидный радикал образуется ферментативным путем с помощью НАДФН-оксидазы (ферментативной системы фагоцитов):

  • НАДФН + 2О2  НАДФ+ + 2(О2•)


Гидроксильный радикал образуется из перекиси водорода (реакция Фентона):

  • Гидроксильный радикал образуется из перекиси водорода (реакция Фентона):

  • Fe++ + Н2О2  Fe+++ + ОН• + ОН––

  • Кроме этого Н2О2, взаимодействуя с супероксиданионом-радикалом, может образовать гидроксильный радикал (реакция Хабера-Вайса): Н2О2 + О2•  ОН• + ОН–– + О2


АФК в больших количествах опасны для клеток. Так, супероксиданион может вызвать деполимеризацию ГАГ, окисление адреналина и тиолов. Известно, что избыток перекиси водорода вызывает окисление тиогрупп белков, может приводить к образованию гидроксильного радикала. Главная опасность АФК – инициация ПОЛ

  • АФК в больших количествах опасны для клеток. Так, супероксиданион может вызвать деполимеризацию ГАГ, окисление адреналина и тиолов. Известно, что избыток перекиси водорода вызывает окисление тиогрупп белков, может приводить к образованию гидроксильного радикала. Главная опасность АФК – инициация ПОЛ



ПОЛ носит цепной характер –

  • ПОЛ носит цепной характер –

  • ПНЖК радикалы жирных кислотлипопероксидный радикалГПЛ(ROOH)оксикислоты, предельные УГД, МДА



ПОЛ – главный путь использования ПНЖК. Продукты ПОЛ необходимы при синтезе некоторых гормонов и белков (например, в синтезе тироидных гормонов), образования простагландинов (ПРГ), для функционирования фагоцитов, для регуляции проницаемости и состава липидов мембран, скорости пролиферации клеток и их секреторной функции

  • ПОЛ – главный путь использования ПНЖК. Продукты ПОЛ необходимы при синтезе некоторых гормонов и белков (например, в синтезе тироидных гормонов), образования простагландинов (ПРГ), для функционирования фагоцитов, для регуляции проницаемости и состава липидов мембран, скорости пролиферации клеток и их секреторной функции


Увеличение скорости ПОЛ и концентрации продуктов ПОЛ приводит к повреждению мембраны и смерти клетки, так как АФК и продукты ПОЛ в большом количестве:

  • Увеличение скорости ПОЛ и концентрации продуктов ПОЛ приводит к повреждению мембраны и смерти клетки, так как АФК и продукты ПОЛ в большом количестве:

  • 1) нарушают структуру мембранных фосфолипидов

  • 2) повреждают ДНК и РНК, вызывая мутации.

  • 2) вызывают денатурацию белков,

  • 3) разобщают БО и ОФ, уменьшая пул АТФ,

  • 4) снижают интенсивность гликолиза,

  • 5) увеличивают концентрацию внутриклеточного кальция, вызывая деполимеризацию актина


Скорость ПОЛ контролируется АОС. АОС подразделяется на ферментную и неферментную.

  • Скорость ПОЛ контролируется АОС. АОС подразделяется на ферментную и неферментную.

  • К ферментной АОС относятся:

  • 1) СОД

  • 2) каталаза

  • 3) ГПО

  • 4) ГР



СОД переводит супероксидный радикал в менее токсичную перекись водорода 2О2. + 2Н+  Н2О2 + О2

  • СОД переводит супероксидный радикал в менее токсичную перекись водорода 2О2. + 2Н+  Н2О2 + О2

  • Каталаза разрушает Н2О2 до воды и молекулярного кислорода

  • ГПО действует при участии восстановленного глутатиона, восстанавливая ГПЛ до легко выводимых с мочой оксикислот:

  • LOOH + 2GSH  GSSG + LOH + H2O



ГР восстанавливает окисленный глутатион:

  • ГР восстанавливает окисленный глутатион:

  • GSSG + НАДФН2  НАДФ + 2GSH


К неферментной АОС относятся:

  • К неферментной АОС относятся:

  • 1) жирорастворимые витамины (в основном А и Е),

  • 2) каротины,

  • 3) витамин С, Р

  • 4) карнозин (нейтрализует гидроксильный радикал в миоцитах),

  • 5) ферритин (связывает двухвалентное железо, которое является источником электронов для образования АФК),

  • 6) церулоплазмин (связывает двухвалентную медь, что уменьшает возможность ее окисления и образования супероксиданион-радикала, а также окисляет двухвалентное железо, выполняя роль феррооксидазы),

  • 7) металлотионеины (связывают медь и другие металлы, выполняя не только антиоксидантную функцию, но и антитоксическую),

  • 8) таурин (нейтрализует гипохлорит-анион),

  • 9) эстрогены (за счет С2 группы в кольце А обрывают цепную реакцию: ROO– + эстрадиол-ОН  ROOH + эстрадиол-О––  продукт окисления).


Пероксидазный тип окисления

  • Этот тип происходит при участии ряда веществ, обладающих аутооксидабельностью. К таким веществам относятся некоторые ФП (ксантиноксидаза и др.):

  • ФПН2 + О2  ФП + Н2О2.

  • Этот тип окисления является побочным путем окисления, обычно наблюдается при выходе из строя цитохромной системы или когда субстрат не окисляется другим путем, например, мочевая кислота



Дидактическая завершенность лекции Задачи лекции

  • Дать понятие оксидазному пути окисления

  • Рассмотреть оксигеназный путь окисления, показать реакцию гидроксилирования

  • Показать диоксигеназный путь окисления

  • Рассмотреть реакции образования основных АФК

  • Показать роль и последовательность реакций ПОЛ

  • Рассмотреть примеры АОС

  • Дать понятие о пероксидазном пути окисления



Обратная связь

  • Какие ферменты АОС имеются в организме человека?

  • Какие вещества относятся к неферментной АОС?

  • Что вы знали по этой теме до лекции?

  • Что бы вы хотели узнать по этой теме больше?