Построение биологической дыхательной цепи

Размещено на http://allbest.ru

1. МИКРОСОМАЛЬНАЯ ДЫХАТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ

Микросомы (микрочастицы) - это защитные мембранные пузырьки (везикулы), образуемые из гладкой эндоплазматической сети при гомогенизации клетки. Как таковых микросом не существует. Микросомальное окисление - это окисление, протекающее на гладкой эндоплазматической сети нормальной неразрушенной клетки. Наиболее интенсивно микросомальное окисление протекает в печени и надпочечниках, а также в местах контакта с внешней средой.

Эндоплазматическая сеть - это второй слой мембран, ассоциированных с тремя основными массами ферментов:

оксидоредуктазы;

трансферазы;

гидролазы.

Главная функция этих ферментов - реакции детоксикации. Микросомальные окисления осуществляется с помощью одноименной дыхательной цепи, которая представляет собой систему переносчиков протонов и электронов с НАД или НАДФ на кислород. Существует два варианта микросомальной дыхательной цепи:

Цитохром в₅ одной цепи может передавать свои электроны на цитохром в₅ другой цепи, а также на цитохром Р450.

Многие гидрофобные вещества организма обладают талерантностью за счёт того, что растворяясь в клеточной мембране разрушает её. Задачей организма является перевод этих гидрофобных соединений в гидрофильные, которые легче выводятся. Это осуществляет микросомальное окисление. То есть, основная роль микросмальной дыхательной цепи заключается в осуществлении синтеза с участием кислорода.

Для облегчения реакций детоксикации необходимо большое количество витамина С в составе косубстрата; реакции детоксикации протекают по механизму гидроксилирования гетероциклических и алифатических соединений, поступающих из вне. Реакции детоксикации могут привезти к снижению концентрации токсических веществ. Роль микросомального окисления состоит в биосинтезе витамина Д, кортикостероидов, тирозина. В 70 - е годы было показано, что микросомальная и митохондриальная дыхательные цепи взаимодействуют друг с другом через цитохром В₅.

В условиях интоксикации происходит ингибирование первого комплекса митохондриальной дыхательной цепи.

микросомальный перекисный митохондрия антиоксидантный

Окисление НАД * Н₂ не происходит и он накапливается. В межмембранном пространстве имеется цитохром в₅, который принимает электроны НАД * Н₂ с митохондриальной дыхательной цепи на микросомальную и тем самым угроза энергетического голода устраняется. То есть, в₅ - фермент, компонент микросомальной дыхательной цепи, который обеспечивает межмембранный, митохондриальный, микросомальный перенос электронов.

Сходство и различие митохондриальной и микросомальной дыхательной цепи.

Сходства:

1) они имеют одинаковое начало и одинаковую разность потенциалов;

2) имеют одинаковые переносчики: НАД и цитохром.

Различия:

1) по локализации;

2) микросомальная дыхательная цепь короче и электроны на последнем переносчике микросомальной цепи более энергезированы и способны активировать кислород;

3) будучи активным кислород способен внедряться в структуру многих молекул, то есть используется с пластическими цепями (ФЕН --- ТИР). В то время как в митохондриальной дыхательной цепи кислород - всего лишь конечный акцептор электрона и используется в энергетических целях;

4) в процессе переноса электронов в митохондриальной цепи, их энергия депонируется в форме АТФ. В микросомальной дыхательной цепи депонирование энергии не происходит;

5) микросомальное окисление - современная интерпретация теории Баха - Энслера.

6) митохондриальное окисление - современный вариант теории Палладина.

2. ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ И АНТИОКСИДАНТНАЯ ЗАЩИТА

Ещё Мечников, изучая фагоцитоз, утверждал, что фагоцитарное действие лейкоцитов осуществляется за счёт перекисных процессов.

Перекисное окисление - это третий путь утилизации вдыхаемого кислорода (от 2 до 5%).Кислород сам по себе является парамагнитным элементом (это было установлено методом молекулярных орбиталей), так как имеет на внешнем слое два неподелённых электрона.

то есть в реакциях переменного окисления происходит одноэлектронное восстановление кислорода.

О₂ стимулирует образование большого количества радикалов по цепному механизму:

В процессе взаимодействия этих радикалов с веществом поражаются наиболее уязвимые места клеток: ненасыщенные жирные кислоты фосфолипидов мембраны, они «выжигаются» в результате чего мембрана делается более ригидной и следовательно изменяется ответная реакция клетки .

В нормальных условиях перекисное окисление регулирует агрегатные состояния мембран, что лежит в основе тканевой адаптации. При всех видах патологии активность перекисных процессов возрастает и является инструментом повреждения мембраны. В ней образуются ионные каналы, через которые входят ионы натрия, калия. Содержимое клетки как бы вываливается и она гибнет. ОН* радикал взаимодействует с РНК и ДНК, вызывая генные мутации, провоцируя канцерогенез. Перекисные процессы инициируются в структуре нуклеиновых кислот.

Антиоксидантная защита.

Клетки имеют мощную антиоксидантную защиту, состоящую из двух уровней:

1) ферментативная (происходит восстановление продуктов перекисного окисления и их ликвидация с помощью ферментов):

а) супероксиддисмутаза - сложный фермент, встречаются Mg, Zn, Fe, Cu - содержащие формы в разных тканях. Его активность повышается при любых формах активации перекисных процессов. Этот фермент за рубежом выделяется в чистом виде и эффективно используется в лучевой терапии. Действие СОД направлено на супероксид ион:

б) каталаза (её субстратом является Н₂О₂) особенно активна в эритроцитах, которые специализируются на переносе кислорода:

в) пероксидаза - наиболее активна глутатион - пероксидаза

г) глутатион - редуктаза - является непосредственным защитником эритроцитов, в частности предохраняют от образования МеHb, который не способен к транспорту кислорода, что ведёт к гипоксии. МеHb образуется при приёме избытка нитратов, аспирина, сульфаниламидов.

К ферментативной антиоксидантной защите относятся ферменты, генерирующие восстановительную форму НАД * Н₂ и НАДФ * Н₂ (такую систему имеют все клетки, но особенно мозг и миокард), а также ферменты, поддерживающие восстановительную форму металлов.

2) неферментативная: сюда относится ряд легко окисляющихся веществ, обладающих меньшей активностью, чем естественные метаболиты:

хинон

убихинон (Ко - Q)

витамины Е и А (являются компонентами мембран и блокируют перекисные процессы)

витамин С

Между этими тремя витаминами существует взаимосвязь: витамин С обеспечивает восстановительную форму витамина Е, а для поддержания восстановительной формы витамина С нужен витамин А. В настоящее время существует мощный препарат антиоксидантной защиты, представляющий собой комплекс трёх витаминов (Vit C = 2 г, Vit E = 500000 E, Vit A + 140000 - 170000 Е). Витамин А довольно токсичен, поэтому в качестве замены используется В - каротин.

Также к антиоксидантам относятся Vit F, кортикостероиды, гистидин, аргинин, билирубин и растительные пигменты.

Размещено на Allbest.ru