Ферменты антиоксидантной системы:
1. супероксиддисмутаза,
2. каталаза,
3. пероксидаза (глутатионпероксидаза),
4. глутатионредуктаза.
Наиболее активны эти ферменты в печени, почках и надпочечниках.
Супероксиддисмутаза превращает супероксидные анионы в пероксид водорода:
2•О2- + 2Н+ → Н2О2 + О2
Супероксидисмутаза является мощным ингибитором свободнорадикального окисления в организме, защищающим биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты и др.) от окислительной деструкции. Супероксидисмутаза – индуцируемый фермент, т.е. синтез его увеличивается, если в клетках активируется ПОЛ.
Каталаза является гемопротеином и катализирует реакцию разложения пероксида водорода:
2Н2О2 → 2Н2О + О2
В клетках каталаза локализована в пероксисомах, где образуется наибольшее количество пероксида водорода, а также в лейкоцитах, где она защищает клетки от последствий «респираторного взрыва».
Глутатионпероксидаза – важнейший фермент, обеспечивающий инактивацию пероксида водорода и пероксидных радикалов. Он катализирует восстановление пероксидов при участии трипептида глутатиона. SH-группа глутатиона служит донором электронов и, окисляясь образует дисульфидную форму глутатиона:
Н2О2 + 2НS-глутатион → 2Н2О + глутатион-S-S-глутатион
Окисленный глутатион восстанавливается глутатионредуктазой:
глутатион-S-S-глутатион + НАДФН+Н+ → 2HS-глутатион + НАДФ+
Глутатионпероксидаза в качестве кофермента использует селен. При его недостатке активность антиоксидантной защиты снижается.
Неферментативные антиоксиданты:
1. Природные водорастворимые антиоксиданты (витамин С; карнозин; таурин; восстановленные тиолы, содержащие SH-группы; цистеин; НS-КоА; белки, содержащие селен). Витамин С участвует в ингибировании ПОЛ с помощью двух механизмов. Во-первых, он восстанавливает окисленную форму витамина Е и поддерживает необходимую концентрацию этого антиоксиданта в мембранах клеток. Во-вторых, витамин С взаимодействует как восстановитель с водорастворимыми активными формами кислорода и инактивирует их.
2. Липофильные низкомолекулярные антиоксиданты, локализованные в мембранах клеток (витамин Е; β-каротин; КоQ; нафтахоиноны). Витамин Е – наиболее распространенный антиоксидант в природе, способен инактивировать свободные радикалы непосредственно в гидрофобном слое мембран и тем самым предотвращать развитие цепи перекисного окисления. b-каротин, предшественник витамина А, также ингибирует ПОЛ. Уменьшение содержания этого антиоксиданта в тканях приводит к тому, что продукты ПОЛ начинают производить вместо физиологического патологический эффект.
Растительная диета, обогащенная витаминами Е, С, каротиноидами, уменьшает риск развития атеросклероза и заболеваний сердечно-сосудистой системы, обладает антиканцерогенным действием. Действие этих витаминов связано с ингибированием ПОЛ и кислородных радикалов и, следовательно, с поддержанием нормальной структуры компонентов клеток.
Глава 12. Биохимия гормонов
Гормоны (от греческого hormaino – побуждаю) – это биологически активные вещества, которые выделяются эндокринными клетками в кровь или лимфу и регулируют в клетках-мишенях биохимические и физиологические процессы.
В настоящее время предложено расширить определение гормонов: гормоны – это специализированные межклеточные регуляторы рецепторного действия.
В этом определении слова «специализированные регуляторы» подчеркивают, что регуляторная – главная функция гормонов; слово «межклеточные» означает, что гормоны вырабатываются одними клетками и извне действуют на другие клетки; рецепторное действие – первый этап в эффектах любого гормона.
Биороль гормонов.
Гормоны регулируют многие жизненные процессы – метаболизма, функции клеток и органов, матричные синтезы (транскрипцию, трансляцию) и другие процессы, определяемые геномом (пролиферацию, рост, дифференцировку, адаптацию, клеточный шок, апоптоз и др.)
Рис. 12.1. Схема взаимосвязи регуляторных систем организма.
Эндокринная система функционирует в тесной взаимосвязи с нервной системой как нейроэндокринная.
1. Синтез и секреция гормонов стимулируются внешними и внутренними сигналами, поступающими в ЦНС.
2–3. Эти сигналы по нейронам поступают в гипоталамус, где стимулируют синтез пептидных рилизинг-гормонов (либеринов и статинов), которые стимулируют или ингибируют синтез и секрецию гормонов передней доли гипофиза.
4–5. Гормоны передней доли гипофиза (тропные гормоны) стимулируют образование и секрецию гормонов периферических эндокринных желез, которые поступают в кровь и взаимодействуют с клетками-мишенями.
Уровень гормонов в крови поддерживается благодаря механизмам саморегуляции (регуляция по принципу обратной связи). Изменение концентрации метаболитов в клетках-мишенях подавляет синтез гормонов в эндокринной железе или в гипоталамусе (6, 7). Синтез и секреция тропных гормонов подавляется гормонами эндокринных желез (8).
Классификация гормонов
Гормоны классифицируются по химическому строению, биологическим функциям, месту образования и механизму действия.
Классификация по химическому строению.
По химическому строению гормоны делят на 3 группы (табл. 12.1):
1. пептидные или белковые;
2. производные аминокислот;
3. стероидные
4. производные арахидоновой кислоты – эйкозаноиды (оказывают местное действие)
Классификация гормонов по химическому строению
Пептидные (белковые)
1. Кортикотропин
2. Соматотропин
3. Тиреотропин
4. Пролактин
5. Лютропин
6. Лютеинеизирующий гормон
7. Фолликулостимули-рующий гормон
8. Мелоноцитстимули-рующий гормон
9. Вазопрессин
10. Окситоцин
11. Паратгормон
12. Кальцитонин
13. Инсулин
14. Глюкагон
Производные аминокислот
1. Адреналин
2. Норадреналин
3. Трийодтиронин (Т3)
4. Тироксин (Т4)
Стероиды
1. Глюкокортикоиды
2. Минералокорти-коиды
3. Андрогены
4. Эстрогены
5. Прогестины
6. Кальцитриол
Клетки некоторых органов, не относящихся к железам внутренней секреции (клетки ЖКТ, клетки почек, эндотелия и др.), также выделяют гормоноподобные вещества (эйкозаноиды), которые действуют в местах их образования.
Классификация гормонов по биологическим функциям
По биологическим функциям гормоны можно разделить на несколько групп (табл. 12.2.)
Таблица 12.2. Классификация гормонов по биологическим функциям.