Оттегінің токсикалық түрлері. Олардың пайда болуы. Ағзаның клеткаларына әсері. Антиоксидантты қорғау жүйесі

Қазақстан Республикасы Денсаулық сақтау министрлігі

Семей Мемлекеттік Медицина Университеті

Биохимия және химиялық пәндер кафедрасы

Орындаған: Бостанова А. М.

ЖМФ 208-топ

Тексерген: Советов Б. С.

Семей-2011жыл

Ағзада оттегінің белсенді түрлері әртүрлі заттардың өздігінен болған (ферментті емес) тотығу реакцияларында, сонымен қатар әртүрлі оксидазалар катализдейтін реакцияларда түзіледі.

Супероксид (О2-), гидроксильді радикал (ОН), сутегі пероксиді мен синглентті оттегінің (О2) химиялық белсенділігі жоғары және ағзаның көптеген заттарымен, соның ішінде нуклейн қышқылдарымен, белоктармен, липидтермен әрекеттеседі.

Липидтердің пероксидті тотығуы липидтердің гидрофобтығын төмендетеді, олардың конформациясын өзгертеді. Липидтердің молекулалары және липидтер мен белоктардың молекулалары арасындағы ковалентті байланыстардың түзілуіне әкеледі. Соның салдарынан мембраналық липидтердің тотығуы кезінде мембраналардың құрылымы мен қызметі күрт зақымдалады. Ал бұл өз кезенінде эритроциттердің гемолизін тудырады.

Барлық клеткаларда, соның ішінде эритроциттерде, оттегінің токсикалық әсерінен қорғану механизмдері бар. Мысалы, супероксидті анион әсерінен сутегінің асқын тотығына айналады:

О2- + О2- + 2Н+ Н2О2 + О2

супероксиддисмутаза

2 (Н2О2) 2(Н2О) + О2

каталаза

Эритроциттер мембраналарының бүтіндігін сақтап қалу үшін глутатионның және глутатионды циклдың ферменттері: глутатионпероксидаза мен глутатионредуктазаның мәні өте зор.

Глутатионпероксидаза ферменті (құрамында селен бар фермент) сутегінің асқын отығын глутатионның (Г-SН) тотықсызданған формасы есебінен тотықсыздандырады, оның дегидратациясы кезінде глутатионның тотыққан түрі түзіледі (Г-S-S-Г) :

Г-S-S-Г

+2 (Г-SН)

Н2О2 2(Н2О)

глутатионперексидаза

Сонымен қатар бұл ферменттер органикалық пероксидтерді (липидтердің гидропероксидтерін) тотықсыздандырады:

Г-S-S-Г

R +2 (Г-SН) R

CH-O-OH CH-OH

CH2 глутатионперексидаза CH2

Тотыққан глутатион НАДФН2-ні пайдалан отыра глутатионредуктаза ферментінің әсерінен тотықсызданады, ол НАДФН2 глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа ферментінің әсерінен пентозды циклда түзіледі:

НАДФ

НАДФН2

Г-S-S-Г +2 (Г-SН)

глутатионредуктаза

Сонымен, глутатионның антиоксидантты әсері глутатионды циклдың ферменттерімен байланысты: глутатион пероксидазалардың және , олардың қызметі глюкозо- байланысты.

Альфа-токоферолдың да антиоксидантты әсері бар, ол электронды доноры бола алады және май қышқылдардың пероксидті тотығуының реакцияларын үзеді. Глюкозо-6- қызметі бұзылған кезде (тұқым қуалайтын жәре жүре пайда болған), эритроциттерде тотықсызданған глутатионның деңгейі төмендейді де, мұндай эритроциттер тез гемолизденеді.

Антиоксиданттардың жіктелуі

Эритроциттердің гемолитикалық даярлығы тек тотықсызданған глутатионның төмендеуімен емес, сонымен қатар клеткалық мембрана белоктарының сульфгидрильді топтарымен байланысты. Бұл құрамында SH- бар фермент Na+, K+ - АТФ-азаның белсенділігінің төмендеуіне әкеледі де, соның салдарынан Na, K иондары және оттегі үшін эритроциттер мембараналарының өткізгіштігі артады. Мұның барлығы эритроциттердің ісінуіне әкеледі де, гемолиз жылдамдайды.

Жасуша клеткаларына келіп түсетін оттегінің 90%-ы ЦПЭ-ға келіп түседі де, ал қалған пайызы тотығу-қалпына келу реакцияларына қатысады. Оттегінің қатысуымен жүретін тотығу-қалпына келу (окислительно-восстановительных реакциях) реакцияларына екі түрлі ферменттер қатысады: оксидаза және оксигеназа.

Осидаза- Н2О немесе Н2О2 түзе отырып, молекулярлы оттегінің электронының акцепторы ретінде қолданылады.

Оксигеназа-реакцияның түзілу өнімдеріне бір (монооксигеназа) немесе екі (диоксигеназ) оттегі атомдарын қосады. Бірақ бұл реакциялар АТФ түзуге қатыспайды, олар көптеген аминқышқылдарының спецификалық реакцияларында, өт қышқылдарының және стероидтардың синтезі кезінде, бауырдағы керексіз өнімдерден арылту үшін қолданылады.

Жай күйде оттегі токсикалы емес, ол токсикалы болуы оның молекулалық құрылымына байланысты. О2 жұпталмаған, бір-біріне параллель орналасқан, жалғыз электрондардан тұрады. Осы орбитада орналасқан жалғыз электрондар өздеріне тағы бір электрон жұбын қосып ала алады.

1990 жылдары оттегінің токсикалық қасиеті клетка үшін маңызды проблемма болмаған. Кейін барып қана оттегінің токсикалығы клетка үшін әсері бары анықтала бастады.

Оттегінің токсикалық қасиетінің негізгі екі түрі бар:

Оттегімен уланудың өкпелік формасы;

ОЖЖ-не оттегінің токсикалық әсері;

Оттегімен уланудың өкпелік формасы.

Бұл жеңіл түрі болып табылады. Лойрен Смит әсері деп те атайды. 1899 жылы тәжірибелік жануарларға зерттеу жүргізгенде Лойрен Смит деген ағылшын ғалымы анықтаған болатын. Бұл түрі қауіпті емес, тек қана белгілі еределерді сақтаса болды. Ол оттегінің парциалды қысымын сақтау болып табылады.

РО2 (Оттегінің парциалды қысымы) 0, 5 бар/атм. жоғарылаған кезде көп адамдарда оттегімен уланудың өкпелік формасы байқалады. 15метр тереңдікте РО2 мөлшері 0, 53бар/атм шамасында. Ал 40 метр тереңдікте РО2 мөлшері 1, 04бар/атм шамасында, оттегімен улану үшін, осы шамада 12 сағ. адам тұру керек, сол кезде ғана оттегімен уланудың өкпелік формасы байқалады. Сол себептіден ғана осы форма адамға аса қауіпті емес.

Оттегімен уланудың өкпелік формасы әкеп соғатын негізгі себептер: ол өкпе тінінің аса сезімталдығы; Бұл жағдайда өкпенің тіршілік сыйымдылығы көлемі азайып, кеңірдеі, жұтқыншақ маңайы тітіркеніп, жөтел пайда болып, адам тұншыға бастайды. Ауасы кең, қалыпты деңгейде адамды орналастырғанда, тез қалпына келеді.