Zdroje reaktivních forem kyslíku
Superoxid anion radikál může
být produkován enzymy, některými proteiny, fragmenty subbuněčných organel nebo
autooxidačními reakcemi, je také intermediátem na cestě ke vzniku dalších forem
volných kyslíkových radikálů (VKR). Zdroje VKR jsou ovlivňovány faktory
chemickými (např. hydrochinony, leukoflaviny, katecholaminy, thioly,
azo-barvivy, aromatickými hydroxylaminy, melaninem, ionty kovů, či přítomností
léků). Mezi fyzikální faktory podporující produkci VKR patří především záření
(UV, gama, X), ultrazvuk, teplo, trauma, nadměrná fyzická zátěž nebo expozice
tabákovým kouřem. Metabolismus buňky se na produkci VKR podílí především
mitochondriálním elektronovým transportem, oxidačními procesy v
endoplasmatickém retikulu, aktivací fagocytů a akumulací redukovaných
metabolitů.
Podstatnou úlohu při vzniku
VKR zastává aktivita řady enzymů a přítomnost proteinů (např. xantinoxidáza, aldehydoxidáza,
cytochrom P450, 2-nitropropandioxidáza, peroxidázy, indolamindioxidáza,
redukovaný ferredoxín, NADPH-cytochrom P450 reduktáza, NADH-cytochrom b5
reduktáza, hemoglobin, tryptofandioxygenáza, cytochromoxidáza, hemoxygenáza
NADPH oxidáza) (Tichavská and Gut, 1994).
Významná pozornost se
v posledních letech právem věnuje studiu cytochromů P450 (EC 1.14.14.1),
které patří mezi klíčové enzymy metabolismu xenobiotik. Vedle detoxikace těchto
sloučenin může docházet i ke vzniku biologicky aktivnějších derivátů, z nichž
některé mohou být toxické, mutagenní či karcinogenní, jiné v podobě
aktivní formy léčiv mohou být naopak organismu prospěšné. Poznání metabolismu
xenobiotik u člověka tedy potenciálně umožňuje zvyšovat nebo modulovat účinek
léčiv nebo naopak snižovat jejich vedlejší účinky, umožňuje rovněž omezovat
rizika vznikající při expozici potencionálně toxickými nebo karcinogenními
látkami. Cytochrom P450 (CYP450) spolupůsobí s dalším enzymem
lokalizovaným v endoplasmatickém retikulu NADPH-cytochrom P450 reduktázou
a dalšími enzymy mitochondrií. Monooxygenační reakci lze sumárně vyjádřit
rovnicí (1):
RH + O2 +
NADPH + H+ ¾® ROH + H2O +
NADP+ (1)
V průběhu tohoto mechanismu
nemusí dojít k inkorporaci kyslíku do molekuly substrátu (RH), ale k jeho
uvolnění ve formě superoxid anion radikálu, peroxidu
vodíku nebo vody. Vedle kyslíku mohou cytochromy P450 pro oxidativní reakce
využívat peroxidy a peroxykyseliny jako donory atomu kyslíku. Cytochromy P450
se vyskytují v řadě izoforem, které jsou řazeny do genetických rodin a
podrodin podle stupně homologie jejich primární struktury (Stiborová et al.,
1999).
Literatura:
Stiborová M, Hudeček J,
Hodek P, Frei E. Význam cytochromů P450 pro lidské zdraví. Chem Listy 1999; 93: 229-237.
Tichavská B a Gut I.
Metabolismus reaktivních kyslíkových species. Chem Listy 1994; 88: 580 – 590.
Další informace:
·
Volné kyslíkové radikály:
charakteristika
·
Volné kyslíkové radikály
a proces aterogeneze
·
Volné kyslíkové radikály:
LPO
·
Volné kyslíkové radikály:
ochranné mechanismy
·
Volné kyslíkové radikály:
poškození DNA
Jaroslava Vávrová
.