DSC00622

Icimitucja. c/\li maktywacja wolnych rodników ma duże znaczenie biologiczne, gdyż 'Kvb.im;niy te zabezpieczają komórki przed uszkodzeniem. Wiele egzogennych lub endogea-''ch am\ utleniaczy , np witamina E. gluialion. transfery na) blokuje tworzenie nowych wolnych wini ko w lub ie inakty w uje. Zredukow any glulation (G-SH) np. inaktywuje wolne rodniki dzięki obecności grup SH i perofcsydaiy glutationu

QH- + G-SH -» H₂0 + Q=5-

QH- ♦ Q^S- ♦ G-SH -* H₂0 + G-S-S-G.

Transferyna z kolei w iąże jony żelaza zapobiegając tworzeniu wolnych rodników. Dalej ważne znaczenie w procesie terminacji ma desmutaza nadtlenków, która katalizuje reakcję:

20j + 2H* -» HjOi + O2.

Nadtlenek wodom dzięki działaniu katalazy jest dalej rozkładany

2H,0₂ -» 2H₂0 + 0₂.

Zaznaczyć należy, że nie wszystkie komórki mają desmutazy nadtlenków i katalazy.

Wolne rodniki mogą uszkadzać wiele makrocząsteczek, czego konsekwencją jest uszkodzenie struktury’ i funkcji organelli komórkowych. Najistotniejsze uszkodzenia dotyczą białek i lipidów głównie błonowych oraz kwasów nukleinowych.

Białka. Najbardziej narażone na działanie wolnych rodników są białka zawierające wiązania nienasycone lub siarkę, czyli zawierające takie aminokwasy jak tiyptofan. tyrozynę, fenyloala-ninę. histydynę. metioninę i cystynę. Wiele czynników, np. papaina i dehydrogenaza a-glicero-fosforanowa zawierają wiele tych aminokwasów w centrach aktywnych i dlatego są one całkowicie inhibowane przez wolne rodniki. Uszkodzeniu ulega także wiele innych białek, w tym białka błonowe (patrz dalej).

Kwasy nukleinowe. Typowym wolnym rodnikiem uszkadzającym DNA jest rodnik hydroksylowy (OH ). Powoduje on uszkodzenie deoksyrybozy rozcinając łańcuch DNA lub rzadziej uszkadza zasady azotowe. W wyniku działania wolnych rodników na lipidy uwolniony zostaje dwualdehyd malonowy (patrz dalej), który reagować może m.in. z zasadami azotowymi. Konsekwencją tych zmian są liczne mutacje i aberacje chromosomowe często prowadzące do śmierci komórki.

Lipidy błonowe. Szczególnie wrażliwe na działanie wolnych rodników są wiązania nienasycone cholesterolu i kwasów tłuszczowych. W wyniku działania wolnych rodników dochodzi do zmniejszenia się ilości lipidów nienasyconych, utleniania lipidów i powstawania aldehydów, w tym głównie dwualdehydu malonowcgo, a także nadtlenków lipidów będących wolnymi rodnikami. Powstaje dużo fosfolipidów ze skróconymi łańcuchami kwasów tłuszczowych zawierających grupy -OH. -OOH, -COOH i CHO, co powoduje znaczne uszkodzenie błon. Dodatkowo powstałe wolne rodniki uszkadzają dalsze lipidy, a także białka błon. Dużą toksyczność wykazuje także powstały dwualdehyd malonowy, który może uszkadzać białka i kwasy nukleinowe.

Najistotniejszą konsekwencją powstania wolnych rodników jest uszkodzenie błon komórkowych w wyniku utleniania lipidów, białek, tworzenia wiązań między białkami i hydrolizy ztwnc-

384