stringtranslate.com

Прооксидант

Прооксиданты — это химические вещества, которые вызывают окислительный стресс либо путем генерации активных форм кислорода , либо путем ингибирования антиоксидантных систем. [1] Окислительный стресс, вызываемый этими химическими веществами, может повредить клетки и ткани, например, передозировка анальгетика парацетамола (ацетаминофена) может смертельно повредить печень , частично из-за выработки ею активных форм кислорода. [2] [3]

Некоторые вещества могут служить либо антиоксидантами, либо прооксидантами, в зависимости от условий. [4] Некоторые из важных условий включают концентрацию химического вещества и наличие кислорода или переходных металлов . Хотя с термодинамической точки зрения это очень выгодно, восстановление молекулярного кислорода или пероксида до супероксида или гидроксильного радикала соответственно запрещено по спину . Это значительно снижает скорость этих реакций, позволяя существовать аэробной жизни. В результате восстановление кислорода обычно включает либо первоначальное образование синглетного кислорода , либо спин-орбитальное взаимодействие посредством восстановления металла переходного ряда, такого как марганец, железо или медь. Этот восстановленный металл затем передает единственный электрон молекулярному кислороду или пероксиду. [ нужна цитата ]

Металлы

Переходные металлы могут служить прооксидантами. Например, хронический манганизм является классическим «прооксидантным» заболеванием. [5] Еще одним заболеванием, связанным с хроническим присутствием прооксидантного металла переходного ряда, является гемохроматоз , связанный с повышенным уровнем железа. Точно так же болезнь Вильсона связана с повышенным уровнем меди в тканях. Такие синдромы, как правило, связаны с общей симптоматикой. Таким образом, все они являются случайными симптомами (например) гемохроматоза, другое название которого – «бронзовый диабет». Прооксидантный гербицид паракват , болезнь Вильсона и железо полосатого тела также связаны с паркинсонизмом у человека . Паракват также вызывает симптомы, подобные болезни Паркинсона, у грызунов. [ нужна цитата ]

Фиброз

Фиброз или образование рубцов — еще один симптом, связанный с прооксидантами. Например, межглазная медь или халикоз стекловидного тела связаны с тяжелым фиброзом стекловидного тела, как и межглазное железо. Цирроз печени также является основным симптомом болезни Вильсона. Считается, что фиброз легких , вызванный паракватом и противоопухолевым агентом блеомицином , индуцируется прооксидантными свойствами этих агентов. Возможно, окислительный стресс, вызываемый такими агентами, имитирует нормальный физиологический сигнал преобразования фибробластов в миофибробласты . [ нужна цитата ]

Прооксидантные витамины

Витамины , являющиеся восстановителями, могут быть прооксидантами. Витамин С обладает антиоксидантной активностью, когда он восстанавливает окисляющие вещества, такие как перекись водорода , [6] однако он также может восстанавливать ионы металлов, что приводит к образованию свободных радикалов посредством реакции Фентона . [7] [8]

2 Fe 2+ + 2 H 2 O 2 → 2 Fe 3+ + 2 OH · + 2 OH −
2 Fe 3+ + Аскорбат → 2 Fe 2+ + Дегидроаскорбат

Ион металла в этой реакции может быть восстановлен, окислен, а затем повторно восстановлен в процессе, называемом окислительно-восстановительным циклом , который может генерировать активные формы кислорода. [ нужна цитата ]

Относительная важность антиоксидантной и прооксидантной активности витаминов-антиоксидантов является областью текущих исследований, но, например, витамин С, по-видимому, оказывает в организме преимущественно антиоксидантное действие. [7] [9] Однако меньше данных доступно по другим диетическим антиоксидантам, таким как полифенольные антиоксиданты , [10] цинк , [11] и витамин Е. [12]

Использование в медицине

Несколько важных противораковых агентов связываются с ДНК и генерируют активные формы кислорода. К ним относятся адриамицин и другие антрациклины , блеомицин и цисплатин . Эти агенты могут проявлять специфическую токсичность по отношению к раковым клеткам из-за низкого уровня антиоксидантной защиты, обнаруженной в опухолях. Недавние исследования показывают, что окислительно-восстановительная дисрегуляция, возникающая в результате метаболических изменений и зависимости от митогенной передачи сигналов и передачи сигналов выживания через активные формы кислорода, представляет собой специфическую уязвимость злокачественных клеток, на которую можно выборочно воздействовать прооксидантными негенотоксичными окислительно-восстановительными химиотерапевтическими средствами. [13]

Фотодинамическая терапия используется для лечения некоторых видов рака, а также других состояний. Он включает введение фотосенсибилизатора с последующим воздействием на цель света соответствующей длины волны. Свет возбуждает фотосенсибилизатор, заставляя его генерировать активные формы кислорода, которые могут повредить или уничтожить больные или нежелательные ткани. [ нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Апулийский компакт-диск, Пауэлл С.Р. (1984). «Ингибирование клеточных антиоксидантов: возможный механизм токсического повреждения клеток». Окружающая среда. Перспектива здоровья . 57 : 307–11. дои : 10.2307/3429932. JSTOR  3429932. PMC  1568295 . ПМИД  6094175.
  2. ^ Джеймс LP, Mayeux PR, Хинсон JA (2003). «Гепатотоксичность, вызванная ацетаминофеном». Метаб. препарата. Диспос . 31 (12): 1499–506. дои : 10.1124/dmd.31.12.1499. ПМИД  14625346.
  3. ^ Jaeschke H, Gores GJ, Cederbaum AI, Hinson JA, Pessayre D, Lemasters JJ (2002). «Механизмы гепатотоксичности». Токсикол. Наука . 65 (2): 166–76. дои : 10.1093/toxsci/65.2.166. ПМИД  11812920.
  4. ^ Герберт V (1996). «Прооксидантное действие витаминов-антиоксидантов. Введение» (PDF) . Дж. Нутр . 126 (4 доп.): 1197С–200С. дои : 10.1093/jn/126.suppl_4.1197S . PMID  8642456. Архивировано из оригинала (PDF) 6 апреля 2008 года . Проверено 7 мая 2007 г.
  5. ^ Хан С.Г., Ким Ю, Кашон М.Л., Пак Д.Л., Кастранова В., Валлятан В. (декабрь 2005 г.). «Корреляты окислительного стресса и активности свободных радикалов в сыворотке бессимптомных сварщиков верфи». Являюсь. Дж. Респир. Крит. Уход Мед . 172 (12): 1541–8. doi : 10.1164/rccm.200409-1222OC. ПМИД  16166614.
  6. ^ Дуарте Т.Л., Лунек Дж. (2005). «Обзор: Когда антиоксидант не является антиоксидантом? Обзор новых действий и реакций витамина С». Свободный Радик. Рез . 39 (7): 671–86. дои : 10.1080/10715760500104025. PMID  16036346. S2CID  39962659.
  7. ^ аб Карр А, Фрей Б (1 июня 1999 г.). «Действует ли витамин С как прооксидант в физиологических условиях?». ФАСЕБ Дж . 13 (9): 1007–24. дои : 10.1096/fasebj.13.9.1007. PMID  10336883. S2CID  15426564.
  8. ^ Стохс С.Дж., Багчи Д. (1995). «Окислительные механизмы токсичности ионов металлов». Свободный Радик. Биол. Мед . 18 (2): 321–36. дои : 10.1016/0891-5849(94)00159-H. ПМИД  7744317.
  9. ^ Валко М., Моррис Х., Кронин М.Т. (2005). «Металлы, токсичность и окислительный стресс». Курс. Мед. Хим . 12 (10): 1161–208. дои : 10.2174/0929867053764635. ПМИД  15892631.
  10. ^ Холливелл Б. (2007). «Диетические полифенолы: хорошо, плохо или безразлично для вашего здоровья?». Кардиоваск. Рез . 73 (2): 341–7. дои : 10.1016/j.cardiores.2006.10.004 . ПМИД  17141749.
  11. ^ Хао К., Марет В. (2005). «Дисбаланс между прооксидантной и проантиоксидантной функциями цинка при заболеваниях». Дж. Альцгеймерс Дис . 8 (2): 161–70, обсуждение 209–15. дои : 10.3233/jad-2005-8209. ПМИД  16308485.
  12. ^ Шнайдер С (2005). «Химия и биология витамина Е». Мол Нутр Пищевая Рес . 49 (1): 7–30. doi : 10.1002/mnfr.200400049. ПМИД  15580660.
  13. ^ Wondrak GT (декабрь 2009 г.). «Редокса-направленная терапия рака: молекулярные механизмы и возможности». Антиоксид. Редокс-сигнал . 11 (12): 3013–69. дои : 10.1089/ARS.2009.2541. ПМЦ 2824519 . ПМИД  19496700.