Jukumu la oxidation ya microsomal katika maisha ya viumbe ni vigumu kukadiria au kupuuzwa. Uanzishaji wa xenobiotics (vitu vya sumu), kuvunjika na kuundwa kwa homoni za adrenal, ushiriki katika metaboli ya protini na uhifadhi wa taarifa za maumbile ni sehemu ndogo tu ya matatizo yanayojulikana ambayo yanatatuliwa kutokana na oxidation ya microsomal. Huu ni mchakato unaojiendesha katika mwili ambao huanza baada ya kichochezi kuingia na kuishia na kuondolewa kwake.
Ufafanuzi
Uoksidishaji wa Microsomal ni msururu wa athari uliojumuishwa katika awamu ya kwanza ya mabadiliko ya xenobiotic. Kiini cha mchakato ni hidroksili ya vitu kwa kutumia atomi za oksijeni na uundaji wa maji. Kutokana na hili, muundo wa dutu asili hubadilika, na sifa zake zinaweza kukandamizwa na kuimarishwa.
Uoksidishaji wa Microsomal hukuruhusu kuendelea na mmenyuko wa mnyambuliko. Hii ni awamu ya pili ya mabadiliko ya xenobiotics, mwishoni mwa ambayo molekuli zinazozalishwa ndani ya mwili zitajiunga na kikundi cha kazi kilichopo tayari. Wakati mwingine vitu vya kati huundwa ambavyo husababisha uharibifu wa seli za ini, nekrosisi na kuzorota kwa tishu za onkolojia.
Oksidi aina ya Oxidase
Miitikio ya oksidi ndogo ya microsomal hutokea nje ya mitochondria, hivyo hutumia takriban asilimia kumi ya oksijeni yote inayoingia mwilini. Enzymes kuu katika mchakato huu ni oxidase. Muundo wao una atomi za metali zilizo na valence ya kutofautisha, kama vile chuma, molybdenum, shaba na zingine, ambayo inamaanisha kuwa wana uwezo wa kukubali elektroni. Katika seli, oxidases ziko katika vesicles maalum (peroxisomes) ambayo iko kwenye utando wa nje wa mitochondria na katika ER (granular endoplasmic reticulum). Sehemu ndogo, inayoanguka kwenye peroksisomes, hupoteza molekuli za hidrojeni, ambazo hushikamana na molekuli ya maji na kuunda peroksidi.
Kuna oksidi tano pekee:
- monoaminooxygenase (MAO) - husaidia kuongeza oksidi ya adrenaline na amini zingine za kibiolojia zinazozalishwa kwenye tezi za adrenal;
- diaminooxygenase (DAO) - inayohusika katika uoksidishaji wa histamini (mpatanishi wa uvimbe na mizio), polyamines na diamines;
- oxidase ya L-amino asidi (yaani, molekuli za mkono wa kushoto);
- oxidase ya D-amino asidi (molekuli zinazozunguka kulia);
- xanthine oxidase - oksidi adenine na guanini (misingi ya nitrojeni iliyojumuishwa katika molekuli ya DNA).
Umuhimu wa uoksidishaji wa microsomal kulingana na aina ya oxidase ni kuondoa xenobiotics na kuzima dutu amilifu. Kuundwa kwa peroksidi, ambayo ina athari ya kuua bakteria na utakaso wa mitambo kwenye tovuti ya jeraha, ni athari ambayo inachukua nafasi muhimu kati ya athari zingine.
Uoksidishaji wa aina ya oksijeni
Miitikio ya aina ya oksijeni kwenye seli pia hutokea kwenye retikulamu ya chembechembe ya endoplasmic na kwenye maganda ya nje ya mitochondria. Hii inahitaji enzymes maalum - oksijeni, ambayo hukusanya molekuli ya oksijeni kutoka kwa substrate na kuiingiza kwenye dutu iliyooksidishwa. Ikiwa atomi moja ya oksijeni imeanzishwa, basi enzyme inaitwa monooxygenase au hydroxylase. Katika hali ya kuanzishwa kwa atomi mbili (yaani molekuli nzima ya oksijeni), kimeng'enya kinaitwa dioksijeni.
Mitendo ya oksidi ya aina ya oksijeni ni sehemu ya changamano chenye vipengele vitatu vya vimeng'enya vingi, ambacho huhusika katika uhamisho wa elektroni na protoni kutoka kwenye substrate, ikifuatiwa na kuwezesha oksijeni. Mchakato huu wote unafanyika kwa ushiriki wa saitokromu P450, ambayo itajadiliwa kwa undani zaidi baadaye.
Mifano ya athari za aina ya oxygenase
Kama ilivyotajwa hapo juu, monooksijeni hutumia moja tu kati ya atomi mbili za oksijeni zinazopatikana kwa uoksidishaji. Ya pili huunganisha na molekuli mbili za hidrojeni na kuunda maji. Mfano mmoja wa mmenyuko huo ni malezi ya collagen. Katika kesi hii, vitamini C hufanya kama mtoaji wa oksijeni. Proline hydroxylase inachukua molekuli ya oksijeni kutoka kwayo na kuipa proline, ambayo, kwa upande wake, imejumuishwa katika molekuli ya procollagen. Utaratibu huu hutoa nguvu na elasticity kwa tishu zinazojumuisha. Mwili unapokuwa na upungufu wa vitamini C, gout hukua. Inaonyeshwa na udhaifu wa tishu zinazojumuisha, kutokwa na damu, michubuko, upotezaji wa jino, ambayo ni, ubora wa collagen mwilini huwa.hapa chini.
Mfano mwingine ni haidroksisi, ambazo hubadilisha molekuli za kolesteroli. Hii ni moja ya hatua katika uundwaji wa homoni za steroid, ikiwa ni pamoja na homoni za ngono.
Hidroksilasi mahususi kwa kiwango cha chini
Hizi ni haidrolases zinazohitajika ili kuongeza oksidi ya vitu ngeni kama vile xenobiotics. Maana ya athari ni kufanya vitu kama hivyo viweze kuchujwa zaidi, na mumunyifu zaidi. Utaratibu huu unaitwa kuondoa sumu mwilini na hufanyika zaidi kwenye ini.
Kutokana na kujumuishwa kwa molekuli nzima ya oksijeni katika xenobiotiki, mzunguko wa majibu huvunjika na dutu moja changamano hugawanyika katika michakato kadhaa rahisi na inayoweza kufikiwa zaidi ya kimetaboliki.
Aina za oksijeni tendaji
Oksijeni ni dutu inayoweza kuwa hatari, kwani, kwa kweli, oksidi ni mchakato wa mwako. Kama molekuli O2 au maji, ni dhabiti na haipitishi kemikali kwa sababu viwango vyake vya umeme vimejaa na hakuna elektroni mpya zinazoweza kupachika. Lakini misombo ambayo oksijeni haina jozi ya elektroni zote ni tendaji sana. Kwa hivyo, zinaitwa amilifu.
Viunga hivyo vya oksijeni:
- Katika miitikio ya monoksidi, superoxide huundwa, ambayo hutenganishwa na saitokromu P450.
- Katika miitikio ya oksidi, uundaji wa anoni ya peroksidi (peroksidi hidrojeni) hutokea.
- Wakati wa utoaji oksijeni kwa tishu ambazo zimepitia ischemia.
Kikaoksidishaji chenye nguvu zaidi ni hydroxyl radical, itipo katika hali ya bure kwa milioni moja tu ya sekunde, lakini wakati huu athari nyingi za oksidi zina wakati wa kupitia. Upekee wake ni kwamba itikadi kali ya hidroksili hutenda kwenye vitu mahali pekee ilipoundwa, kwa kuwa haiwezi kupenya tishu.
Superoxidanion na peroksidi hidrojeni
Dutu hizi zinafanya kazi si tu kwenye tovuti ya malezi, lakini pia kwa umbali fulani kutoka kwao, kwani zinaweza kupenya utando wa seli.
Kikundi cha Hydroxy husababisha uoksidishaji wa mabaki ya asidi ya amino: histidine, cysteine na tryptophan. Hii inasababisha kutofanya kazi kwa mifumo ya enzyme, pamoja na usumbufu wa protini za usafiri. Kwa kuongeza, oxidation ya microsomal ya asidi ya amino inaongoza kwa uharibifu wa muundo wa besi za nitrojeni za nucleic na, kwa sababu hiyo, vifaa vya maumbile vya seli vinateseka. Asidi za mafuta zinazounda safu ya bilipid ya membrane za seli pia hutiwa oksidi. Hii huathiri upenyezaji wao, utendakazi wa pampu za membrane za elektroliti, na eneo la vipokezi.
Vizuizi vya oxidation Microsomal ni antioxidants. Wanapatikana katika chakula na hutolewa ndani ya mwili. Antioxidant inayojulikana zaidi ni vitamini E. Dutu hizi zinaweza kuzuia oxidation ya microsomal. Biokemia inaelezea mwingiliano kati yao kulingana na kanuni ya maoni. Hiyo ni, oxidases zaidi, nguvu wao ni suppressed, na kinyume chake. Hii husaidia kudumisha usawa kati ya mifumo na uthabiti wa mazingira ya ndani.
Msururu wa usafiri wa umeme
Mfumo wa uoksidishaji wa microsomal hauna vijenzi vinavyoyeyuka kwenye saitoplazimu, kwa hivyo vimeng'enya vyake vyote hukusanywa kwenye uso wa retikulamu ya endoplasmic. Mfumo huu unajumuisha protini kadhaa zinazounda mnyororo wa usafiri wa kielektroniki:
- NADP-P450 reductase na saitokromu P450;
- OVER-cytochrome B5 reductase na saitokromu B5;
- steatoryl-CoA desaturase.
Mfadhili wa elektroni katika hali nyingi sana ni NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). Imeoksidishwa na NADP-P450 reductase, ambayo ina coenzymes mbili (FAD na FMN), ili kukubali elektroni. Mwishoni mwa msururu, FMN hutiwa oksidi na P450.
Cytochrome P450
Hii ni kimeng'enya cha oxidation cha microsomal, protini iliyo na heme. Inafunga oksijeni na substrate (kama sheria, ni xenobiotic). Jina lake linahusishwa na kunyonya kwa mwanga kutoka kwa urefu wa 450 nm. Wanabiolojia wameipata katika viumbe hai vyote. Kwa sasa, zaidi ya protini elfu kumi na moja ambazo ni sehemu ya mfumo wa cytochrome P450 zimeelezewa. Katika bakteria, dutu hii inafutwa katika cytoplasm, na inaaminika kuwa fomu hii ni ya kale zaidi ya mageuzi kuliko wanadamu. Katika nchi yetu, saitokromu P450 ni protini ya parietali iliyowekwa kwenye utando wa endoplasmic.
Enzymes za kundi hili huhusika katika kimetaboliki ya steroids, bile na asidi ya mafuta, phenoli, neutralization ya dutu za dawa, sumu au madawa ya kulevya.
Sifa za oxidation ya microsomal
Michakato ya microsomaloxidation ina maalum substrate pana, na hii, kwa upande wake, inafanya uwezekano wa neutralize aina ya dutu. Protini elfu kumi na moja za saitokromu P450 zinaweza kukunjwa katika isoform zaidi ya mia moja na hamsini za kimeng'enya hiki. Kila mmoja wao ana idadi kubwa ya substrates. Hii huwezesha mwili kuondoa karibu vitu vyote vyenye madhara ambavyo hutengenezwa ndani yake au kutoka nje. Huzalishwa kwenye ini, vimeng'enya vya oksidi vya microsomal vinaweza kufanya kazi ndani ya nchi na kwa umbali mkubwa kutoka kwa kiungo hiki.
Udhibiti wa shughuli ya uoksidishaji wa microsomal
Uoksidishaji wa microsomal kwenye ini hudhibitiwa katika kiwango cha messenger RNA, au tuseme utendakazi wake - unukuzi. Lahaja zote za cytochrome P450, kwa mfano, zimeandikwa kwenye molekuli ya DNA, na ili ionekane kwenye EPR, ni muhimu "kuandika upya" sehemu ya habari kutoka kwa DNA hadi kwa mjumbe RNA. Kisha mRNA inatumwa kwa ribosomes, ambapo molekuli za protini huundwa. Idadi ya molekuli hizi hudhibitiwa nje na inategemea kiasi cha vitu vinavyohitaji kuzimwa, na pia uwepo wa asidi muhimu ya amino.
Hadi sasa, zaidi ya misombo mia mbili na hamsini ya kemikali imeelezwa ambayo huamilisha oxidation ya microsomal mwilini. Hizi ni pamoja na barbiturates, kabohaidreti kunukia, alkoholi, ketoni, na homoni. Licha ya utofauti huo unaoonekana, dutu hizi zote ni lipophilic (mumunyifu wa mafuta), na kwa hiyo huathiriwa na saitokromu P450.
