Свободнорадикальное окисление

1. Свободные радикалы, образование, виды.
2. Регуляция свободнорадикального окисления. Антиоксиданты.
3. Значение свободных радикалов в жизнедеятельности организма.
4. Способы профилактики и коррекции свободнорадикального окисления.
5. Методы исследования свободных радикалов.
6. Хемилюминесценция биологических систем.
7. Хемилюминесцентный анализ в биологии и медицине.

Базисные знания: из курса биологии, биофизики и органической химии студент должен знать строение биологических мембран, физико-химические реакции, протекающие внутри и вне клетки, непосредственно на биомембране; что такое свободный радикал, кислородные радикалы, липидные радикалы, вещества не являющиеся радикалами, но участвующие в свободно-радикальном окислении; субстраты окисления; вещества, обладающие антиоксидантными свойствами.

Студент должен уметь: наглядно показать наиболее распространенные формы радикалов в организме человека, содержание и некоторые характеристики кислорода и АКСС в интактной клетке, ферментативные и неферментативные окислительные реакции в ходе которых образуются различные виды свободных радикалов, последовательность реакций образования: кислородных радикалов, липидных радикалов, образование свободных радикалов при фагоцитозе, итоговое уравнение реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ), первый, второй и третий возможных механизма образования липидных радикалов, механизм лечебного и профилактического действия антиоксидантов при некоторых заболеваниях.

Учебная карта занятия:

Вводная беседа: Ознакомить студентов с классификацией свободных радикалов по Ю.А. Владимирову.

Напомнить отличительные особенности свободных радикалов, наиболее распространенные формы свободных радикалов,

… Остановиться на механизмах образования свободных радикалов в организме:

Известно множество ферментативных и неферментативных окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых образуются различные виды свободных радикалов. Наиболее часто встречаются следующие:

• последовательное присоединение электронов к кислороду в присутствии металлов переменной валентности;

• микросомальное и митохондриальное окисление, фагоцитоз;

• ферментативные реакции с участием гидролаз, оксидаз, дегидрогеназ;

• реакции авто окисления (глутатион, оксигемоглобин, тиолы, катехоламины, цитохромы и т.д.);

• реакции биосинтеза (простагландины, лейкотриены из арахидоновой кислоты и др.)

• окисление чужеродных соединений – ксенобиотиков, некоторых лекарственных препаратов;

• действие негативных факторов среды (физические и химические инициаторы окисления);

• фотохимические процессы;

• перекисное окисление липидов;

органических молекул, в первую очередь, ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов (перекисное окисление липидов [ПОЛ]).

.. Дать краткую характеристику о значении свободнорадикального окисления в норме и при патологии (Таблица):

ЗНАЧЕНИЕ СВОБОДНО- РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ
В норме:	При патологии:
необходимое звено метаболизма, обеспечивающее нормальную жизнедеятельность	универсальная неспецифическая основа патогенеза различных заболеваний
модификация физико-химических свойств биологических мембран; защитные функции, окисление чужеродных соединений, микробицидное действие; обмен веществ, аккумуляция и биотрансформация энергии; формирование воспалительного и иммунного ответа организма; участие в образовании биологически активных веществ- хемоатрактантов, простагландинов, простациклинов, тромбоксанов, лейкотриенов, цитокинов и т.д.; влияние на передачу информации экспрессию генов и деление клеток; регуляторные функции, способствуют накоплению в клетках вторичных мессенджеров;	нарушение проницаемости, структуры, функции биомембран; повреждение белков, ферментов, липидов, нуклеиновых кислот, коллагеновых структур, деполимеризация гликозаминогликанов, кислых полисахаридов и т.д.; ингибирование пролиферации и созревания клеток; нарушение биоэнергетики, регуляторных и защитных функций; общетоксическое, мутагенное и канцерогенное действие; повреждение клеток эндотелия, нарушение регуляции кровяного давления; индукция апоптоза; развитие аутоиммунных процессов;

…….

Дать краткую характеристику механизмов защиты от действия свободных радикалов: роль ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза), естественных антиоксидантов, в частности, витамины А, Е, С; β-Каротин, синтетических антиоксидантов (на примере Ионола).

Теоретическая часть.

1. Какая из представленных реакций носит название Габера-Вейса:

а) *О₂ +^*ОН ---^Н+---Н₂О + ¹О₂

б) *О₂ + Н₂О₂ ------ОН^- + *ОН + ¹О₂

в) 2NO^* + O₂ ------NO₂

г) О₂ + 4е*→ 2Н₂О

2. Какая частица является наиболее токсичной из активированных кислородных метаболитов:

а) Синглетный кислород

б) Супероксидный анион-радикал

в) Перекисный радикал