O sistema antioxidante do organismo

O sistema antioxidante do corpo é um conjunto de mecanismos que inibem a autooxidação na célula.

A autooxidação não enzimática, se não se limitar a um surto local, é um processo destrutivo. Desde o surgimento do oxigênio na atmosfera, os procariontes precisam de proteção constante contra reações espontâneas de decomposição oxidativa de seus componentes orgânicos.

O sistema antioxidante inclui antioxidantes que inibem a autooxidação no estágio inicial da peroxidação lipídica (tocoferol, polifenóis) ou espécies ativas de oxigênio (superóxido dismutase - SOD) em membranas. Nesse caso, partículas com um elétron desemparelhado, radicais tocoferol ou polifenol formados durante a redução, são regenerados pelo ácido ascórbico contido na camada hidrofílica da membrana. As formas oxidadas de ascorbato são, por sua vez, reduzidas pela glutationa (ou ergotioneína), que recebe átomos de hidrogênio de NADP ou NAD. Assim, a inibição radicalar é realizada pela cadeia glutationa (ergotioneína), ascorbato-tocoferol (polifenol), transportando elétrons (como parte de átomos de hidrogênio) dos nucleotídeos de piridina (NAD e NADP) para o SR. Isso garante um nível estacionário e extremamente baixo de estados de radicais livres de lipídios e biopolímeros na célula.

Junto com a cadeia AO, o sistema de inibição de radicais livres em uma célula viva envolve enzimas que catalisam a conversão de oxidação-redução de glutationa e ascorbato - redutase e desidrogenase dependentes de glutationa, bem como aquelas que quebram peróxidos - catalase e peroxidases.

Deve-se notar que o funcionamento de dois mecanismos de defesa – a cadeia de bioantioxidantes e o grupo de enzimas antiperóxidos – depende da reserva de átomos de hidrogênio (NADP e NADH). Essa reserva é reposta nos processos de oxidação-desidrogenação enzimática biológica de substratos energéticos. Assim, um nível suficiente de catabolismo enzimático – um estado de atividade ideal do corpo – é uma condição necessária para a eficácia do sistema antioxidante. Ao contrário de outros sistemas fisiológicos (por exemplo, coagulação sanguínea ou hormonal), mesmo uma deficiência de curto prazo do sistema antioxidante não passa despercebida – membranas e biopolímeros são danificados.

A quebra da proteção antioxidante é caracterizada pelo desenvolvimento de danos causados por radicais livres em vários componentes da célula e dos tecidos que compõem o RS. A polivalência das manifestações da patologia causada por radicais livres em diferentes órgãos e tecidos e a diferente sensibilidade das estruturas celulares aos efeitos dos produtos do RS indicam um fornecimento desigual de bioantioxidantes aos órgãos e tecidos; em outras palavras, aparentemente, seu sistema antioxidante apresenta diferenças significativas. A seguir, são apresentados os resultados da determinação do conteúdo dos principais componentes do sistema antioxidante em diferentes órgãos e tecidos, o que nos permitiu concluir sobre sua especificidade.

Assim, a peculiaridade dos eritrócitos reside no grande papel das enzimas antiperóxidos - catalase, glutationa peroxidase, SOD - nas enzimopatias congênitas dos eritrócitos, sendo frequentemente observada anemia hemolítica. O plasma sanguíneo contém ceruloplasmina, que possui atividade de SOD, ausente em outros tecidos. Os resultados apresentados permitem-nos imaginar o AS dos eritrócitos e do plasma: inclui tanto uma ligação antirradical como um mecanismo de defesa enzimático. Tal estrutura do sistema antioxidante permite-nos inibir eficazmente a FRO de lipídios e biopolímeros devido ao alto nível de saturação dos eritrócitos com oxigênio. Um papel significativo na limitação da FRO é desempenhado pelas lipoproteínas - o principal transportador de tocoferol, a partir delas que o tocoferol passa para os eritrócitos em contato com as membranas. Ao mesmo tempo, as lipoproteínas são mais suscetíveis à auto-oxidação.

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Especificidade dos sistemas antioxidantes de diferentes órgãos e tecidos

A importância inicial da autooxidação não enzimática de lipídios e biopolímeros permite-nos atribuir um papel desencadeante na gênese da PS à insuficiência do sistema de defesa antioxidante do organismo. A atividade funcional do sistema antioxidante de diferentes órgãos e tecidos depende de uma série de fatores. Estes incluem:

1. o nível de catabolismo enzimático (desidrogenação) - produção do fundo NAD-H + NADP-H;
2. o grau de consumo do fundo NAD-H e NADPH nos processos biossintéticos;
3. o nível de reações de oxidação mitocondrial enzimática do NADH;
4. o fornecimento de componentes essenciais do sistema antioxidante - tocoferol, ascorbato, bioflavonoides, aminoácidos contendo enxofre, ergotioneína, selênio, etc.

Por outro lado, a atividade do sistema antioxidante depende da gravidade dos efeitos dos lipídios que induzem a oxidação dos radicais livres; quando eles são excessivamente ativos, a inibição é interrompida e a produção de radicais livres e peróxidos aumenta.

Em diferentes órgãos, de acordo com a especificidade tecidual do metabolismo, certos componentes do sistema antioxidante prevalecem. Em estruturas extracelulares que não possuem um fundo de NAD-H e NADPH, o influxo de formas reduzidas de AO - glutationa, ascorbato, polifenóis e tocoferol transportados pelo sangue é de significativa importância. Indicadores do nível de fornecimento de AO pelo corpo, da atividade de enzimas antioxidantes e do conteúdo de produtos STO caracterizam integralmente a atividade do sistema antioxidante do corpo como um todo. No entanto, esses indicadores não refletem o estado do AS em órgãos e tecidos individuais, que podem diferir significativamente. O exposto acima nos permite supor que a localização e a natureza da patologia dos radicais livres são predeterminadas principalmente por:

• características genotípicas do sistema antioxidante em diferentes tecidos e órgãos;
• a natureza do indutor SR exógeno atuando ao longo da ontogênese.

Ao analisar o conteúdo dos principais componentes do sistema antioxidante em vários tecidos (epitelial, nervoso, conjuntivo), é possível identificar diversas variantes de sistemas teciduais (orgânicos) de inibição de FRO, que geralmente coincidem com sua atividade metabólica.

Eritrócitos, epitélio glandular

Nesses tecidos, o ciclo ativo das pentoses fosfato funciona e o catabolismo anaeróbico predomina; a principal fonte de hidrogênio para a cadeia antirradical do sistema antioxidante e das peroxidases é o NADPH. Os eritrócitos, como transportadores de oxigênio, são sensíveis aos indutores de FRO.

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Tecido muscular e nervoso

O ciclo das pentoses fosfato nesses tecidos é inativo; o NADH, formado nos ciclos aeróbico e anaeróbico do catabolismo de gorduras e carboidratos, predomina como fonte de hidrogênio para inibidores antirradicais e enzimas antioxidantes. A saturação das células com mitocôndrias aumenta o risco de "vazamento" de O2 e a possibilidade de danos aos biopolímeros.

Hepatócitos, leucócitos, fibroblastos

São observados ciclo equilibrado de pentose fosfato e vias catabólicas ana e aeróbicas.

A substância intercelular do tecido conjuntivo é o plasma sanguíneo, as fibras e a substância fundamental da parede vascular e do tecido ósseo. A inibição do RS na substância intercelular é fornecida principalmente por inibidores antirradicais (tocoferol, bioflavonoides, ascorbato), o que causa alta sensibilidade da parede vascular à sua insuficiência. Além deles, o plasma sanguíneo contém ceruloplasmina, que tem a capacidade de eliminar o radical ânion superóxido. No cristalino, onde as reações fotoquímicas são possíveis, além dos inibidores antirradicais, a atividade da glutationa redutase, glutationa peroxidase e SOD é alta.

As características apresentadas dos órgãos e tecidos dos sistemas antioxidantes locais explicam as diferenças nas manifestações iniciais da SP com diferentes tipos de efeitos induzindo FRO.

A diferente significância funcional dos bioantioxidantes para diferentes tecidos predetermina as diferenças nas manifestações locais de sua deficiência. Somente a deficiência de tocoferol, um antioxidante lipídico universal de todos os tipos de estruturas celulares e não celulares, manifesta-se por danos precoces em diferentes órgãos. As manifestações iniciais de SP causadas por pró-oxidantes químicos também dependem da natureza do agente. Os dados nos permitem acreditar que, juntamente com a natureza do fator exógeno, o papel das espécies específicas do genótipo e das características específicas do tecido do sistema antioxidante é significativo no desenvolvimento da patologia dos radicais livres. Em tecidos com baixa taxa de oxidação enzimática biológica, como a parede vascular, o papel da cadeia antirradical ergotioneína - ascorbato (bioflavonoides) - tocoferol, que é representada por bioantioxidantes não sintetizados no corpo, é alto; consequentemente, a deficiência crônica de poliantioxidantes causa principalmente danos à parede vascular. Em outros tecidos, prevalece o papel dos componentes enzimáticos do sistema antioxidante - SOD, peroxidases, etc. Assim, uma diminuição no nível de catalase no corpo é caracterizada por patologia periodontal progressiva.

O estado do sistema antioxidante em diferentes órgãos e tecidos é determinado não apenas pelo genótipo, mas também, durante a oncogênese, pelo declínio fenotipicamente heterocrônico na atividade de vários componentes do sistema antioxidante, causado pela natureza do indutor do sistema antioxidante. Assim, em condições reais em um indivíduo, diferentes combinações de fatores exógenos e endógenos da degradação do sistema antioxidante determinam tanto os mecanismos gerais de radicais livres do envelhecimento quanto os gatilhos específicos da patologia causada por radicais livres, manifestada em determinados órgãos.

Os resultados apresentados da avaliação da atividade das principais ligações do AS em diferentes órgãos e tecidos constituem a base para a busca de novos fármacos inibidores da FRO lipídica com ação direcionada para a prevenção da patologia dos radicais livres em determinadas localizações. Devido à especificidade do sistema antioxidante de diferentes tecidos, os fármacos AO devem desempenhar as ligações ausentes de forma diferenciada para cada órgão ou tecido.

Diferentes sistemas antioxidantes foram revelados em linfócitos e eritrócitos. Gonzalez-Hernandez et al. (1994) estudaram os sistemas antioxidantes em linfócitos e eritrócitos em 23 indivíduos saudáveis. Foi demonstrado que, em linfócitos e eritrócitos, a atividade da glutationa redutase foi de 160 e 4,1 U/h, da glutationa peroxidase - 346 e 21 U/h, da glicose-6-fosfato desidrogenase - 146 e 2,6 sd/h, da catalase - 164 e 60 U/h, e da superóxido dismutase - 4 e 303 μg/s, respectivamente.