Прооксидант - Pro-oxidant

Прооксиданты химические вещества, которые вызывают окислительный стресс, либо путем создания активные формы кислорода или подавляя антиоксидант системы.[1] Окислительный стресс, вызываемый этими химическими веществами, может повредить клетки и ткани, например, передозировка обезболивающее парацетамол (ацетаминофен) может смертельно повредить печень частично за счет производства активных форм кислорода.[2][3]

Некоторые вещества могут действовать как антиоксиданты или прооксиданты, в зависимости от условий.[4] Некоторые из важных условий включают концентрацию химического вещества и кислород или переходные металлы присутствуют. Хотя термодинамически очень благоприятно, восстановление молекулярного кислорода или пероксида до супероксид или гидроксильный радикал соответственно вращение запрещено. Это значительно снижает скорость этих реакций, позволяя существовать аэробной жизни. В результате восстановление кислорода обычно включает либо начальное образование синглетный кислород, или же спин-орбитальная связь за счет восстановления металла переходного ряда, такого как марганец, железо или медь. Этот восстановленный металл затем переносит один электрон на молекулярный кислород или пероксид.

Металлы

Переходные металлы могут служить прооксидантами. Например, хронический манганизм классическое «прооксидантное» заболевание.[5] Другое заболевание, связанное с хроническим присутствием прооксидантного металла переходного ряда, - это гемохроматоз, связанный с повышенным уровнем железа. Так же, Болезнь Вильсона связан с повышенным уровнем меди в тканях. Такие синдромы обычно связаны с общей симптоматикой. Таким образом, все они являются случайными симптомами (например) гемохроматоза, другое название которого - «бронзовый диабет». Прооксидантный гербицид паракват, Болезнь Вильсона и полосатое железо аналогичным образом связаны с человеческим Паркинсонизм. Паракват также вызывает симптомы паркинсонизма у грызунов.

Фиброз

Фиброз или образование рубца - еще один симптом, связанный с прооксидантами. Например, межглазная медь или стекловидное тело халькоз связан с тяжелым стекловидным телом фиброз, как и межглазное железо. Печень цирроз также является основным симптомом болезни Вильсона. В легочный фиброз произведено паракват и противоопухолевый агент блеомицин также считается, что это вызвано прооксидантными свойствами этих агентов. Возможно, окислительный стресс, вызванный такими агентами, имитирует нормальный физиологический сигнал за фибробласт преобразование в миофибробласты.

Прооксидантные витамины

Витамины которые являются восстановителями, могут быть прооксидантами. Витамин С обладает антиоксидантной активностью, когда уменьшает окисляющие вещества, такие как пероксид водорода,[6] однако он также может восстанавливать ионы металлов, что приводит к образованию свободные радикалы сквозь Реакция Фентона.[7][8]

2 Fe2+ + 2 часа2О2 → 2 Fe3+ + 2 ОН· + 2 ОН−
2 Fe3+ + Аскорбат → 2 Fe2+ + Дегидроаскорбат

Ион металла в этой реакции может быть восстановлен, окислен, а затем повторно восстановлен в процессе, называемом окислительно-восстановительный цикл которые могут генерировать активные формы кислорода.

Относительная важность антиоксидантной и прооксидантной активности антиоксидантных витаминов является областью текущих исследований, но, например, витамин С, по-видимому, оказывает в организме в основном 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 противораковые агенты оба связываются с ДНК и генерируют активные формы кислорода. К ним относятся адриамицин и другие антрациклины, блеомицин, и цисплатин. Эти агенты могут проявлять специфическую токсичность в отношении раковых клеток из-за низкого уровня антиоксидантной защиты, обнаруженной в опухолях. Недавние исследования показывают, что окислительно-восстановительная дисрегуляция, происходящая из метаболических изменений и зависимости от митогенных сигналов и сигналов выживания через активные формы кислорода, представляет собой специфическую уязвимость злокачественных клеток, на которые могут быть избирательно нацелены прооксидантные негенотоксичные окислительно-восстановительные химиотерапевтические препараты.[13]

Фотодинамическая терапия используется для лечения некоторых видов рака, а также других состояний. Это включает в себя администрирование фотосенсибилизатор с последующим воздействием на цель света соответствующей длины волны. Свет возбуждает фотосенсибилизатор, заставляя его генерировать активные формы кислорода, которые могут повредить или разрушить больные или нежелательные ткани.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Апулийский компакт-диск, Пауэлл С.Р. (1984). «Ингибирование клеточных антиоксидантов: возможный механизм токсического повреждения клеток». Environ. Перспектива здоровья. 57: 307–11. Дои:10.2307/3429932. JSTOR  3429932. ЧВК  1568295. PMID  6094175.
  2. ^ Джеймс LP, Mayeux PR, Hinson JA (2003). «Гепатотоксичность, вызванная ацетаминофеном». Drug Metab. Утилизация. 31 (12): 1499–506. Дои:10.1124 / dmd.31.12.1499. PMID  14625346.
  3. ^ Jaeschke H, Gores GJ, Cederbaum AI, Hinson JA, Pessayre D, Lemasters JJ (2002). «Механизмы гепатотоксичности». Toxicol. Наука. 65 (2): 166–76. Дои:10.1093 / toxsci / 65.2.166. PMID  11812920.
  4. ^ Герберт V (1996). «Прооксидантные эффекты витаминов-антиоксидантов. Введение» (PDF). J. Nutr. 126 (4 доп.): 1197S – 200S. Дои:10.1093 / jn / 126.suppl_4.1197S. PMID  8642456. Архивировано из оригинал (PDF) 6 апреля 2008 г.. Получено 7 мая 2007.
  5. ^ Хан С.Г., Ким Й., Кашон М.Л., Пак Д.Л., Кастранова В., Валлиатан В. (декабрь 2005 г.). «Корреляты окислительного стресса и активности свободных радикалов в сыворотке крови у сварщиков судостроительной верфи, у которых нет симптомов». Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med. 172 (12): 1541–8. Дои:10.1164 / rccm.200409-1222OC. PMID  16166614.
  6. ^ Дуарте Т.Л., Лунек Дж. (2005). «Обзор: Когда антиоксидант не является антиоксидантом? Обзор новых действий и реакций витамина С». Свободный Радич. Res. 39 (7): 671–86. Дои:10.1080/10715760500104025. PMID  16036346. S2CID  39962659.
  7. ^ а б Карр А., Фрей Б. (1 июня 1999 г.). «Витамин C действует как прооксидант в физиологических условиях?». FASEB J. 13 (9): 1007–24. Дои:10.1096 / fasebj.13.9.1007. PMID  10336883. S2CID  15426564.
  8. ^ Стоос С.Дж., Багчи Д. (1995). «Окислительные механизмы при токсичности ионов металлов». Свободный Радич. Биол. Med. 18 (2): 321–36. Дои:10.1016 / 0891-5849 (94) 00159-Н. PMID  7744317.
  9. ^ Валко М, Моррис Х, Кронин МТ (2005). «Металлы, токсичность и окислительный стресс». Curr. Med. Chem. 12 (10): 1161–208. Дои:10.2174/0929867053764635. PMID  15892631.
  10. ^ Холливелл Б. (2007). «Диетические полифенолы: хорошо, плохо или безразлично для вашего здоровья?». Кардиоваск. Res. 73 (2): 341–7. Дои:10.1016 / j.cardiores.2006.10.004. PMID  17141749.
  11. ^ Хао Ц., Марет В. (2005). «Дисбаланс между прооксидантной и про-антиоксидантной функциями цинка при болезни». Дж. Альцгеймерс Дис. 8 (2): 161–70, обсуждение 209–15. Дои:10.3233 / jad-2005-8209. PMID  16308485.
  12. ^ Шнайдер С (2005). «Химия и биология витамина Е». Мол Нутр Фуд Рес. 49 (1): 7–30. Дои:10.1002 / mnfr.200400049. PMID  15580660.
  13. ^ Wondrak GT (декабрь 2009 г.). «Редокс-направленные противораковые препараты: молекулярные механизмы и возможности». Антиоксид. Редокс-сигнал. 11 (12): 3013–69. Дои:10.1089 / ARS.2009.2541. ЧВК  2824519. PMID  19496700.