Gốc tự do và chất chống oxy hóa

GỐC TỰ DO VÀ CHẤT CHỐNG OXY HÓA Trong cơ thể con người tồn tại một hệ thống cân bằng, đó là quá trình sản sinh ra các gốc tự do và quá trình sản sinh ra các chất chống oxy hóa. Trong quá trình trao đổi chất, các tác nhân bên trong hoặc bên ngoài cợ thể (môi trường bị ô nhiễm, tia tử ngoại, chất phóng xạ…) làm cho hệ thống cân bằng bị dịch chuyển theo hướng làm tăng các gốc tự do và giảm các chất chống oxy hoá trong cơ thể con người. Kết quả là sẽ phá huỷ các đại phân tử của tế bào và gây ra nhiều loại bệnh tật. Nội dung: I. Gốc tự do II. Tác hại của gốc tự do đối với các cơ quan của cơ thể III. Chất chống oxy hóa III.1. Hệ thống chống oxy hóa có bản chất là enzym III.2. Hệ thống chống oxy hóa không có bản chất là enzym I. Gốc tự do: Gốc tự do (Free Radical) là các nguyên tử, phân tử hoặc ion mang một điện tử tự do (chưa cặp đôi) ở vòng ngoài nên mang điện tích âm, vì thế không ổn định, có khả năng oxy hóa các nguyên tử, phân tử và tế bào khác. Ví dụ: mảnh phân tử (.CH3, OH ), phân tử ( •NO, • NO2, CO2• ), nguyên tử tự do (.Cl, . Br ) hay ion ( O2• ). I. Gốc tự do: Gốc tự do hoạt động dễ dàng tấn công vào các phân tử tạo ra các phân tử mới, gốc mới và gây ra phản ứng dây chuyền: R• + R1H R•1 + RH R•1 + R2- R3 R•3 + R1- R2 I. Gốc tự do: Các gốc mới sinh nếu không được trung hoà theo phản ứng “gốc- gốc” để tạo phân tử không gốc thì sẽ tiếp tục chuỗi phản ứng như trên. Các gốc tự do luôn được hình thành từ nhiều con đường khác nhau, gốc này mất đi, các gốc khác lại được sinh ra. Quá trình này diễn ra gây tổn thương màng tế bào, các phân tử protein và ngay cả ADN Hậu quả là xuất hiện những biến đổi làm tổn hại, rối loạn chức năng, thậm chí gây chết tế bào. Sơ đồ gốc tự do xâm nhập vào cơ thể Hình 1. Oxy vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc ăn uống. Hình 2. Trong chuyển hóa bình thường gốc tự do hình thành. Hình 3. Gốc tự do tấn công vào màng tế bào. Hình 4. Chuỗi gốc tự do phá vỡ màng tế bào làm hư hại gene di truyền và có thể hủy hoại toàn bộ tế bào. [...]... chống oxy hóa: Chất chống oxy hoá (antioxidant) là một trong những hệ thống nội sinh quan trọng có vai trò khử các chất oxy hoá và gốc tự do gây hại đến tế bào, đây là cơ chế phản ứng duy trì hiệu quả cân bằng nội bào, chính hệ thống bảo vệ này đã ngăn cản quá trình tạo ra nhiều gốc tự do và cản trở quá trình phân giải oxy hoá bất lợi Chất chống oxy hoá được chia thành 2 loại: Các chất chống oxy hoá... III.2 Hệ thống chất chống oxy hoá không có bản chất enzym: III.2.1 Nhóm các polyphenol: Gồm các vitamin A, vitamin E, flavonoid, coenzym Q Đặc điểm: - Dạng khử của chúng có thể phản ứng với các gốc tự do và tạo ra dạng oxy hoá (quilon) - Dạng oxy hoá có thể chuyển thành dạng lưỡng gốc, do vậy chúng có khả năng phản ứng với hai gốc tự do nữa nhưng xu hướng này yếu Đặc biệt dạng oxy hoá và dạng khử của... lợi Chất chống oxy hoá được chia thành 2 loại: Các chất chống oxy hoá có bản chất enzym và các chất chống oxy hoá không có bản chất enzym III.1 Hệ thống chống oxy hoá có bản chất enzym: III.1.1 Superoxid dismutase (SOD): Superoxid dismutase (SOD) là enzym chống oxy hoá có chứa kim loại thuộc lớp oxidoreductase, điều hoà gốc anion dioxide (O2•), chức năng của enzym SOD là xúc tác cho phản ứng dị ly...Việc sinh ra các gốc tự do trong cơ thể diễn ra thường xuyên, thông qua chuỗi hô hấp tế bào, tác nhân phóng xạ, hội chứng viêm và quá trình thực bào, trong hiện tượng thiếu máu cục bộ và tưới máu lại, tác nhân xenobiotic và sự ô nhiễm môi trường và một số tác nhân khác Gốc tự do tồn tại càng ngắn càng có độc tính lớn, gốc tự do tồn tại ngắn độc hơn và thường là tác nhân trung hoà gốc không bền Người... tăng lên nhiều lần Các polyphenol có những tính chất vật lý và tính chất hoá học khác nhau do vậy chúng cũng có những tính chất sinh học khác nhau, nhưng chúng đều có tác dụng chống oxy hoá III.2.1.1 Vitamin E: Là chất chống oxy hoá hoà tan trong lipid và phân bố rộng khắp trong tế bào, được coi như chất bảo vệ của màng sinh học vì nó ngăn cản quá trình oxy hoá các acid béo chưa bão hoà của màng Vitamin... là một chất chống oxy hoá rất cơ bản, làm hạ thấp nồng độ tiền chất (O2•) mà từ đó sẽ sản sinh ra tất cả các dạng oxy hoạt động khác Đầu tiên thấy rằng Me3+ bị khử bằng cách nhận một điện tử của gốc O2• hoá Me2+ còn O2• Me2+ và trở thành dạng oxy chuyển thành O2 Khi đó tiếp tục tương tác với một gốc O2• và nhường điện tử cho nó, với sự có mặt của H+ chúng kết hợp với nhau để tạo thành H2O2 Và quá... béo chưa bão hoà nhiều nối đôi và vì vậy tiếp cận gần vị trí của quá trình peroxi hoá, dập tắt những phản ứng chuỗi gốc tự do theo sơ đồ sau: R• (ROO•) + Vitamin E → RH (ROOH) + Vtamin E• R• (ROO•) + Vtamin E• → RH (ROOH) + Tocopherolquinon (RH là các acid béo chưa bão hoà có nhiều nối đôi) Cơ chế chống oxy hoá: Vitamin E bị oxy hoá, trở thành gốc tocopherol không bền vững và bị bẻ gãy dị vòng tạo nên... tại càng ngắn càng có độc tính lớn, gốc tự do tồn tại ngắn độc hơn và thường là tác nhân trung hoà gốc không bền Người ta thấy rằng hoạt tính tồn tại của gốc tự do tương quan nghịch với thời gian tồn tại của gốc tự do II Tác hại của gốc tự do đối với các cơ quan của cơ thể: II.1 Não: Thoái hóa thần kinh, đau nửa đầu, đột quỵ, ung thư não II.2 Mắt: Thoái hóa võng mạc, thoái... trình này tiếp tục lặp đi lặp lại tạo nên một chu trình phản ứng khép kín Chu kỳ bán huỷ của SOD từ vài phút đến vài giờ, nó phụ thuộc vào nhóm SOD khác nhau + Cấu trúc của SOD: Hệ thống SOD được chia thành 4 nhóm là: CuZn-SOD (dạng trong bào tương có chứa Cu,Zn); Fe-SOD, Mn-SOD (dạng trong ty thể chứa Mn) và NiSOD III.1.1.1 CuZn-SOD: CuZn- SOD là một metalloprotein có cấu trúc nhị nhân điển hình Cấu... đơn nhân Mn- SOD người có cấu trúc homotetramer, mỗi monomer chứa 198 gốc aminoacid và chia thành 2 vùng khác nhau: vùng N-terminus bao gồm 2 chuỗi xoắn đối song và cùng C- terminus chứa một phiến nếp gấp ở trung tâm được tạo thành từ 3 dải đối song với 4-6 chuỗi xoắn bao xung quanh III.1.1.2 Mn- SOD: TTHĐ Mn nằm giữa 2 vùng N- và Cterminus Cấu trúc Fe- SOD rất giống với Mn- SOD, thậm chí các cấu . nhiều gốc tự do và cản trở quá trình phân giải oxy hoá bất lợi. Chất chống oxy hoá được chia thành 2 loại: Các chất chống oxy hoá có bản chất enzym và các chất chống oxy hoá không có bản chất. bào. Sơ đồ gốc tự do xâm nhập vào cơ thể Hình 1. Oxy vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc ăn uống. Hình 2. Trong chuyển hóa bình thường gốc tự do hình thành. Hình 3. Gốc tự do tấn công vào màng tế. vảy nến. III. Chất chống oxy hóa: Chất chống oxy hoá (antioxidant) là một trong những hệ thống nội sinh quan trọng có vai trò khử các chất oxy hoá và gốc tự do gây hại đến tế bào, đây