В. Дайте характеристику компонентам обезвреживающей системы.

А. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы в эритроцитах:

Пентозофосфатный путь, называемый также гексомонофосфатным шунтом, служит альтернативным путём окисления глюкозо-6-фосфата. Пентозофосфатный путь состоит из 2 фаз — окислительной и неокислительной.

В окислительной фазе глюкозо-6-фосфат необратимо окисляется в пентозу — рибулозо-5- фосфат, и образуется восстановленный NADPH.

В неокислительной фазе рибулозо-5-фосфат обратимо превращается в рибозо-5-фосфат и метаболиты гликолиза.

Пентозофосфатный путь обеспечивает клетки рибозой для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и гидрированным коферментом NADPH, который используется в восстановительных процессах.

Суммарное уравнение пентозофосфатного пути выражается следующим образом:

3 Глюкозо-6-фосфат + 6 NADP=3 СО2 +6 (NADPH + Н+) + 2 фруктозо-6-фосфат +глицеральдегид-3-фосфат.

Ферменты пентозофосфатного пути, так же, как и ферменты гликолиза, локализованы в цитозоле.

Наиболее активно пентозофосфатный путь протекает в жировой ткани, печени, коре надпочечников, эритроцитах, молочной железе в период лактации, семенника.

В окислительной части пентозофосфатного пути глюкозо-6-фосфат подвергается окислительному декарбоксилированию, в результате которого образуются пентозы. Этот этап включает 2 реакции дегидрирования.

Первая реакция дегидрирования — превращение глюкозо-6-фосфата в глюконолактон-6- фосфат — катализируется NADP+-зависимой глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой и сопровождается окислением альдегидной группы у первого атома углерода и образованием одной молекулы восстановленного кофермента NADPH.

Далее глюконолактон-6-фосфат быстро превращается в 6-фосфоглюконат при участии фермента глюконолактонгидратазы.

Фермент 6-фосфоглюконатдегидрогеназа катализирует вторую реакцию дегидрирования окислительной части, в ходе которой происходит также и декарбоксилирование. При этом углеродная цепь укорачивается на один атом углерода, образуется рибулозо-5-фосфат и вторая молекула гид-рированного NADPH.

Восстановленный NADPH ингибирует первый фермент окислительного этапа пентозофосфатного пути — глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу. Превращение NADPH в окисленное состояние NADP+ приводит к ослаблению ингибирования фермента. При этом скорость соответствующей реакции возрастает, и образуется большее количество NADPH.

Б. Высокое содержание О2 в эритроцитах является причиной образования большого количества его активных форм. Постоянным источником активных форм кислорода в эритроцитах является неферментативное окисление гемоглобина в метгемоглобин.

Образующиеся активные формы кислорода запускают реакции СРО (свободнорадикальное окисление), которые приводят к разрушению липидов, белков, углеводов и др. органических молекул, являются причиной старения и гибели эритроцита. Для сдерживания СРО в эритроците функционирует ферментативная антиоксидантная система. Для ее работы необходим глутатион и НАДФН2.

В эритроцитах, как и в большинстве клеток, присутствует тиолсодержащий

трипептид - глутатион. Восстановленная форма глутатиона содержит SHгруппу, которая может служить донором электронов в реакциях

восстановления. При генетическом дефекте глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы

концентрация восстановленного кофермента NADPH уменьшается, в

результате чего резко снижается концентрация восстановленного глутатиона, а в клетке накапливается активный кислород. В этом случае окисление SHгрупп молекул гемоглобина в эритроцитах приводит к образованию перекрестных дисульфидных связей и агрегации протомеров гемоглобина сформированием телец Хайнца. Мембрана эритроцита деформируется, и он не может проходить через капилляр.

Лекарства снижают способность эритроцитов бороться с активными формамикислорода.

Глутатионпероксидаза (селен) при окислении глутатиона разрушает перекись водорода и гидроперекиси липидов до воды:

Н2О2 + 2 GSH → 2 Н2О + G-S-S-G.(G-глутатион)

Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион с участием НАДФН2:

GS-SG + НАДФН2 → 2 GSH + НАДФ+.

Недостаток в эритроцитах восстановленного глутатиона и НАДФН2 может стать причиной гемолитической анемии. Различные окислители - нитраты, сульфаниламиды, противомалярийное лекарство примахин, усиливают гемолиз эритроцитов.

Дефицит восстановленного глутатиона может быть обусловлен действием токсических веществ, например, ионами тяжелых металлов или наследственным недостатком глутатионредуктазы.

Дефицит НАДФН2 возникает при наследственной недостаточности (аутосомно-рецессивный тип) глюкозо–6–фосфатдегидрогеназы.

 

В. Одним из основных компонентов обезвреживающей системы является глутатион. Глутатион – самый распространенный пептид в организме человека; относится к трипептипдам. Глутатион содержит необычную пептидную связь между аминогруппой цистеина и карбоксильной группой боковой цепи глутамата. Значение глутатиона в клетке определяется его антиоксидантными свойствами. Фактически глутатион не только защищает клетку от токсичных свободных радикалов, но и в целом определяет окислительно-восстановительные характеристики внутриклеточной среды. Он может быть использован в окислительно-восстановительных реакциях как донор и акцептор водорода и необходим для работы ряда ферментов.

За счет наличия SH-групп он может быть донором водорода для восстановительных реакций.

155