Endogenní zdroje volných radikálů Fyziologické vs. patofyziologické procesy - Enzymatické systémy: Xanthin / Xanthin oxidáza, NADPH oxidáza, Peroxidázy, NO syntéza, Cytochrom P450 - Autooxidační reakce: glyceraldehyd, adrenalin, noradrenalin, dopamin, cystein, katecholaminy aj. - Proteiny obsahující hem - Elektronový transportní řetězec mitochondrií Xanthin oxidoreduktaza 20 kDa jfj\ 40 kDa Fe/S ! • i ! • i FADH-;-■;.....] SH L í 1 . 1 SH Mo-P 85 kDa Xanthin oxidoreduktaza Xanthin dehydrogenáza (XDH) 145 kDa Oxidace Thioly Xanthin oxidáza (XO) 145 kDa Peptid (20 kDa) Xanthin oxidáza (XO) 125 kDa Peptid (20 kDa) Xanthin dehydrogenaza adenosin AMP ADP adenosin nukleosid fosforylasa mos m XDH hypoxanthin ■—► kys. močová ATP NAD + NADH Endoteliální buňka ATP Xanthin oxidáza - ischemie adenosin AMP ADP adenosin XDH mos m calpain XO hypoxanthin Ca2+ Endoteliální buňka Ca2+ Xanthin oxidáza - reperfuze adenosin adenosin AMP inosin XO ADP hypoxanthin kys. močová ATP O o2- Endoteliální buňka Xanthin oxidoreduktaza NAD + NADH NAD + NADH O NH K 0^ NH NH ■N 2 02 0/2 O 2 02-H202 20 fco2 H202) Oxidatívni vzplanutí neutrofilů NADPH oxidáza NADPH + H + * NADP + NADPH oxidáza (V 2 * O Myeloperoxidaza MPO H202 + C1- + H+ ---------------------► HC10 + H20 Syntéza oxidu dusnateho NH, NH C NH, N —OH C NH, 0 < * C NH 02 NH NO* í NH ™2 C*2 CH2 J. CH2 CH2 ( T2 f Cf2 NADPH \ 1 C^ NADPH CH2 CH CH CH / \ NH2 COOH / \ NH2 COOH / \ NH2 COOH L-arginin hydroxy-L-arginin citrulin Syntázy oxidu dusnatého (NOS) Společné vlastnosti: Substrát L-Arginin Kofaktory NADPH, FAD, FMN, H4-biopterin Hemová skupina Protoporfyrin IX cNOS: ncNOS (~ NOS I) - nervová tkáň (plíce, neutrofily) ecNOS (~ NOS III) - endoteliální buňky iNOS (~ NOS II) - makrofágy, neutrofily - stimulace cytokiny, mikrobiálními produkty NOS - produkce NO a superoxidu NADPH v_ FAD reduktáza oxygenaza e" ' ♦FMN ♦•Hem - Fe3+ 02 + L-Arg o2 o2- 02 O.- NO* + Cit Regulace homeostazy vaskulárního napětí L-Arginin eNOS Ca2+ relaxace cGMP NO* guanylát cykláza GTP Oxygenázy Enzymy důležité pro oxidační reakce v metabolismu xenobiotik a endogenních sloučenin • Monooxygenázy (na substrát se přenáší 1 atom z 02) • Dioxygenázy (na substrát se přenáší 2 atomy z 02) Monooxygenázy Cytochromy P450 Monooxygenázy obsahující flavin Dopamin ß-monooxygenazy Monooxygenázy obsahující měď Monooxygenázy závislé na pteridinu Cytochrom P450 (= CYP) Procaryota, Eucaryota téměř všechny orgány a tkáně vázány na membránu (endoplazmatické retikulum, mitochondrie) hlavní úloha v evoluci: ochrana proti zvyšující se koncentraci 02 v atmosféře pozdější úloha: oxidační reakce • anabolismus/katabolismus endogenních sloučenin • detoxikace xenobiotik Cytochrom P450 (= CYP) Hemoprotein ~ protein hem (Fe-protoporfyrin IX) X N N Fe N-----------j-----N I Y Cytochrom P450 (= CYP) Cytochrom P450 (= CYP) (cyt c) í NADPH-----------------------► Fpl--------------------►cytP450 NADH -----------------------► Fp2--------------------► cyt b5 l (např. desaturázy) Přenos elektronů na mikrosomální cyt P450 Cytochrom NADPH "\ 7er P450 (= CYP) NADP+ J Flavoprotein SH P450-Fe3+ on ...................................'S. P450-Fe3+-SH r e~ H202^^ V t ^ P450-Fe2+-SH S-OH^ |02 P450-Fe3+-SH o2- I « e- * * P/1 02- ~ 0,147 mol 02- / den ~ 53,66 mol 02*-/ rok ~ 1,7 kg 02-/rok • při námaze: až lOx více Exogénni zdroje volných radikálů složky potravy leciva UV záření ionizující záření znečistené prostředí