Prooxidant - Pro-oxidant

Prooxidanty jsou chemikálie, které indukují oxidační stres buď generováním reaktivní formy kyslíku nebo inhibicí antioxidant systémy.[1] Oxidační stres produkovaný těmito chemikáliemi může poškodit buňky a tkáně, například předávkováním analgetikum paracetamol (acetaminofen) může smrtelně poškodit játra, částečně prostřednictvím výroby reaktivních forem kyslíku.[2][3]

Některé látky mohou v závislosti na podmínkách sloužit buď jako antioxidanty nebo prooxidanty.[4] Mezi důležité podmínky patří koncentrace chemické látky a pokud kyslík nebo přechodné kovy jsou přítomny. Ačkoli je termodynamicky velmi oblíbená, redukce molekulárního kyslíku nebo peroxidu na superoxid nebo hydroxylový radikál respektive je rotace zakázána. To výrazně snižuje rychlost těchto reakcí, což umožňuje existenci aerobního života. Výsledkem je, že redukce kyslíku obvykle zahrnuje buď počáteční tvorbu singletový kyslík nebo spin-orbitová vazba redukcí kovu přechodové řady, jako je mangan, železo nebo měď. Tento redukovaný kov poté přenáší jediný elektron na molekulární kyslík nebo peroxid.

Kovy

Přechodné kovy mohou sloužit jako prooxidanty. Například chronické manganismus je klasické „prooxidační“ onemocnění.[5] Dalším onemocněním spojeným s chronickou přítomností prooxidačního kovu přechodové řady je hemochromatóza, spojené se zvýšenou hladinou železa. Podobně, Wilsonova nemoc je spojena se zvýšenými hladinami mědi v tkáních. Takové syndromy bývají spojeny s běžnou symptomologií. Všechny jsou tedy příležitostnými příznaky (např.) Hemochromatózy, jejíž další název je „bronzový diabetes“. Prooxidační herbicid parakvat „Wilsonova choroba a striatální železo byly podobně spojeny s člověkem Parkinsonismus. Paraquat také vyvolává u hlodavců příznaky podobné parkinsonovu.

Fibróza

Fibróza nebo tvorba jizev je dalším příznakem souvisejícím s prooxidanty. Např. Interokulární měď nebo sklovitý chalcosis je spojena s těžkým sklivcem fibróza, stejně jako interokulární železo. Játra cirhóza je také hlavním příznakem Wilsonovy choroby. The plicní fibróza produkovaný parakvat a protinádorové činidlo bleomycin Předpokládá se také, že je indukován prooxidačními vlastnostmi těchto látek. Může se stát, že oxidační stres produkovaný těmito látkami napodobuje normální stav fyziologický signál pro fibroblasty převod na myofibroblasty.

Prooxidační vitamíny

Vitamíny redukční činidla mohou být prooxidanty. Vitamín C když má antioxidační aktivitu snižuje oxidační látky jako např peroxid vodíku,[6] může však také snížit ionty kovů, což vede k tvorbě volné radikály skrz Fentonova reakce.[7][8]

2 Fe2+ + 2 H2Ó2 → 2 Fe3+ + 2 OH· + 2 OH−
2 Fe3+ + Askorbát → 2 Fe2+ + Dehydroaskorbát

Kovový iont v této reakci může být redukován, oxidován a poté znovu redukován v procesu zvaném redoxní cyklování které mohou generovat reaktivní formy kyslíku.

Relativní důležitost antioxidačních a prooxidačních aktivit antioxidačních vitamínů je oblastí současného výzkumu, ale například vitamin C má v těle převážně antioxidační účinek.[7][9] Méně údajů je však k dispozici pro jiné antioxidanty ve stravě, jako např polyfenolové antioxidanty,[10] zinek,[11] a vitamin E..[12]

Použití v medicíně

Několik důležitých protirakovinné látky oba se vážou na DNA a generují reaktivní formy kyslíku. Tyto zahrnují adriamycin a další antracykliny, bleomycin, a cisplatina. Tato činidla mohou vykazovat specifickou toxicitu vůči rakovinovým buňkám kvůli nízké úrovni antioxidační obrany nalezené v nádorech. Nedávný výzkum ukazuje, že redoxní dysregulace pocházející z metabolických změn a závislosti na mitogenní a signalizaci přežití prostřednictvím reaktivních forem kyslíku představuje specifickou zranitelnost maligních buněk, na kterou lze selektivně zaměřit prooxidační negenotoxická redox chemoterapeutika.[13]

Fotodynamická terapie se používá k léčbě některých druhů rakoviny i jiných stavů. Zahrnuje správu a fotosenzibilizátor následuje vystavení cíle vhodným vlnovým délkám světla. Světlo vzrušuje fotosenzibilizátor a způsobuje jeho generování reaktivních forem kyslíku, které mohou poškodit nebo zničit nemocnou nebo nežádoucí tkáň.

Viz také

Reference

  1. ^ Puglia CD, Powell SR (1984). „Inhibice buněčných antioxidantů: možný mechanismus toxického poškození buněk“. Environ. Perspektiva zdraví. 57: 307–11. doi:10.2307/3429932. JSTOR  3429932. PMC  1568295. PMID  6094175.
  2. ^ James LP, Mayeux PR, Hinson JA (2003). „Hepatotoxicita vyvolaná acetaminofenem“. Drug Metab. Dispos. 31 (12): 1499–506. doi:10.1124 / dmd.31.12.1499. PMID  14625346.
  3. ^ Jaeschke H, Gores GJ, Cederbaum AI, Hinson JA, Pessayre D, Lemasters JJ (2002). „Mechanismy hepatotoxicity“. Toxicol. Sci. 65 (2): 166–76. doi:10.1093 / toxsci / 65.2.166. PMID  11812920.
  4. ^ Herbert V (1996). "Prooxidační účinek antioxidačních vitamínů. Úvod" (PDF). J. Nutr. 126 (4 doplňky): 1197S – 200S. doi:10.1093 / jn / 126.suppl_4.1197S. PMID  8642456. Archivovány od originál (PDF) dne 6. dubna 2008. Citováno 7. května 2007.
  5. ^ Han SG, Kim Y, Kashon ML, Pack DL, Castranova V, Vallyathan V (prosinec 2005). „Souvisí s oxidačním stresem a aktivitou volných radikálů v séru od asymptomatických svářečů v loděnicích“. Dopoledne. J. Respir. Krit. Care Med. 172 (12): 1541–8. doi:10,1164 / rccm. 200409-1222OC. PMID  16166614.
  6. ^ Duarte TL, Lunec J (2005). „Recenze: Kdy antioxidant není antioxidantem? Přehled nových akcí a reakcí vitaminu C“. Free Radic. Res. 39 (7): 671–86. doi:10.1080/10715760500104025. PMID  16036346. S2CID  39962659.
  7. ^ A b Carr A, Frei B (1. června 1999). „Funguje vitamin C jako prooxidant za fyziologických podmínek?“. FASEB J.. 13 (9): 1007–24. doi:10.1096 / fasebj.13.9.1007. PMID  10336883. S2CID  15426564.
  8. ^ Stohs SJ, Bagchi D (1995). "Oxidační mechanismy v toxicitě kovových iontů". Free Radic. Biol. Med. 18 (2): 321–36. doi:10.1016 / 0891-5849 (94) 00159-H. PMID  7744317.
  9. ^ Valko M, Morris H, Cronin MT (2005). "Kovy, toxicita a oxidační stres". Curr. Med. Chem. 12 (10): 1161–208. doi:10.2174/0929867053764635. PMID  15892631.
  10. ^ Halliwell B (2007). „Dietní polyfenoly: dobré, špatné nebo lhostejné pro vaše zdraví?“. Cardiovasc. Res. 73 (2): 341–7. doi:10.1016 / j.cardiores.2006.10.004. PMID  17141749.
  11. ^ Hao Q, Maret W (2005). „Nerovnováha mezi prooxidačními a pro-antioxidačními funkcemi zinku při nemoci“. J. Alzheimers Dis. 8 (2): 161–70, diskuse 209–15. doi:10,3233 / jad-2005-8209. PMID  16308485.
  12. ^ Schneider C (2005). "Chemie a biologie vitaminu E". Mol Nutr Food Res. 49 (1): 7–30. doi:10.1002 / mnfr.200400049. PMID  15580660.
  13. ^ Wondrak GT (prosinec 2009). „Redoxně řízená rakovinová terapeutika: molekulární mechanismy a příležitosti“. Antioxidant. Redoxní signál. 11 (12): 3013–69. doi:10.1089 / ARS.2009.2541. PMC  2824519. PMID  19496700.