Transport przez błony
Dyfuzja prosta
Dyfuzja ułatwiona
Transport aktywny
Źródła reaktywnych form tlenu
Endogenne
- Transport elektronów w łańcuchu
Mitochondria
Transportery i kanały
Fagocyty
- Enzymy flawinowe, np. oksydazy
Egzogenne
Rodzaje transportu przez błonę
- Promieniowaie jonizujące
Uniport
Symport
Antyport
- Światło (widzialne/UV)
- Przemiany red-oks ksenobiotyków
Skutki działania rodników
Tlenek azotu – Reaktywna Forma Azotu
Kwasy nukleinowe
Pęknięcia nici
Syntaza tlenku azotu (NOS)
Cross-linki
Arginina
Cytrulina
Fragmentacja/addukty zasad i cukrów
Błędne kodowanie; mutacje; nieprawidłowa ekspresja genów O , NADP+, flawiny, biopteryna
2
Białka
•NO
tworzenie pochodnych karbonylowych
utlenianie grup tiolowych (metionina)
nitracja (nitrotyrozyna)
cGMP
agregacja
PDE
proteoliza
Fe
Lipidy
GTP
zmiana płynności błon
GMP
Rozpuszczalna cyklaza guanylanowa
tworzenie nadtlenków lipidowych
1
Rola witamin C i E w ochronie przed utlenianiem lipidów RFT/RFA & choroby
Ochrona przed RFT/RFA
zapobieganie inicjacji
•
nowotwory
•
witamina C
zmiatanie form pośrednich rodników
•
udary
•
witamina A
wiązanie metali inicjujących tworzenie rodników
•
choroby układu krążenia
•
witamina E
dekompozycja rodników peroksydowych
•
katarakta
•
flawonoidy
•
choroby płuc
•
karotenoidy
LO •
LO2
wit
i ami
m n
i a
n E
•
chroniczne stany zapalne
witamina C•
•
albumina
•
choroby neurodegeneracyjne
•
glutation
•
starzenie
wit
i ami
m n
i a
n E•
E
witamina C
•
enzymy antyoksydacyjne
LO
L
H
2
War
a s
r tw
t a
w l
ilp
i id
i owa
w
Warstwa wodna
Enzymy antyoksydacyjne
Synteza glutationu
Dysmutaza ponadtlenkowa
GSH jest syntetyzowany w cytoplazmie
Cu,Zn SOD (cytosol & zewnątrzkomórkowa)
Mn-SOD (mitochondrium)
cysteina
glutamina
2H+
2O •–
H O
+ O
2
2
2
2
ATP
syntetaza γ-glutamylocysteinowa
ATP
Katalaza
Hem
γ-glutamylocysteina
2H O
2H O + O
2
2
2
2
glicyna
syntetaza glutationowa
Peroksydaza glutationowa
Se
ATP
H O
+ 2GSH
GSSG + 2H O
2
2
2
glutation
2
Metabolizm ksenobiotyków Etapy detoksykacji
Cykl pentozowy
NADP+
NADPH
Faza I
zwiększenie polarności substancji poprzez P450
GSH reduktaza
ksenobiotyk
Wolne rodniki
utlenianie lub hydroksyl
y ację
GSH
GSSG
P450
GSH peroksydaza
SOD
chinon
O -*
H2O2
2 H O
2
NADPH P450
2
Reduktaza
Faza II
tworzenie konjugatów poprzez przyłączenie semichinon
Faza II
tworzenie konjugatów poprzez przyłączenie 2+/3+
CAT
O
Fe2+/3+
2
reszt kwasu glukuronowego lub siarkowego OH-*
2 H O + O
2
2
(SAM, PAPS, UDP-glukuronian)
Wiązanie
kowalencyjne
• DNA
• białka
Utlenienie
• DNA
• bialka
• lipidy
Reakcje metylacji z udziałem SAM
Rezerwy energetyczne u człowieka (70-kg) Akceptor grupy metylowej Metylowany produkt Potencjalna wartość energetyczna (kcal) Noradrenalina
Adrenalina
Glukoza lub
Triacyloglicerole
Białka
glikogen
Guanidynooctan
Kreatyna
Krew
60
45
0
Fosfatydyloetanoloamina
Fosfatydylocholina
Adenina, cytozyna w DNA
Metyloadenina, metylocytozyna
Wątroba
400
450
400
Zasady w tRNA
Metylowane zasady
Mózg
8
0
0
Reszty aminokwasów
Metylowane reszty aminokwasów
Mięśnie
1 200
450
24 000
Tkanka
80
135 000
40
tłuszczowa
+ reakcje metylacji w procesach detoksykacji 3
ATP jest uniwersalnym nośnikiem energii Procesy metaboliczne zachodzące w komórkach
• Glukoneogeneza
Wysoki potencjał transferu umożliwia wykorzystanie energii ATP do:
• Glikoliza
• Glikogenoliza
• Glikoneogeneza
- skurczu mięśni
• Cykl pentozowy
• Synteza kwasów tłuszczowych
- aktywnego transportu
• Lipoliza
• Synteza triacylogliceroli
- amplifikacji sygnałów
• β-oksydacja
• Synteza cholesterolu,
- biosyntez
steroidów i kwasów żółciowych
• Ketoliza
- detoksykacji
• Ketogeneza
• Cykl mocznikowy
Termodynamicznie niekorzystne reakcje są możliwe dzięki
• Przemiany aminokwasów
sprzężeniu z hydrolizą odpowiedniej liczby cząsteczek ATP
• Detoksykacja
Katabolizm
Główne szlaki metaboliczne
Szlak Główny substrat Produkt końcowy Anabolizm
Glikoliza
glukoza pirogronian ATP
Cykl Krebsa
acetyloCoA
NADH + H+
Szlak Główny substrat Produkt końcowy FADH2
CO2
H O
Glukoneogeneza
mleczan
glukoza
2
GTP
alanina
glicerol
Glikogenoliza
glikogen glukozo-1-fosforan glukoza
Synteza glikogenu glukozo-1-fosforan glikogen Cykl pentozowy
glukozo-6-fosforan NADPH + H+
CO2
pentozy
Synteza białek aminokwasy białka
Lipoliza
triacyloglicerole
acetylo CoA
kwasy tłuszczowe
glicerol
Lipogeneza
acetylo CoA
kwasy tłuszczowe
glicerol
triacyloglicerole
Proteoliza
białka aminokwasy (glukoza, ciała ketonowe)
(pochodne lipidowe)
4
Adypocyty
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
W warunkach anaerobowych produktem jest mleczan (brak mitochondriów)
dostarcza energię w postaci ATP
2,3,bisfosfoglicerynian jest allosterycznym efektorem hemoglobiny
dostarcza glicerolo -3-fosforanu do syntezy triacylogliceroli
CYKL PENTOZOWY
LIPOGENEZA
Produkcja NADPH+ H+ do funkcjonowania peroksydazy glutationowej
SYNTEZA TRIACYLOGLICEROLI
Tkanka nerwowa
LIPOLIZA
uwalnianie kwasów tłuszczowych i glicerolu do krwi GLIKOLIZA
proces regulowany przez hormony
KETOLIZA
SYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH I FOSFATYDÓW
β-OKSYDACJA
Mięśnie
Wątroba
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
GLUKONEOGENEZA
SYNTEZA GLIKOGENU
GLIKOGENEZA
GLIKOGENOLIZA
GLIKOGENOLIZA
β-OKSYDACJA
powstaje glukozo-6-fosforan na potrzeby mięśni
SYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH
brak glukozo-6-fosfatazy
SYNTEZA TRIACYLOGLICEROLI I LIPOPROTEIN
regulacja przez adrenalinę
SYNTEZA CIAŁ KETONOWYCH
DEAMINACJA AMINOKWASÓW
β-OKSYDACJA
CYKL MOCZNIKOWY
SYNTEZA BIAŁEK OSOCZA
SYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH
SYNTEZA BIAŁEK OSOCZ
SYNTEZA CHOLESTEROLU, STEROID W I KWAS W
CIOWYCH
SYNTEZA CHOLESTEROLU, STEROIDÓW I KWASÓW ŻÓŁCIOWYC
KETOLIZA
PROCESY DETOKSYKACJI
szczególnie w mięśniu sercowym
5