Высокий уровень потребления кислорода

Высокий уровень потребления кислорода

• Высокий уровень потребления кислорода

• Большое количество липидов с ненасыщеными жирнокислотными радикалами

• Насыщенность железом белков-переносчиков

• Низкий уровень антиоксидантной защиты

Антиоксидантные ферменты и низкомолекулярные антиоксиданты

Соотношение глия/нейроны растет в онтогенезе от 0,2 до 1,6 (человек)

• Соотношение глия/нейроны растет в онтогенезе от 0,2 до 1,6 (человек)

• Соотношение глия/нейрон в мозге Эйнштейна составляло 1,95

• В клетках млекопитающих концентрация от 1 - 10 мМ

• В мозге ~ 1 - 5 мМ, в межклеточном пространстве присутствует в микромолярной концентрации

• Не проникает через гематоэнцефалический барьер (вопрос о специфическом переносчике открыт)

• Синтезируется из проникающих в клетку предшественников – глутамата, цистеина и глицина

• Метаболизм GSH имеет тонкие различия в клетках мозга разного типа (астроглия поддерживает необходимый уровень предшественников для синтеза GSH в нейронах)

• В синтезе принимают участие ферменты – γGluCys синтетаза и глутатион синтетаза

• Конечный продукт окисления – глутатион дисульфид (GSSG), восстанавливается глутатионредуктазой (NADPH), GSH/GSSG порядка 1000/1

• Уровень внутриклеточного глутатиона изменяется при патологиях (показано снижение уровня на 40-50% при болезни Паркинсона и, наоборот, возрастание при гомоцистеинемии)

• Антиоксидантная - прямое взаимодействие с радикалами в неэнзиматических реакциях (Saer et al.,1990; Winterbourn, 1994); донор электронов в реакциях восстановления перекисей, катализируемых глутатион пероксидазами (Chance et al., 1979)

• Обеспечивает поддержание тиолового статуса клетки путем сохранения сульфгидрильных групп в восстановленном состоянии (Cotdrave and Gudes, 1997)

• Участник процесса детоксикации ксенобиотиков, кофактор в реакциях изомеризации, форма хранения и транспортировки цистеина (Meister and Anderson, 1983; Cooper, 1997)

• Участник процессов пролиферации (Pool et al,. 1995)

• Участие в регуляции апоптоза (Chibelli et al., 1998; Hall, 1999)

• NEW! Является нейротрансмиттером и нейромодулятором (в микромолярных концентрациях является агонистом глутаматных рецепторов; в миллимолярных концентрациях модулирует SH – группы NMDA рецепторов) (Janaky et al., 1999)

• NEW! При определенных условиях может выступать в качестве прооксиданта (Paolicchi et al., 2002)

• - GSH

• CDNB (chloro-2,4- dinitrobenzene)

• цитозоль+ митохондрии

• DEM (diethyl maleimide)

• цитозоль

• образуют конъюгаты с GSH в результате реакции, катализируемой глутатион-S-трансферазой

история исследований, связанных с определением гомоцистеина, начинается с 1932 г., когда De Vigneaud обнаружил эту аминокислоту как продукт деметилирования метионина

• история исследований, связанных с определением гомоцистеина, начинается с 1932 г., когда De Vigneaud обнаружил эту аминокислоту как продукт деметилирования метионина

• в организме активно участвует в окислительно-восстановительных реакциях, он способен к аутоокислению, в результате которого образуется гомоцистеиновая кислота [Welch G., 1998].

• вне клетки находится либо в окисленной форме (1%), либо в связанном с белками состоянии (70%).

• в понятие «общий гомоцистеин» входят все формы гомоцистеина, циркулирующие в плазме крови [Шевченко О.П., Олефриенко Г.А., 2002].

• диагноз гипергомоцистеинемии ставят в том случае, если уровень гомоцистеина в крови превышает 15 мкмоль/л.

• Концентрация гомоцистеина в плазме крови в пределах

• 15–30 мкмоль/л свидетельствует об умеренной гипергомоцистеинемии,

• от 30 до 100 мкмоль/л – о промежуточной,

• 100 – 500 мкмоль/л – тяжелой [Welch G., Loscalo J., 1998; Warren C., 2002].

Развитие седечно-сосудистых патологий

• Развитие седечно-сосудистых патологий

• Тромбообразование

• (риск тромбоэмболии увеличивается в несколько раз)

• Атеросклероз

• в 1975 г. McCully предложил гомоцистеиновую теорию атеросклероза

• Нейро-дегенеративные заболевания

• (болезнь Альцгеймера)

• Нарушение течения беременности и формирования плода

• (главное - патологии развития нервной системы)

Интенсификация метилирования нуклеиновых кислот, белков и фосфолипидов

• Интенсификация метилирования нуклеиновых кислот, белков и фосфолипидов

• Повышенный внутриклеточный уровень свободных радикалов

• ---------------------

• Модификация глутаматных рецепторов

In vitro

In vivo

Control 8-13 mkM

• Control 8-13 mkM

• Methionine

• overload 48-52 mkM

У животных, получавших метионин, наблюдается тенденция к снижению чувствительности глутаматных рецепторов.

• У животных, получавших метионин, наблюдается тенденция к снижению чувствительности глутаматных рецепторов.

• Рецепторы «метиониновых» животных утратили чувствительность к NMDA, однако чувствительность к HC и HCA сохранилась.

1) GSH+ Cu2+/Fe3+ Cu+/Fe2+ + GS· + H+

• 1) GSH+ Cu2+/Fe3+ Cu+/Fe2+ + GS· + H+

• (2) Cu+/Fe2+ + O2 Cu2+/Fe3++ O2·-

• (3) GS· + GSH GSSG·- + H+

• (4) GSSG·- + O2 O2·- + GSSG

• (5) 2O2·- + 2H+ H2O2 + O2

• (6) H2O2 + Cu+/Fe2+ OH·- + OH-

Изменение содержания АФК в нейронах в условиях активации ионотропных NMDA-рецепторов и метаботропных рецепторов I(3-HPG) и III(ACPD) классов

Na-насос в нейронах регулирует активность МАР киназы

При инкубации нейронов с уабаином рост МАР киназы зависит от активности NMDA-рецепторов и ионов кальция

Активация нейрональной MAPK уабаином требует активного состояния NMDA-рецепторов и реализуется при участии ионов Са и АФК (* соответствует p<0.05 относительно контроля)

Корреляция между ингибированием Na/K-АТФазы и активацией МАРК уабаином

Проблемы антиоксидантной зашиты ишемического мозга

Проблемы антиоксидантной зашиты ишемического мозга

Избыток антиоксидантов вызывает прооксидантный эффект