Proutleniacz
Proutleniacze to substancje chemiczne, które wywołują stres oksydacyjny , albo poprzez wytwarzanie reaktywnych form tlenu , albo poprzez hamowanie systemów antyoksydacyjnych . Stres oksydacyjny wytwarzany przez te chemikalia może uszkadzać komórki i tkanki, na przykład przedawkowanie przeciwbólowego paracetamolu (acetaminofenu) może śmiertelnie uszkodzić wątrobę , częściowo poprzez produkcję reaktywnych form tlenu.
Niektóre substancje mogą służyć jako przeciwutleniacze lub proutleniacze, w zależności od warunków. Niektóre ważne warunki obejmują stężenie substancji chemicznej oraz obecność tlenu lub metali przejściowych . Chociaż jest to bardzo korzystne termodynamicznie, redukcja tlenu cząsteczkowego lub nadtlenku odpowiednio do rodnika ponadtlenkowego lub hydroksylowego jest zabroniona . To znacznie zmniejsza tempo tych reakcji, umożliwiając w ten sposób istnienie życia tlenowego. W rezultacie redukcja tlenu zazwyczaj obejmuje albo początkowe tworzenie tlen singletowy lub sprzężenie spin-orbita poprzez redukcję metalu szeregu przejściowego, takiego jak mangan, żelazo lub miedź. Ten zredukowany metal przenosi następnie pojedynczy elektron na tlen cząsteczkowy lub nadtlenek. [ potrzebne źródło ]
Metale
Metale przejściowe mogą służyć jako proutleniacze. Na przykład przewlekły manganizm jest klasyczną chorobą „prooksydacyjną”. Inną chorobą związaną z przewlekłą obecnością prooksydacyjnego metalu szeregu przejściowego jest hemochromatoza , związana z podwyższonym poziomem żelaza. Podobnie choroba Wilsona jest związana z podwyższonym poziomem miedzi w tkankach. Takie zespoły są zwykle związane z powszechną symptomologią. Tak więc wszystkie są okazjonalnymi objawami (np.) hemochromatozy, której inną nazwą jest „cukrzyca brązowa”. Prooksydacyjny herbicyd parakwat , choroba Wilsona i żelazo prążkowia zostały podobnie powiązane z ludzkim parkinsonizmem . Parakwat wywołuje również objawy podobne do parkinsonizmu u gryzoni. [ potrzebne źródło ]
Zwłóknienie
Zwłóknienie lub powstawanie blizn to kolejny objaw związany z proutleniaczami. Np. miedź międzygałkowa lub ciała szklistego są związane z ciężkim zwłóknieniem ciała szklistego , podobnie jak żelazo międzygałkowe. Marskość wątroby jest również głównym objawem choroby Wilsona. Uważa się, że zwłóknienie płuc wywołane przez parakwat i środek przeciwnowotworowy bleomycynę jest również wywoływane przez właściwości prooksydacyjne tych środków. Może się zdarzyć, że stres oksydacyjny wytwarzany przez takie czynniki naśladuje normalny sygnał fizjologiczny do konwersji fibroblastów do miofibroblastów . [ potrzebne źródło ]
Witaminy prooksydacyjne
Witaminy , które są czynnikami redukującymi, mogą być proutleniaczami. Witamina C ma działanie przeciwutleniające, gdy redukuje substancje utleniające, takie jak nadtlenek wodoru , jednak może również redukować jony metali, co prowadzi do powstawania wolnych rodników w reakcji Fentona .
- 2 Fe 2+ + 2 H 2 O 2 → 2 Fe 3+ + 2 OH · + 2 OH −
- 2 Fe 3+ + Askorbinian → 2 Fe 2+ + Dehydroaskorbinian
Jon metalu w tej reakcji można zredukować, utlenić, a następnie ponownie zredukować w procesie zwanym cyklem redoks , który może generować reaktywne formy tlenu. [ potrzebne źródło ]
Względne znaczenie przeciwutleniających i prooksydacyjnych właściwości witamin przeciwutleniających jest przedmiotem aktualnych badań, ale na przykład witamina C wydaje się mieć głównie działanie przeciwutleniające w organizmie. Jednak dostępnych jest mniej danych dla innych przeciwutleniaczy dietetycznych, takich jak przeciwutleniacze polifenolowe , cynk i witamina E.
Zastosowanie w medycynie
Kilka ważnych środków przeciwnowotworowych wiąże się z DNA i generuje reaktywne formy tlenu. Należą do nich adriamycyna i inne antracykliny , bleomycyna i cisplatyna . Czynniki te mogą wykazywać specyficzną toksyczność wobec komórek nowotworowych ze względu na niski poziom obrony antyoksydacyjnej występującej w nowotworach. Ostatnie badania pokazują, że rozregulowanie redoks wynikające ze zmian metabolicznych i zależności od sygnalizacji mitogennej i przeżycia przez reaktywne formy tlenu stanowi specyficzną podatność złośliwych komórek, które mogą być selektywnie celowane przez prooksydacyjne, niegenotoksyczne chemioterapeutyki redoks.
Terapia fotodynamiczna jest stosowana w leczeniu niektórych nowotworów, a także innych schorzeń. Polega na podaniu fotosensybilizatora, a następnie wystawieniu celu na działanie światła o odpowiedniej długości fali. Światło pobudza fotosensybilizator, powodując wytwarzanie reaktywnych form tlenu, które mogą uszkodzić lub zniszczyć chorą lub niechcianą tkankę. [ potrzebne źródło ]
Zobacz też