4. Oznaczanie zawartości związków fenolowych w materiale ...

4. Laboratorium przyrodnicze – Oznaczanie zawartości związków fenolowych w materiale roślinnym
I. Wprowadzenie
1. Stres oksydacyjny w komórce i jego skutki
Gdy odkryto w zdrowych organizmach wolne rodniki tlenowe, które powodują uszkodzenia
komórek, zwłaszcza jądra i mitochondriów, okazało się, że tlen, pierwiastek niezbędny do życia,
może być toksyczny. Wolne rodniki są to atomy lub cząsteczki mające na ostatniej powłoce
(orbitalu walencyjnym) niesparowany elektron, co sprawia, że są niestabilne i bardzo reaktywne,
zdolne do reakcji z różnorodnymi składnikami komórki.
Reaktywne formy tlenu (RFT lub ang. ROS – reactive oxygen species) powstają jako
uboczne i niepożądane produkty reakcji oksydacyjno-redukcyjnych zachodzących w procesie
zwanym łańcuchem transportu elektronów czyli w łańcuchu oddechowym, dostarczającym
organizmowi niezbędnej energii. Powstają podczas procesu autooksydacji wielu związków,
zwłaszcza lipidów, podczas licznych reakcji enzymatycznych a także w czasie procesów
fagocytozy. Najważniejszymi reaktywnymi formami tlenu są: tlen cząsteczkowy (słabo reaktywny,
zwiększający swą reaktywność pod wpływem jonów żelaza i miedzi); tlen singletowy (1O2);
anionorodnik ponadtlenkowy (O2 .- ), powstający w wyniku przeniesienia elektronu na tlen
cząsteczkowy; nadtlenek wodoru (H2O2), powstający w wyniku redukcji tlenu cząsteczkowego;
rodnik hydroksylowy (HO·); tlenek azotu (NO·); anion kwasu nadtlenoazotawego (ONOO-); rodniki
alkoksylowe (RO·, ROO·). W warunkach homeostazy zachowana jest równowaga między
szybkością wytwarzania i rozpadu RFT. Równowagę tę zapewniają systemy antyoksydacyjne
wewnątrz i zewnątrzkomórkowe, chroniące komórkę przed szkodliwymi formami tlenu. W skład
systemów antyoksydacyjnych wchodzą substancje zwane antyoksydantami (przeciwutleniaczami).
Są to substancje, które w niskich stężeniach w porównaniu do utlenianego substratu, opóźniają
lub hamują jego utlenianie. Działanie antyoksydantów może być:
o prewencyjne, polegające na powstrzymywaniu tworzenia RFT, a w szczególności
powstawania najbardziej reaktywnego rodnika wodorotlenowego. Prewencyjnie działają
dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza, peroksydaza glutationowa, albuminy, transferryna,
laktoferryna, ceruloplazmina, haptoglobina i hemopeksyna;
o interwencyjne, polegające na przerywaniu reakcji wolnorodnikowych lub ukierunkowanie
terminacji poprzez wchodzenie w reakcje z RFT. Do przeciwutleniaczy interwencyjnych
należą glutation, askorbinian, kwas moczowy, kreatynina, bilirubina, tokoferole,
karotenoidy, ubihydrochinon-koenzym Q, pochodne estronu i estradiolu;
o reparacyjne, polegające na usuwaniu skutków reakcji RFT z DNA i białkami. Reperacyjne
działanie wykazują ligazy, glikolazy, tioredoksyna i proteazy.
2