신체의 항산화 시스템

신체의 항산화 시스템은 세포의 자가산화를 억제하는 일련의 메커니즘입니다.

비효소적 자가산화는 국소적인 발병에 국한되지 않더라도 파괴적인 과정입니다. 대기 중 산소가 출현한 이후, 원핵생물은 유기 성분의 자발적인 산화 분해 반응으로부터 지속적인 보호를 필요로 해 왔습니다.

항산화 시스템은 지질 과산화 초기 단계에서 자가산화(토코페롤, 폴리페놀) 또는 세포막 내 활성 산소종(초산화물 불균등화효소 - SOD)을 억제하는 항산화제를 포함합니다. 이 경우, 환원 과정에서 생성된 비공유 전자 라디칼, 토코페롤 또는 폴리페놀 라디칼을 가진 입자는 세포막의 친수성 층에 존재하는 아스코르브산에 의해 재생됩니다. 산화된 아스코르브산은 NADP 또는 NAD로부터 수소 원자를 받는 글루타티온(또는 에르고티오네인)에 의해 환원됩니다. 따라서 라디칼 억제는 글루타티온(에르고티오네인) 아스코르브산-토코페롤(폴리페놀) 사슬에 의해 수행되며, 피리딘 뉴클레오타이드(NAD 및 NADP)에서 SR로 전자(수소 원자의 일부)를 전달합니다. 이를 통해 세포 내 지질과 생체고분자의 자유 라디칼 수준이 매우 낮고 안정적으로 유지됩니다.

살아있는 세포의 자유 라디칼 억제 시스템에는 AO 사슬과 함께 글루타치온과 아스코르브산의 산화-환원 전환을 촉매하는 효소인 글루타치온 의존성 환원효소와 탈수소효소, 그리고 과산화물을 분해하는 효소인 카탈라아제와 과산화효소가 포함됩니다.

두 가지 방어 기전, 즉 생물 항산화제 사슬과 항과산화물 효소군의 기능은 수소 원자(NADP와 NADH)의 공급에 의존한다는 점에 유의해야 합니다. 이 공급은 에너지 기질의 생물학적 효소 산화-탈수소화 과정을 통해 보충됩니다. 따라서 충분한 효소 분해대사, 즉 신체의 최적 활성 상태는 항산화 시스템의 효과를 위한 필수 조건입니다. 다른 생리적 시스템(예: 혈액 응고 또는 호르몬)과 달리, 항산화 시스템의 단기적인 결핍조차도 세포막과 생체 고분자가 손상되는 등 흔적 없이 사라지지 않습니다.

항산화 보호 기능의 약화는 활성산소(SR)를 구성하는 세포 및 조직의 다양한 구성 요소에 대한 자유 라디칼 손상 발생을 특징으로 합니다. 다양한 장기와 조직에서 나타나는 자유 라디칼 병리학적 증상의 다원성, 그리고 활성산소(SR) 제품의 효과에 대한 세포 구조의 민감도 차이는 장기와 조직에 생체 항산화제가 불균등하게 공급됨을 시사합니다. 즉, 항산화 시스템에 상당한 차이가 있는 것으로 보입니다. 아래는 다양한 장기와 조직에서 항산화 시스템의 주요 구성 요소의 함량을 측정한 결과이며, 이를 통해 각 구성 요소의 특이성에 대한 결론을 도출할 수 있었습니다.

따라서 적혈구의 특이성은 적혈구의 선천적 효소병증에서 항과산화물 효소(카탈라아제, 글루타티온 과산화효소, SOD)의 역할이 크다는 점이며, 용혈성 빈혈이 자주 관찰됩니다. 혈장에는 다른 조직에는 없는 SOD 활성을 가진 세룰로플라스민이 함유되어 있습니다. 제시된 결과는 적혈구와 혈장의 AS(자율신경계)를 상상할 수 있게 해 줍니다. AS는 항라디칼 연결과 효소 방어 기전을 모두 포함합니다. 이러한 항산화 시스템의 구조는 적혈구의 높은 산소 포화도로 인해 지질과 생체고분자의 산화환원(FRO)을 효과적으로 억제할 수 있게 합니다. 산화환원(FRO)을 제한하는 데 중요한 역할을 하는 것은 토코페롤의 주요 운반체인 지단백질이며, 토코페롤은 세포막과 접촉하면 지단백질에서 적혈구로 이동합니다. 동시에 지단백질은 자가산화에 가장 취약합니다.

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다양한 장기 및 조직의 항산화 시스템의 특이성

지질과 생체고분자의 비효소적 자가산화가 시작되는 중요한 이유는 SP 발생의 촉발 요인이 신체의 항산화 방어 체계의 기능 부족 때문이라는 것을 시사합니다. 다양한 장기와 조직의 항산화 체계 기능 활동은 여러 요인에 따라 달라집니다. 이러한 요인에는 다음이 포함됩니다.

1. 효소 분해대사(탈수소화) 수준 - NAD-H + NADP-H 생성 기금
2. 생합성 과정에서 NAD-H와 NADPH 기금의 소비 정도
3. NADH의 효소적 미토콘드리아 산화 반응 수준
4. 항산화 시스템의 필수 성분인 토코페롤, 아스코르브산, 바이오플라보노이드, 유황 아미노산, 에르고티오네인, 셀레늄 등을 공급합니다.

반면, 항산화 시스템의 활동은 자유 라디칼 산화를 유도하는 지질의 영향이 얼마나 심한지에 따라 달라집니다. 지질이 과도하게 활성화되면 억제가 방해를 받고 자유 라디칼과 과산화물의 생성이 증가합니다.

각 장기의 대사 조직 특이성에 따라 항산화 시스템의 특정 구성 요소가 우세합니다. NAD-H와 NADPH가 부족한 세포외 구조에서는 혈액을 통해 운반되는 환원형 AO-글루타티온, 아스코르브산, 폴리페놀, 토코페롤의 유입이 매우 중요합니다. 신체의 AO 공급 수준, 항산화 효소의 활성, 그리고 STO 생성물의 함량을 나타내는 지표는 신체 전체의 항산화 시스템 활성을 종합적으로 나타냅니다. 그러나 이러한 지표는 개별 장기와 조직의 AS 상태를 반영하지 못하며, 이는 상당히 다를 수 있습니다. 위의 내용을 통해 자유 라디칼 병리의 국소화와 특성이 주로 다음 요인들에 의해 결정된다고 가정할 수 있습니다.

• 다양한 조직과 기관의 항산화 시스템의 유전형적 특징
• 개체발생 과정 전반에 걸쳐 작용하는 외인성 SR 유도제의 특성.

다양한 조직(상피, 신경, 결합 조직)에서 항산화 시스템의 주요 성분 함량을 분석함으로써 FRO 억제의 다양한 조직(기관) 시스템 변형을 식별할 수 있으며, 이는 일반적으로 대사 활동과 일치합니다.

적혈구, 선상피

이러한 조직에서는 활성적인 오탄당 인산 회로 기능과 무산소 분해대사가 우세하며, 항산화 시스템과 과산화효소의 항라디칼 사슬에 필요한 수소의 주요 공급원은 NADPH입니다. 산소 운반체인 적혈구는 FRO 유도 물질에 민감합니다.

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근육과 신경 조직

이러한 조직에서는 오탄당 인산 회로가 비활성 상태입니다. 지방과 탄수화물 분해대사의 호기성 및 무산소성 순환에서 생성되는 NADH는 항라디칼 억제제와 항산화 효소의 수소 공급원으로 주로 사용됩니다. 미토콘드리아로 인한 세포 포화는 산소 "누출" 위험과 생체고분자 손상 가능성을 증가시킵니다.

간세포, 백혈구, 섬유아세포

균형 잡힌 펜토스 인산 회로와 동화 및 호기성 이화 경로가 관찰됩니다.

결합 조직의 세포간 물질은 혈장, 섬유질, 그리고 혈관벽과 뼈 조직의 기질입니다. 세포간 물질의 SR 억제는 주로 항라디칼 억제제(토코페롤, 바이오플라보노이드, 아스코르브산)에 의해 이루어지며, 이는 혈관벽이 이러한 억제제의 부족에 민감하게 반응하도록 합니다. 혈장에는 이러한 억제제 외에도 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼을 제거하는 능력을 가진 세룰로플라스민이 함유되어 있습니다. 광화학 반응이 가능한 수정체에서는 항라디칼 억제제 외에도 글루타티온 환원효소, 글루타티온 과산화효소, 그리고 SOD의 활성이 높습니다.

제시된 국소 항산화 시스템의 기관 및 조직 특징은 FRO를 유도하는 다양한 유형의 효과와 함께 SP의 초기 증상의 차이를 설명합니다.

생체 항산화제가 조직에 따라 기능적으로 유의미한 차이를 보이는 것은 결핍의 국소적 발현 양상에 차이를 초래합니다. 모든 유형의 세포 및 비세포 구조에 존재하는 보편적인 지질 항산화제인 토코페롤 결핍만이 여러 장기의 조기 손상으로 나타납니다. 화학적 산화촉진제에 의한 활성산소(SP)의 초기 증상 또한 작용제의 특성에 따라 달라집니다. 이러한 데이터는 외인성 요인의 특성과 더불어 항산화 시스템의 유전자형 특이적 종 및 조직 특이적 특징의 역할이 자유 라디칼 병리 발생에 중요한 역할을 한다는 것을 보여줍니다. 혈관벽과 같이 생물학적 효소 산화율이 낮은 조직에서는 체내에서 합성되지 않는 생체 항산화제로 대표되는 항라디칼 사슬인 에르고티오네인-아스코르브산(바이오플라보노이드)-토코페롤의 역할이 높습니다. 따라서 만성 다중 항산화제 결핍은 주로 혈관벽 손상을 유발합니다. 다른 조직에서는 항산화 시스템의 효소 구성 요소, 즉 SOD, 과산화효소 등의 역할이 더 큽니다. 따라서 신체의 카탈라아제 수치 감소는 점진적인 치주병리의 특징입니다.

다양한 장기와 조직의 항산화 시스템 상태는 유전자형뿐만 아니라, 종양 발생 과정에서 항산화 시스템 유도 인자의 특성으로 인해 항산화 시스템 구성 요소의 활성이 표현형적으로 이시성(heterochonic)으로 감소하는 현상에 의해 결정됩니다. 따라서 개인의 실제 상황에서는 항산화 시스템 파괴의 외인성 및 내인성 요인의 다양한 조합이 노화의 일반적인 자유 라디칼 메커니즘과 특정 장기에서 나타나는 자유 라디칼 병리의 특정 유발 요인을 결정합니다.

다양한 장기 및 조직에서 AS의 주요 연결 고리 활성을 평가한 결과는 특정 국소 부위의 유리기 병리 예방을 위한 표적 작용의 새로운 지질 FRO 억제제 약물 탐색의 기초가 됩니다. 다양한 조직의 항산화 시스템의 특이성으로 인해, AO 약물은 특정 장기 또는 조직에 대해 부족한 연결 고리를 다르게 작용해야 합니다.

림프구와 적혈구에서 서로 다른 항산화 시스템이 발견되었습니다. Gonzalez-Hernandez 등(1994)은 건강한 사람 23명을 대상으로 림프구와 적혈구의 항산화 시스템을 연구했습니다. 림프구와 적혈구에서 글루타티온 환원효소의 활성은 각각 160 및 4.1 U/h, 글루타티온 과산화효소는 346 및 21 U/h, 포도당-6-인산 탈수소효소는 146 및 2.6 sd/h, 카탈라아제는 164 및 60 U/h, 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제는 각각 4 및 303 μg/s였습니다.