CC BY
129
Науковий вюник Льв1вського нацюнального утверсигету ветеринарно! медицини та бютехнологш 1мен1 С.З. Гжицького Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj
doi: 10.15421/nvlvet6622
ISSN 2413-5550 print ISSN 2518-1327 online
http://nvlvet.com.ua/
УДК 616.1
БтлоНчне значення системи антиоксидантного захисту оргашзму тварин
Ю.Ю. Лавришин1, 1.С. Вархоляк1, Т.В. Мартишук2, З.А. Гута1, Л.Б. Ьанюв1, О.Р. Паладiйчук3, С.Д. Мурська4, Б.В. Гутий1, Д.Ф. Гуфрш1
1 Львiвський нацюнальний умверситет ветеринарно1 медицини та бiотехнологiй гмем С.З. Гжицького,
вул. Пекарська, 50, м. Львiв, 79010, Укра'та;
21нститут бюлоги тварин НААН, вул. В. Стуса, 38, м. Львiв, 79034, Украта;
3В1нницький нацюнальний аграрний умверситет, вул. Сонячна, 3, м. Вшниця, 21008, Украта;
4Державний науково-дослгдний контрольний тститут ветеринарних nреnаратiв та кормових добавок,
вул. Донецька, 11, м. Львiв, 79019, Украша
В огяядг лтератури узагальнено дат про класифжащю та характеристику системи антиоксидантного захисту оргашзму тварин. Дана модель об 'еднуе в собг низку ргзних за своею природою речовин. Кожен iз компонентгв антиоксидантног системи дiеу тiсному взаемозв 'язку з тшими ïï структурними елементами, гармоншно доповнюе, а в багатьох випадках -тдсилюе дю один одного. Функцюнальну основу системи антиоксидантного захисту формуе глутатiонова система, скла-довими елементами яко1 е власне глутатюн i ензими, що каталiзують реакцп його зворотнього перетворення (окиснен-ня ^ вiдновлення). До даних ензимiв вiдносять глутатюнпероксидазу, глутатюнредуктазу та глюкозо-6-фосфатдегiдрогеназу.
Бiльшiсть до^дниюв умовно розподтяють систему антиоксидантного захисту на ензимну та неензимну. До ензимно1 ланки системи антиоксидантного захисту належать: каталаза, супероксиддисмутаза, глутатюнпероксидаза, глутатюн-редуктаза, глутатiонтрансфераза та iншi ензими. До неензимно1 системи належать жиророзчинш втамти А, Е i К, водорозчинш втамти С i РР, бюгеню амти, глутатiон, каротиноïди, убiхiнон, стерини. Як ензимна, так i неензимна системи антиоксидантного захисту е наявн у кров 'яному руmi. Активтсть ензимно1 антиоксидантно1 системи е дуже добре регульована i залежить вiд вк тварин, фiзiологiчного стану, динамim гормотв, iнтенсивностi синтезу антиоксидантного ензиму, рН середовища, наявностi коферментiв, iнгiбiторiв, активаторiв та тших чинниюв. Неензимна ланка ан-тиоксидантноï системи не потребуе стшькох багатьох регуляторiв так, як сама хiмiчна речовина - антиоксидант -вступаеу хiмiчну реакщю з радикалом. Змтюватись може хiба що швидюсть реакцп.
K.mnoei слова: фармакологiя, система антиоксидантного захисту, антиоксиданти, ензимна та неензимна ланки
Биологическое значение системы антиоксидантной защиты
организма животных
Ю.Ю. Лавришин1, И.С. Вархоляк1, Т.В. Мартышук2, З.А. Гута1, Л.Б. Иванкив1, Е.Р. Паладийчук3, С.Д. Мурська4, Б.В. Гутий1, Д.Ф. Гуфрий1
1 Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицкого,
ул. Пекарская, 50, г. Львов, 79010, Украина
2Институт биологии животных НААН, ул. В. Стуса, 38, г. Львов, 79034, Украина 3Винницкий национальный аграрный университет, ул. Солнечная, 3, г. Винница, 21008, Украина
Citation:
Lavryshyn, Y.Y., Varkholyak, I.S., Martyschuk, T.V., Guta, Z.A., Ivankiv, L.B., Paladischuk, O.R., Murska, S.D., Gutyj, B.V., Gufriy, D.F. (2016). The biological significance of the antioxidant defense system of animals body. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 18, 2(66), 100-111.
4Государственный научно-исследовательский контрольный институт ветеринарных препаратов и кормовых добавок, ул. Донецкая, 11, г. Львов, 79019, Украина
В обзоре литературы обобщены данные о классификации и характеристике системы антиоксидантной защиты организма животных. Данная модель объединяет в себе ряд различных по своей природе веществ. Каждый из компонентов антиоксидантной системы действует в тесной взаимосвязи с другими ее структурными элементами, гармонично дополняет, а во многих случаях - усиливает действие друг друга. Функциональную основу системы антиоксидантной защиты формирует глутатионовоя система, составными элементами которой являются собственно глутатион, энзимы, которые катализируют реакции его обратного преобразования (окисления ^ восстановления). К данным ферментам относят глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы.
Большинство исследователей условно распределяют систему антиоксидантной защиты на ферментную и неферментную. До ферментного звена системы антиоксидантной защиты относятся: каталаза, супероксиддисмутаза, глута-тионпероксидаза, глутатионредуктаза, глутатионтрансферазы и другие энзимы. К неферментной системы относятся жирорастворимые витамины А, Е и К, водорастворимые витамины С и РР, биогенные амины, глутатион, каротиноиды, убихинон, стерины. Активность ферментной антиоксидантной системы очень хорошо регулируемая и зависит от возраста животных, физиологического состояния, динамики гормонов, интенсивности синтеза антиоксидантных ферментов, рН среды, наличия коферментов, ингибиторов, активаторов и других факторов. Неферментное звено антиоксидантной системы не требует стольких многих регуляторов так, как химическое вещество - антиоксидант - вступает в химическую реакцию с радикалом. Меняться может разве что скорость реакции.
Ключевые слова: фармакология, система антиоксидантной защиты, антиоксиданты, ферментное и неферментное звена
The biological significance of the antioxidant defense system of animals body
Y.Y. Lavryshyn1, I.S. Varkholyak 1, T.V. Martyschuk2, Z.A. Guta1, L B. Ivankiv1, O R. Paladischuk3, S.D. Murska 4, B.V. Gutyj1, D.F. Gufriy1 [email protected]
1Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyi,
Pekarska Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine 2Institute of Animal Biology NAAS, V. Stus Str., 38, Lviv, 79034, Ukraine 3Vinnytsya National Agrarian University, Soniachna Str.,3, Vinnytsya, 21008, Ukraine 4State scientific research control institute of veterinary medicinal products and feed additives, Donets'ka Str., 11, Lviv, 79019, Ukraine
In the review of the literature it was generalized the data due to the classification and characterization of antioxidant protection system of animals body. This model combines a number of different by its nature substances. Each of the components of the antioxi-dant system operates in close relationship with its other structural elements, harmoniously, and in many cases complements and in many cases - enhances the action of each other. Glutathione system forms functional basis of antioxidant defense system, constituent elements of which has its own glutathione and enzymes, which catalyze the reaction of its reverse transformation (oxidation ^ recovery). Glutathione peroxidase, glutathione reductase and glucose-6-phosphate dehydrogenase are attributed to these enzymes.
Most researchers conventionally distributed antioxidant defense system in enzyme and non-enzyme. Catalase, superoxide dis-mutase, glutathione peroxidase, glutathione reductase, glutathione transferase and other enzymes are included to enzymatic link of antioxidant defense system. Fat-soluble vitamins A, E and K, water-soluble vitamins C and PP, biogenic amines, glutathione, carot-enoids, ubiquinone, sterols are included to non-enzyme system. As the enzyme, as non-enzyme antioxidant defense system is present in the bloodstream. The activity of enzymatic antioxidant system is well regulated and depends on the age of the animals, physiological condition, the dynamics of hormone, synthesis intensity of antioxidant enzyme, pH medium, the presence of coenzymes, inhibitors, activators, and other factors. Non-enzyme link of antioxidant system does not need so many regulators as the most chemical substance - antioxidant - enters into chemical reaction with the radical. The rate of reaction may be only changed.
Key words: pharmacology, antioxidant protection system, antioxidants, enzyme and non-enzyme link.
Вступ
Антиоксидантна система захисту оргашзму тварин контролюе i гальмуе вс етапи реакцш утворення вь льних радикалiв, починаючи ввд ix шщмцд i зашнчу-ючи утворенням пдроперекиав та малонового дiаль-депду (Danchuk, 2001; Bjelenichev et al., 2002; Akymyshyn et al., 2014).
Основний мехашзм контролю даних реакцш пов'я-заний i3 ланцюгом оборотних окисно-вщновних реакцш юшв металiв, аскорбату, токоферолу, глутатюну та шших речовин. До того ж значения цих методiв,
особливо, важливо для збереження довго юнуючих макромолекул нукле'нових кислот i бшшв, деяких складових мембран (Bjelenichev et al., 2002).
Дана система об'еднуе в собi низку рiзниx за своею природою речовин. Кожен iз компоненпв антиок-сидантно' системи дiе у псному взаемозв'язку з ш-шими ii структурними елементами, гармоншно допо-внюе, а в багатьох випадках - тдсилюе дш один одного. Функцюнальну основу системи антиоксидан-тного захисту формуе глутатюнова система, складо-вими елементами яко' е власне глутатюн i ензими, що кататзують реакцп його зворотного перетворення
(окиснення ^ ввдновлення). До даних ензимiв ввдно-сять глутатюнпероксидазу, глутатiонредуктазу та глюкозо-6-фосфатдепдрогеназу. Окрiм вказаних антиоксиданпв ввдносять також каталазу, пероксида-
зу та супероксиддисмутазу, яш, здатш кататзувати
реакцii' прямого руйнування пероксидних сполук в органiзмi людини i тварин (Dvinskaja and Shubin, 1986; Antonjak et al., 2000; Bjelenichev et al., 2002).
ОРГАН1ЧШ ПЕРОКСИДГ
Mm
TTT
Cu
Zn
Fe
Se
Co
Рис. 1. Схема взаемозв'язшв м1ж структурно-функцiональними компонентами системи антиоксидантного захисту оргашзму тварин (Zavijs'kyj, 2005).
Глутатюн (Ь-у-глутамш-Ь-цисте'нш-глщин) — бюлопчно активний трипептид, який виявляють у всix органiзмаx. Вiн складаеться ¡з залишк1в у-глутамiновоi' кислоти, цисте'ну та глiцину.
Пiсля взаемодп з кислотами, глютамiнова кислота, що входить до складу глутатiону, утворюе пептидний зв'язок ¡з цисте'ном за рахунок у-карбоксильно' гру-пи (Kulinskij and Kolesnichenko, 1990).
Глутатiон виконуе в органiзмi тварин багатограннi i дуже важливi функци: бере участь у знешкодженш ксенобiотикiв; захищае вщ активних кисневих сполук; пiдвищуе резистентшсть клiтин до негативного впли-ву стресфакторiв; ввдновлюе i iзомеризуе дисульфщш зв'язки; виконуе коензимнi функцй; впливае на бюси-
HTe3 HyKgeiHOBHx KucgoT; cnpuHHHae BngHB Ha npogi-^epaqiro KgiTHH Ta nigTpuMye ^yHKqioHagbHHH CTaH 6iogoriHHHx MeMÖpaH. rgyTaTioH BigHOBgeHHH e ochob-hhm cipKOBMicHHM aHTHOKCHgaHTOM b opraHi3Mi TBapuH (Vishhur, 2006). BiH 3axu^ae cygb^rigpugbm rpynu rgo6iHy, MeMÖpaHH epmpoquriB, gBOBagemne 3agi30 Big gii OKHCHTOBaniB.
BcTaHOBgeHO, ^o HH3bKa KOHqeHTpaqia rgyTarioHy b KgiTHHax, 3OKpeMa, b epmpoqurax, npu3B0gHTb go aK-THBaqii nepeKHCHoro OKHCHeHHa ginigiB, ^o BCTaHOBge-ho 3a geaKux $opM reMogiTHHHHx aHeMin (Bjelenichev et al., 2002; Vasyliv and Gnatush, 2011; Akymyshyn et al., 2014).
rgyTaTioH e qempagbHHM K0Mn0HeHT0M aHTHOKCH-gaHTHHx CHCTeM Man®e Bcix KgiTHH i opraHiB (Ponkalo, 2012). Horo aHTHOKCHgaHTHa gia n0B'a3aHa 3 nepeHe-ceHHHM cygb^rigpugbHHx rpyn. 3a aKTHBHOCTi rgyTaTio-Hnep0KCHga3H BiH nepeTBoproeTbca Ha gucygb^ig. rgy-TarioHpegyKTa3a nepeBoguTb rgyTaTioH y BigHOBgeHy $opMy (Kava et al., 2012). rgyTari0H-S-TpaHC$epa3a 3gincHroe ge3iHT0KCHKaqiro tokchhhhx cnogyK y rena-ToquTax mgaxoM nepeHeceHHa Ha hhx aTOMiB cipKH.
rxymamioHnepoKcudasa - e ogHHM 3 KgiOHOBHx eH-3HMiB aHTHOKCHgaHTHOi CHCTeMH opraHi3My TBapHH, ochobhoto ^yHKqiero aKoro e pyfeyBaHHa i rnaKTHBaqia nepeKHcy BogHro i rigponepeKHciB (nepoKCHgHHx pagu-KagiB) - tokchhhhx cnogyK khchto. Dl e TeTpaMepoM, ^0 CKgagaeTbca 3 noTupbox igeHTHHHHx c^epu^Hux cyöogHHHqb. Ko®Ha cy6ogHHHqa MicTHTb no 0gH0My aTOMy cegeHy, Ha TeTpaMep e gBa aKTHBHHx GSH-3B'a3yBagbHHx qempiB. 3a 3MeHmeHHa aKTHBHOCTi rn
3HH®yeTbca criÖKicTb opraHi3My go OKHCHroBagbHoro ypa®eHHa, ^o M0®e npH3B0gHTH go po3BHTKy BigbHopa-gHKagbHOi narogorii. ,3,aHHH eH3HM e gBox THniB: cegeH 3age®HHH (rn-I) i cegeH He3age®HHH (rn-II) (Dubinina et al., 1983; Vorobec', 2004). loHag 70% rn g0Kagi3y-eTbca y qHT030gi Ta 25-30% - y MaTpHKci MiroxoHgpiH (Baglaj et al., 2011). ,3,aHHH eH3HM BHaBgeHO y Bcix TKa-HHHax eyKapioT i 6igbm0CTi npoKapioT, y aKHx Big6yBa-roTbca OKHCHi npoqecu.
rgyTaTi0Hnep0KCHga3a 3a6e3nenye 3axHCT MeMÖpaH KgiTHH Big pyHHiBHOi gii nepoKCHgHHx pagHKagiB. ,3,0 Toro ® BOHa KaTagi3ye p03nag nepeKHcy BogHro i okhc-Hroe rgyTaTioH (Kulinskij and Kolesnichenko, 1993; Mohazzab et al.,1999).
rn KaTagi3ye peaKqiro BigHOBgeHHa rgyTaTi0H0M He-ctchkhx opraHiHHHx rigponepoKCugiB, BKgronae rigpone-poKCugu nogiHeHacHHeHHx ®upHHx KucgoT, CTa6igbHi cnogyKH - 0KCHKHcg0TH:
2GSH + ROOH ^ GSSG + ROH + H2O
yci rn , nogiÖHO KaTaga3H , 3gaTHi TaKO® yTHgi3yBa-th nepeKHC BogHro :
2GSH + H2O2 ^ GSSG + 2H2O
TaKO® rn-I 6epe ynacrb y HeHTpagi3aqii nepoKCHHi-TpuTy:
2GSH + ONOO - ^ GSSG + NO + H2O
CnopigHeHicTb rn go H202 BH^a, Hi® y Karaga3H, TOMy nepma e^eKTHBHime npaqroe 3a HH3bKux KOHqeHT-paqiax nepeKHcy BogHro, b toh ®e nac y 3axHCTi KgiTHH OKHCHoro CTpecy, BHKgHKaHoro bhcokhmh KOHqeHTpaqi-aMH H202, KgronoBa pogb Hage®HTb KaTaga3i. B qigoMy ® , rn 3HanH0 Ba®gHBima, Hi® KaTaga3a, TaK aK Karaga-3a 3HaxogHTbca b MiKpocoMax , a rn - b qHT030gi i Mi-ToxoHgpiax , cnopigHeHicTb rn go nepoKCugy BogHro 3HanH0 BH^a, TOMy H202 BHBogHTbca rn. Eh3hm Bigir-pae rogoBHy pogb y Bag0B0My MeTa6ogi3Mi H202. Cnigb-ho 3 T0K0$ep0g0M rn rigponepeKHciB $oc$oginigiB npaKTHHHO noBHicTro npurmnye nOJJ y 6i0MeMÖpaHax (Vishhur, 2006).
rgyTaTioHpegyKTa3Ha / rgyTari0Hnep0KCHga3Ha (rP / rn) CHCTeMa e HaHBa®gHBimHM K0Mn0HeHT0M aHTHOK-CHgaHTHoro 3axHCTy opraHi3My, aKa nigTpuMyroe Ha CTaqi0HapH0My piBHi iHTeHCHBHicTb nepe6iry BigbHopa-gHKagbHoro OKHCHeHHa (Vlasova et al., 1990). 3aBgaKH ^yHKqioHyBaHHro rP / rn CHCTeMH y KgiTHHax ccaBqiB 3a6e3nenyeTbca ge3iHT0KCHKaqia rigponepeKHciB Ta nepeKHciB, aKi e ochobhhm g®epeg0M rigpoKCugbHoro pagHKaga, ^0 yTBoproeTbca b peaKqii OeHTOHa 3a HaaB-HOCTi ioHiB Fe2+.
rnymamionpedyKmasa - eH3HM Kgacy OKCugopegyK-Ta3, ^0 KaTagi3ye BigHOBgeHHa OKHCHeHoro rgyTaTioHy. rP mupoKO nomupeHHH ^gaBiHOBHH eH3HM, aKHH nigT-puMye BHCOKy BHyTpimHbOKgiTHHHy KOHqeHTpaqiro GSH, Karagi3ye o6opoTHe NADP^H - 3age®He BigHOBgeHHa GSSG 3 yTBopeHHaM gBox MogeKyg GSH (Guberuk et al., 2012).
GSSG + NADP-H + H + ^ 2GSH + NADP
rP MicTHTbca, b 0CH0BH0My, b po3HHHHin nacTHHi KgiTHHH.
rgyTarioHpegyKTa3a Mae BHCOKy cnequ^inHicTb go rgyTarioHy, npoTe 3 HH3bK0ro mBHgKicTro M0®e KaTagi-3yBaTH BigHOBgeHHa hh3kh rnmux cnogyK, ^0 MicTaTb gucygb^igHi 3B'a3KH, i KpiM ochobhoi, rgyTaTi0HBigH0B-groBagbHOi aKTHBHOCTi 3gaTHa npoaBgaTH TpaHcrigpore-Ha3Hy, egeKTpoHTpaHC$epa3Hy i gia$opa3Hy aKTHBHOCTi, xona i b 3HanH0 MeHmoMy CTyneHi (Bjelenichev et al., 2002).
rgyTaTioHpegyKTa3a aBgae co6oro gHMep i3 MogeKy-gapHoro Macoro 105 K^,a, ^0 CKgagaeTbca 3 gBox igeHTH-hhhx cy6ogHHHqb, K0®Ha 3 aKHx MicTHTb hothph CTpyK-TypHHx goMeHH. Cy6ogHHHqi n0B'a3aHi Mi® co6oro gu-cygb^igHHM 3B'a3K0M, ^0 e qeHTpoM CHMeTpii MogeKygu rgyTaTioHpegyKTa3H. Ko®hhh noginenTugHHH gaHuror MicTHTb ogHy MogeKygy FAD, 30% - agb^a-cnipagbHHx gigaHOK i 30% 6eTa-CKgagnacTHx CTpyKTyp (Vlasova et al., 1990).
Ha ogHin CTopoHi ko®hoi cy6ogHHHqi y CKgagi FAD - goMeHa 3HaxogHTbca FAD - 3B'a3yBagbHa gigaHKa, a Ha npoTHge®Hin b CKgagi NADPH - goMeHa - gigaHKa 3B'a3yBaHHa NADPH. 3a qux yMOB gigaHKH 3B'a3yBaHHa gHHyKgeoTHgiB 3a6e3nenyroTb MaKCHMagbHe 36gu®eHHa $yHKqi0HagbH0 aKTHBHHx ^gaBiHOBux i HiKOTHHaMigHHx nacTHH MogeKyg K0eH3HMiB y rgu60KiH KumeHi, Togi aK ageHigoBi 3agumKH p03Tam0ByroTbca 330BHi i BiggageHi ogHH Big ogHoro Ha BigcTaHb 2,9 hm (Bjelenichev et al., 2002). r.fflygbq npunycKae, ^0 gHHyKge0Tug3Ba3yBa-
льш домени молекули глутатюнредуктази утворю-ються в результатi душлкацй гена , тобто еволюцiйно спорщнеш (Vlasova et al., 1990; Bjelenichev et al., 2002).
Глутатюнтрансферази вщносять до ензимiв, як1 нейтралiзують токсичний вплив рiзниx пдрофобних i електрофiльниx сполук шляхом ix кон'югацп з вщно-вленим глутатiоном. Даний ензим локатзований пе-реважно в цитозолi клггин. Основна функцiя глутать онтрансферази - захист клтшн вiд ксенобiотикiв та продукпв ПОЛ за допомогою ix ввдновлення, приед-нання до субстрату молекули глутатюну або нуклео-фтного замiщення пдрофобних груп (Bjelenichev et al., 2002):
ROOH + 2GSH ^ ROH + GSSG + H2O R + GSH ^ HRSG RX + GSH ^ RSG + HX [ ]
ГТ здатш ввдновлювати гiдропероксиднi-групи окиснених фосфолшщв безпосередньо в мембранах без i'x попереднього фосфолшвдного гiдролiзу вшьни-ми жирними кислотами. Цей ензим кон'югуе з глута-тiоном токсичш продукти ПОЛ i таким чином сприя-ють i'x виведенню з оргашзму (Bjelenichev et al., 2002). Саме таким чином, ГТ е важливим компонентом ан-тиоксидантного захисту, особливо ввд ендогенних метаболiтiв, що утворюють пiсля окиснювального стресу.
Глутатюнтрансферази вщграють важливу роль в ендогенному метаболiзмi: вони пов'язують i транспо-ртують жовчевi кислоти, бiлiрубiн, захищають орга-нiзм вiд окиснювального стресу шляхом вщновлення гiдропероксидiв жирних кислот i нуклеотидiв. Глута-тiонтрансферази беруть участь в утворенш та метабо-лiзмi гормонiв (простаглаидинiв, лейкотрiенiв, естро-генiв) (Vishhur, 2006).
Розрiзияють глутатюнтрансферази, як взаемодь ють з катюнами (у печiнцi, нирках та кишечнику) i анiонами (головний мозок, легеш. селезiнка, еритро-цити, плацента). Залежно ввд специфiчностi субстрату також розрiзняють глутатiонтрансферазу, яка взаемо-дiе з алкенами, епоксидами, алкiленами, арилами, алканами, ентеротоксинами. Максимальна концент-рацiя глутатюнтрансферази виявлена в печiнцi (Bjelenichev et al., 2002). В основному глутатюнтрансферази локалiзованi в цитозолi i ендоплазматичному ретикулумi, але також виявляються в ядрах i мггохон-даях.
Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа - пусковий ензим пентозофосфатного циклу окиснення вуглеводiв. Для вцщовлення окисненого глутатюну ГР в якосп донара водню використовуеться NADPH, який утво-рюеться в пентозофосфатному циклi (Bjelenichev et al., 2002). Ензим, що кататзуе початкову реакцш пентозофосфатного циклу: вщновлення глюкозо-6-фосфату в 6-фосфоглюконат. Вона складаеться з двох титв субодиниць , як1 утворюються з 479 амшокис-лотних залишк1в та мають один i той же СООН -кшцева дiлянка, але рiзнi NH2 - кiнцi. Ц субодиницi розрiзняються за довжиною i послiдовнiстю амшоки-слот. Реакцiю, яку каталiзуе Г-6-ФДГ, з кiнетичноi
точки зору можна розглядати як двосубстратну реак-щю, що протiкае за участю субстрату i коензиму, який виконуе роль другого субстрату. Ензим дуже сильно шпбуеться NADPH i ATP, за типом конкурентного шпбування (Bjelenichev et al., 2002).
Глюкозо-6-фосфатдепдрогеназа - ензим цитопла-зми, який входить до шляху перетворення глюкози, що забезпечуе утворення клiтинного NADPH з NADP +. NADPH необхщний для пвдтримки рiвня вiдновле-ного глутатюну в клггаш, синтезу жирних кислот i iзопреноiдiв.
Г-6-ФДГ - ензим обм^ вуглеводiв, велика к1ль-шсть ензиму мiститься в еритроцитах. За ввдсутносп Г-6-ФДГ в еритроцитах вщбуваеться порушення функцiонуваиня гемоглобiну. Вроджений дефщит Г-6-ФДГ еритроцитiв в1дноситься до поширених спад-кових аиомалiй (ензимопатш) i проявляеться клiнiчно у виглядi гемолiтичноi анемй (Bjelenichev et al., 2002).
Супероксиддисмутази - металовмюш ензими, яш каталiзують реакцiю iнактивацii тобто дисмутацп супероксидних радикалiв. Як правило, ензими, що володшть СОД-активнiстю знаходяться всерединi клiтини (Dubinina et al., 1983).
Мехашзм ду супероксиддисмутази можна пред-ставити за схемою (E-Cu2 +-ензим):
Вiн е основним ¡з ензимiв внутрiшньоклiтинного аитирадикального захисту аеробних органiзмiв, ката-лiзуе реакцiю дисмутаци супероксидних радикалiв з утворенням перекису водню i кисню, i таким чином бере участь у регуляцп вiльно радикальних процеав у живих клiтинаx на початковш стадil. СОД мае калька iзоензимниx форм. СОД е внутрiшньоклiтинним ен-зимом i в мiжклiтинниx рщинах (лiмфа, плазма, сино-вiальна рщина) швидко руйнуеться (Duh and Vovk, 2010).
Супероксиддисмутаза в кровi умовно дшиться на iзоензими i часто називаеться металоензимом, розрiз-ияють три форми: Fe-, Zn-Cu- та Mn-залежиi СОД. Метали виконують каталiтичну функцiю, яш посл!до-вно в1дновлюються i окиснюються в активному цент^ ензиму (Cehmistrenko, 1999).
Незважаючи на високу специфiчнiсть, у певних умовах СОД може взаемодiяти з перекисом водню i виступати як прооксидаит, iнiцiюючи утворення супероксидного анюну i пдроксильного радикалу. Важ-ливо вiдзначити, що як зниження, так i тдвищення активностi СОД е причиною розвитку патолопчних процесiв. У першому випадку внаслiдок недостатньо-го захисту в1д активних форм кисню, у другому - в результап посилення цитотоксично! дй перекису водню, що утворюеться в результатi дисмутацil супероксиду (Bjelenichev et al., 2002).
Супероксиддисмутаза в кровi як первинний антио-ксидант пiдтримуе та контролюе рiвень вiльниx ради-калiв i таким чином створюе умови нормального ви-користання кисневого середовища органiзму. ^¡м того СОД успiшно деактивуе один з найнебезпечш-
ших для клггин токсишв - АФК, тобто активш форми кисню. Шсля розпаду АФК утворюються перекис водню, який здатний пошкодити супероксиддисмута-зу (И молекули), з ще! причини СОД завжди функцю-нуе разом i3 каталазою. Каталаза досить швидко роз-щеплюе шквдливу для СОД перекис на воду i кисень (Cehmistrenko, 1999).
Супероксиддисмутаза з каталазою та iншими ан-тиоксидантними ензимами захищае органiзм вщ ви-сокотоксичних кисневих радикалiв.
Каталаза - ензим класу оксиредуктаз, що бере участь у дезштоксикацп нерадикально! активно! форми кисню - Н2О2. Хромопроте!д, складаеться з чоти-рьох гдентичних субодиниць з молекулярною масою 62 000. Каталiзуе розкладання H2O2 до води i кисню (Bjelenichev et al., 2002; Nazaruk et al., 2015).
Молекула каталази складаеться з 4-х субодиниць, кожна мютить гем, який входить до складу активного центру i пов'язаний з молекулою NADPH. До активного центру йде вузький канал, який запобтае прони-кненню значно великих молекул, шж H2O2. За дисоць ацii субодиниць каталаза втрачае свою активнiсть. До активного центру каталази входить тривалентне заль зо, протопорфiрин, який взаемодiе з перекисом водню за каталазним, або за пероксидазним механiзмом,
залежно вгд концентраци субстрату (Bjelenichev et al., 2002; Nazaruk et al., 2016).
Ензим, локалiзований переважно в пероксисомах клггин. Велика молекулярна маса ензиму перешко-джае його проникненню через клгшнну мембрану (Bjelenichev et al., 2002). Розкладання Н2О2 каталазою здiйснюеться у два етапи.
CAT + Н2О2 ^ CAT - Н2О2 CAT - Н2О2 + Н2О2 ^ CAT + 2Н2О + О2
За цих умов в окисненому станi каталаза працюе i як пероксидаза, яка каталiзуе окиснення спирав або альдегiдiв:
CAT - Н2О2 +> CHOH ^ CAT + 2Н2О +> C = O
Каталп'ична швидк1сть каталази досить висока i складае приблизно 45 тис. молекул H2O2 за секунду. Найбшьша концентрацiя каталази у печiнцi. У пероксисомах гепатоцилв частина каталази становить 40% всГх бшшв, також висока ii концентрацiя в мггохонд-рГях i ендоплазматичному ретикулумi.
Система антиоксидантного захисту оргамзму (Zavijs'kyj, 2005)
Таблиця 1
№ п/п Компонента САЗ Бiоорганiчна сполука БюшмГчт ефекти
1. Глутатюн Трипептид: у-глутамшш-цистешш-глщин Знешкодження ОП: перенесення водню в пероксидазних i редуктазних реакцях.
2. Ензими Глутатiонпероксидаза Глутатiонредуктаза Глюкозо-6-фосфат- депдро- геназа Каталаза Пероксидази Супероксиддисмутаза КаталГзуе реакцп взаемодп глутатюнуз пдропероксидом. КаталГзуе реакцп зворотнього вщновлення глутатюну. Генератор NADPH для функцюнування глутатюнредук-тази. КаталГзуе розщеплення пероксиду водню. КаталГзують руйнування пероксиду водню. КаталГзуе реакцп знешкодження пероксидних сполук.
3. Вггамши а-токоферол (вггамш Е) Ретинол (вггамш А) L-аскорбгнова кислота (вггамш С) Рутин (вiтамiн Р) Шкотинамщ (вiтамiн РР, вггамш В5) Бютин (вггамш Н) Шридоксин Щанокобаламш (вггамш В12) 1нпбггор вшьних радикалгв; стабшзаця бюлопчних мембран (протидГя !х перекисному окисненню); захист селену вщ окиснення; участь в синтезГ убГхгнону. Акцептор перекисних радикалш; участь в синтезГ L-цисте!ну (активного компонента глутатюну). Активатор каталази; участь в окисно-вГдновних реакць ях в оргашзмц регенеращя вГдновлено! форми Fe. Захист вггамшу С вщ окиснення. У складГ NADP та NADPH забезпечуе каталпичну д1я-льшсть глутатюнредуктази. Перехоплення пдроксильних радикалш. Перехоплення (акцептор) пдроксильних груп. Синтез ретинолу з провггамшш (а-, ß- i у- каротишв).
4. Вiтамiно-подiбнi речовини УбГхГнон а-лгпоева кислота Перенесення атомгв водню ввд депдрогеназ системи ß-окиснення жирних кислот. Знешкодження оргашчних пероксидгв.
5. Метали-мжро-елементи Селен (Se) Ферум (Fe) Купрум (Си) Активатор ГПО. Активатор каталази, пероксидаз. Активатор мщьоксидази i СОД; стимулящя засвоення Fe i Мп. Активатор пероксидази i СОД; стимуляц1я засвоення Мп. Активатор каталази; участь в депонуванш в тканинах вггамшш А, С, РР i синтезГ вггамшу В6; стимулящя засвоення Fe, Мп. Стимулящя бюлопчних ефектгв вггамщв А, Е, С.
Цинк (2п) Кобальт (Со) Марган (Mn)
Ефективне функцюнування АОС забезпечують також вйтамйни (А, Е, С, Р, РР, Н, В6, В12), вйтамйноподй-бнй речовини (убйхйнон, лйпоева кислота), а також окремй мйкроелементи-метали (селен, купрум, кобальт, ферум, цинк i марган) (Bjelenichev et al., 2002; Nazaruk et al., 2016). Механйзми антиоксидантно! дй! окремо взятих вiтамiнiв, вiтамiноподiбних речовин та мйкроелементйв зумовленi особливостями !х хiмiчноi структури, а також специфйкою участi в процесах метаболiзму. Про роль вйтамшйв i вiтамiноподiбних речовин у забезпеченнй нормально! роботi АОС вка-зують наступнi факти.
Ытамгн А е потужним акцептором перекисних ра-дикалiв, що пов'язано i3 його здатнiстю активно пере-хоплювати пероксиднi сполуки (Bjelenichev et al., 2002; Leshovs'ka et al., 2007; Nazaruk et al., 2016). Ан-тиоксидантнi ефекти даного вiтамiну мають також i опосередкований характер, оскйльки ретинол, як ведомо, бере активну участь у синтезi сйрковмйсних амйно-кислот в органiзмi, зокрема L-цистешу. Oстаннiй е, водночас, структурним компонентом глутатiону i, завдяки наявностй у ii складi функцiонально високоак-тивно! сульфгiдрильноi групи - визначальною в реалй-зацii його антиоксидантних ефектiв. Характеризуючи антиоксидантнi властивостi ретинолу, слад згадати i про його природнй харчовi попередники тобто провй-тамiни А - а-, в- i у-каротини, з яких в у клйтинах печiнки синтезуеться вйтамйн А. Стимулятором бйоло-гiчних у тому числй i антиоксидантних ефектйв ретинолу е йони маргану, а йони кобальту сприяють депо-нуванню вiтамiну А у тканинах (Bjelenichev et al., 2002).
Вггамш А бере активну участь в окисно-вйдновних процесах, регуляцй синтезу бйлкйв, сприяе нормальному обмйну речовин, функцй клйтинних i субклйтин-них мембран. Крйм того, вiдiграе важливу роль у фор-муваннй исток i зубйв, а також жирових вйдкладень. До того ж необхiдний для росту нових клйтин, сповй-льнюе процес старйння (Guberuk et al., 2015).
Синтез вйтамшу А вйдбуваеться в ентероцитах i ре-гулюеться ензимом в-каротин-15,15-диоксигеназою, на активнйсть остаиньо!, а вйдповйдно i швидйсть трансформацй каротиноiдiв у вйтамш А, впливае йн-ший ензим слизово! оболонки кишечника - NADP (Bjelenichev et al., 2002).
Вггамш А бере участь у процесах обмйну речовин оргашзму: синтез бйлка родопсину, нукле'нових кислот i бйлкйв, зокрема, бйлкйв сироватки кровй (Popyk, 2012). За виникнення А-вйтамйнозу гальмуеться синтез альбумйнйв у печйнцй, послаблюеться включення амйнокислот у бйлки. Ретинол необхйдний для нормального обмйну лйпйдйв. У мйтохондрйях печйнки, за дефйциту цього вйтамйну, знижуеться вмйст лйпйдйв i фосфолйпйдйв, ненасичених жирних кислот за одноча-сного збйльшення холестеролу i триглйцеролйв (Bjelenichev et al., 2002; Leshovs'ka et al., 2005; Gromova and Rebrov, 2007).
Ытамгн E (токоферол) охороняе вггамш А вйд окиснення як в кишечнику, так i в тканинах. Якщо е нестача вйтамшу Е, то вйтамш А не буде засвоюватись у вйдповйднйй к1льк1сть, i тому цй два вггамйни потрйб-
но приймати разом (Danchenko, 2002; Bilash et al., 2011).
Механйзм фармакологйчно! дй! вйтамйну Е полягае у тому, що вйн запобйгае окисненню жирйв, жирних кислот та стеринйв. Антиоксидантна дйя вйтамйну збе-рйгаеться за високих концентрацш активних форм кисню (Evstigneeva, 1998; Droshnev et al., 2005). Вйтамйн Е стабйлйзуе клйганнй мембрани та внутрйклйтинш утворення, що е необхйдною передумовою захисту ядерного хроматину та ДНК вйд руйнйвно! дй вйльних радикалйв (Duh and Vovk, 2009).
Найбйльшою антиоксидантною активнйстю воло-дйють a- та g-токофероли, причому антирадикальна активнйсть е вищою для a-токоферолу, а антиоксидантна - g-токоферолу. a-токоферол володйе 60% анти-радикальноi дй всйх жиророзчинних ендогенних анти-оксидантйв (Bjelenichev et al., 2002). Крйм антирадика-льно! дй, a-токоферол мае також здатнйсть стабйлйзу-вати мембрани i утворювати комплекси з жирними кислотами, якй сприяють до пйдвищення стййкостй мембран до вйльнорадикального окиснення (Kurtjak and Janovych, 2006). Крйм стабшзуючой' дй! мембран, вйтамйну Е притаманна також геномозахисна активнйсть, виходячи з наведених вище даних про значну кйлькйсть щей' сполуки у ядрй клйтини та у складй ядерного хроматину (Bjrneboe et al., 1990). Згйдно даних лйтератури було доведено, що як за умов in vitro, так i in vivo цей антиоксидантний вггамш спричиняе знач-ний вплив нормалйзацй та здййснювати корекцйю на структурно-функцйональну органйзацйю ядерного хроматину, ушкодженого внаслйдок дй! вйльних радикалйв та продуктйв перекисного окиснення лйпйдйв (Gromina, 2001). Зокрема, у дослйдах in vitro було доведено, що екзогенний коротколанцюговий a-токоферол, взаемодйочи з елементами ядерного мат-риксу клйтин печйнки йнтактних та отруених тетрахло-ретаном щурйв, сприяе значному пйдвищеню у ньому тотально! ДНК-полймеразно! активностй (Gromina,
2001). Правдоподйбно, цей ефект лежить в основй доступностй сайтйв-мйшеней на молекулах ДНК та бйлкйв ядерних структур для нормалйзуючо! взаемодй! з a-токоферолом.
Ытамт С будучи могутнйм антиоксидантом, обе-рйгае органйзм вйд бактерйй i вйрусйв, володйе протиза-пальною i протиалергййною дйею, змйцнюе ймунну систему i пйдсилюе вплив йнших антиоксидантйв, таких як селен i вйтамйн Е (Bjelenichev et al., 2002; Staryk et al., 2012). Також вйтамйн С впливае на синтез ряду гормонйв, у тому числй антистресових, регулюе проце-си кровотворення i нормалйзуе проникнйсть капйлярйв, бере участь у синтезй бйлка колагену, який необхйдний для росту клйтин, тканин, кйсток i хрящйв органйзму, покращуе здатнйсть органйзму засвоювати кальцйй, виводить токсини, регулюе обмйн речовин (Gultekin et al., 2001; Gutyj, 2015).
Антиоксидантнй властивостй вйтамйну С реалйзу-ються в органйзмй двома шляхами (Bjelenichev et al.,
2002). Перший шлях зумовлений тим, що аскорбйнова кислота, активно впливае на перебйг бйльшостй окис-но-вйдновних реакцйй, е потужним балансстабйлйзува-льним модулятором метаболйчних процесйв у тканинах органйзму. Другий шлях антиоксидантной' дй' вйта-
мшу С реалГзуеться в опосередкованш учасп вгташну в руйнуванш пероксиду водню i пов'язаний ¡з досить сильним cтимулювальним впливом на каталазну ак-тившсть (Gunchak et al., 2010).
Позитивна дгя аскорбшово! кислоти на актившсть каталази зумовлена конфпуращею активного центру цього ензиму. Каталаза належить до категорп ферум-вмГсних ензимГв (Fe2 -Fe3 ), а антиоксидантна дгя аскорбшово! кислоти реалГзуеться завдяки активнш учасп цього виашну в процесах регенерацп вщнов-лено! форми феруму на шляху знешкодження в орга-шзмГ високоактивно! молекулярно! структури (Fe3+-O). Антиоксидантш ефекти виашну можуть виявля-тися i опосередкованим чином через його позитивний вплив на метаболГзм феруму в оргашзмГ тварин, зок-рема - стимуляцш процеав засвоення цього металу шляхом створення оптимальних умов для його всмок-тування у травному каналг Слгд зазначити, що йони маргану шдсилюють бюлопчш ефекти впашну С, а йони кобальту сприяють !! депонуванню в тканинах Gromova and Rebrov, 2007).
За наявносл вгдповгдно! шлькосл вгтамшу С знач-но збшьшуеться стшшсть вгтамшГв A, E, B1, B2, фоль ево! та пантеноново! кислот. Шсля застосування ан-тиоксиданпв впашну Е i селену разом з вггамоном С посилюеться !х дГя.
Вгтамгн Р вцщосять до речовин, як не синтезу-ються в оргашзмГ, тому вш повинен надходити з кормом. У кишечнику, розчинившись у водг флавоно!ди швидко всмоктуються у кров. Антиоксидантна дГя вгтамшу Р тобто рутину, реалГзуеться, аналопчно вгтамшу С, шляхом його прямого регуляторного впливу на перебГг багатьох окисно-вгдновних реакцш в оргашзмг З ¡ншого боку, вггамш Р е досить ефекти-вним стабшзатором вгтамшу С в оргашзмГ людини: рутин захищае L-аскорбшову кислоту вгд окиснення, зберГгаючи таким чином !! тканинш резерви (Bjelenichev et al., 2002). Це, у свою чергу, сприяе пролонгуванню бюхГмГчних ефекпв, у тому числГ антиоксидантних властивостей вГтамГну С в оргашзмГ людини.
Рутин та кверцетин володшть ефективною антио-ксидантною дГею, так як i вггамш Е (Bjelenichev et al., 2002). Однак на вщмГну вгд останнього вони можуть зв'язуватися з ¡онами металГв i надавати ще вираже-шшу захисну дш. Наприклад, комплекс «рутин плюс ферум» у п'ять разГв актившше самого рутина. Саме таким чином, щ сполуки е захисниками клгтин оргаш-зму. Тому що перешкоджають руйшвному впливу шкгдливих окиснених речовин, зберГгають молодють оргашзму, змщнюють ¡муштет, попереджають виник-нення рГзних хвороб (Gutyj, 2013).
Селен - бюлопчно активний мжроелемент, що входить до складу ряду гормошв i ензимГв. Виробляе глутатюнпероксидазу, яка сприяе тдтримш антиок-сидантно! активносп за цих умов нейтралГзуе вшьш радикали. Вкрай важливий для утворення бшшв в оргашзмГ, шдтримуе нормальну роботу печшки i захист щитоподГбно! залози, змщнюе ¡мунну систему, е компонентом сперми, необхгдний для пгдтримки ре-продуктивно! функцп (Gutyj, 2013).
Мжроелемент селен концентруеться в оргашзмГ, головним чином, у нирках, печшщ, к1стковому мозку, серщ, шдшлунковш залозГ, легенях, шкрГ, шгтях i волоса (Nazaruk et al., 2016).
Селен виконуе так1 функцп в оргашзмг шдсилюе ¡мунгтет оргашзму тобто стимулюе утворення анти-ттл, бГлих кров'яних клгтин, клгтин-шлерГв, макрофа-пв та ¡нтерферону, бере участь у виробленш еритро-цилв. КрГм того е сильним антиоксидантом (переш-коджае розвитку пухлинних процесГв i старшня оргашзму, нейтралГзуе i виводить чужорщш речовини, активуе вггамш Е) (Bilash et al., 2011). До того ж зни-жуе ризик розвитку серцево-судинних захворювань; запобГгае м'язову дистрофш серця, нейтралГзуе ток-сини, стимулюе синтез гемоглобГну, бере участь у виробленш еритроципв; запобтае i призупиняе роз-виток злояшсних пухлин. КрГм того входить до складу бшьшосп гормошв, ензимГв i деяких бшшв; стимулюе процеси обмГну речовин в оргашзмц захищае оргашзм вш токсичних проявГв гщрГрпуму, кадмш, плюмбуму, талш та аргентуму; стимулюе репродук-тивну функцш (входить до складу сперматозощв); зменшуе гострий розвиток запальних процеав; стабь лГзуе роботу нервово! системи; нормалГзуе роботу ендокринно! системи (Mel'nychuk et al., 2003).
Селен е одним ¡з найпотужшших антиоксидантГв, основна функщя якого - ¡нгГбування процесу переки-сного окиснення лГпГдГв (Velychko, 2014). Вш захищае клГтини вГд руйшвно! дГ! вГльних радикалГв, сприяе утворенню антитГл, бГлих кров'яних тГлець, «Клгтин-Убивць», як1 знищують бактерй' i рак. Забезпечуе утворення макрофагГв, ¡нтерферону (найважливГшого противГрусного бГлка), запобГгае гепатиту, важких ¡нфекцГйних захворювань (Khariv et al., 2016; Martyshuk et al., 2016).
Антиоксидантш властивостГ селену виявляються на шляху активацй' одного з ключових ензимГв системи функцюнування глутатГону - глутатГонпероксида-зи. За недостатностГ цього металу в оргашзмГ порушу-еться утворення активно! форми глутатюнпероксида-зи, що, у свою чергу, супроводжуеться суттевими перебоями в робоп всГе! глутатГоново! системи (Bilash et al., 2010; Gutyj, 2013).
Цинк е одним ¡з життево важливих мГкроелементГв для правильного функцюнування ¡мунно! системи. ВГн бере участь у метаболГзмГ жирних кислот. Як сильний антиоксидант, захищае органГзм вщ руйнГв-но! дй' вГльних радикалГв (Kropyvka, 2010). Цинк, володГючи сам по собГ антиоксидантними властивос-тями, входить до складу антиоксидантного ензиму супероксиддисмутази (Sen'kiv, 2008). ВГн також необ-хГдний для пГдтримання нормального рГвня вГтамГну Е у кровГ та сприяе абсорбци вГтамГну А. 1ншою важли-вою функцГею цього мшералу е пГдтримка нормально! функцп залоз внутрГшньо! секрецГ! та ¡мунГтету (Danchuk et al., 2001).
Убгхгнон вщграе важливу роль у процесах синтезу енергп в органГзмГ, бере участь в окисно-вГдновних реакцГях в оргашзмГ, нормалГзуе обмГн речовин в ор-ганГзмГ, регулюе рГвень холестеролу, необхГдний для розвитку ембрГону, вГдновлюе антиоксидантну актив-нГсть вГтамГну Е (Bjelenichev et al., 2002).
О
CRO
сн3о
cr
сн3
CR—СН=С—CR
H
о
Також слйд вйдзначити, що убйхйнон сприяе утво-ренню еритроцитйв, стимулюе процес кровотворення, вйдйграе важливу роль у процесй скорочення серцевого м'яза i роботй скелетной мускулатури (Bjelenichev et al., 2002).
Убiхiнон е единим антиоксидантом, який регене-руеться органiзмом. Як антиоксидант захищае клйтин-нi мембрани, лйпопротейднй частинки i ДНК вйд руйнй-вной дйй агресивних форм кисню. У6йхйнон напряму пов'язують з ефективнйстю роботою ймунной системи i уповйльненням процесiв старiння оргашзму в людей (Bjelenichev et al., 2002).
Церулоплазмш - багатофункцйональний ензим, який у своему складй мйстить купрум. Вйн являе собою глйкопротейд альфа-глобулiновой' фракцй плазми кровй. Згйдно сучасной класифiкацiï церулоплазмiн е куп-румвмйсною оксидазою, яка бере участь у транспорта купруму. Вйн зв'язуе бйльше 95% загальноï кйлькостй купруму, що мйститься в сироватцй кровй. Молекула церулоплазмйну складаеться з 1046 амйнокислотних залишкйв, мйстить близько 8% вуглеводйв i 6-7 атомйв мйдй (Bjelenichev et al., 2002; Gutyj, 2013).
Основна фйзйологйчна роль церулоплазмйну визна-чаеться його участю в окисно-вйдновнювальних реак-цйях. Дйючи як ферроксидаза, церулоплазмйн виконуе найважливйшу роль у регуляцй йонного стану феруму - окисненнй Fe2+ в Fe3+. Це робить можливим вклю-чення феруму в трансферин без утворення токсичних продуктйв феруму. Пйдтримання нормального транспорту i метаболйзму феруму - життево важлива функ-цйя церулоплазмйну. Останнйм часом була доведена його антиоксидантна роль (Bjelenichev et al., 2002). Церулоплазмйн може дйяти як прооксиданти або як антиоксидант залежно вйд рйзних факторйв. За наявно-стй супероксиду, вйн виступае каталйзатором окиснен-ня лйпопротейдйв низькоï щйльностй. На пйдставй ре-зультатйв епйдемйологйчних дослйджень, церулоплаз-мйн розглядаеться як незалежний фактор ризику сер-цево-судинних захворювань (Gutyj, 2013).
Церулоплазмйн е одним з основних антиоксидантйв плазми кровй. Особливйстю даного бйлка е висока стабйльнйсть до токсичноï дй активних форм кисню, що дозволяе йому зберйгати бйологйчну активнйсть в умовах iнтенсивноï генерацй активних форм кисню (Bjelenichev et al., 2002).
Даний бйлок проявляе як специфйчну, так й неспе-цифйчну антиоксидантну активнйсть. Специфйчна активнйсть, пов'язана зй зниженням рйвня активних метаболйтйв кисню, може бути реалйзована за декйль-кома шляхами. У плазмй кровй церулоплазмйн окиснюе Fe2+ до Fe3+, пйсля чого окисненй йони феруму зв'язу-ються з трансферрином й транспортуються в гепато-цити i ретикулоцити (Bjelenichev et al., 2002).
Окиснення залйза церулоплазмйном, на вйдмйну вйд
т—i 2+
неензимного окиснення Fe за наявностй оксигену, не супроводжуеться утворенням супероксидного анйон-радикала, який е пусковим продуктом вйльнорадика-льних реакцйй та процесйв перекисного окиснення лйпйдйв. Саме тому, в окисних реакцйях за участю йо-нйв феруму церулоплазмйн виявляеться антиоксидан-том (Bjelenichev et al., 2002). Церулоплазмйн мае здат-нйсть знешкоджувати супероксиднй анйон-радикали. Неспецифйчна антиоксидантна активнйсть церулопла-змйну обумовлена утворенням комплексних сполук йз купрумом.
Отже, однйею з важливих захисних систем органйзму е система антиоксидантного захисту. Вона пйдт-римуе оптимальний рйвень окисно-вйдновних проце-сйв та забезпечуе максимальну нейтралйзацйю побйч-них продуктйв перекисного окиснення лйпйдйв.
Бiблiографiчнi посилання
Akymyshyn, M.M., Kuz'mina, N.V., Sachko, R.G. (2014). Aktyvnist' enzymiv antyoksydantnogo zahystu v reproduktyvnyh organah koriv za normy ta patologii'. Nauk. visnyk LNUVMBT im. S.Z. G'zhy-c'kogo. L'viv. 16, 2(59), 3-9 (in Ukrainian). Antonjak, G.L., Babych, N.O., Sologub, L.I. (2000). Utvorennja aktyvnyh form kysnju ta systema antyoksydantnogo zahystu v organizmi tvaryn. Biologija tvaryn. 2(2), 34-43 (in Ukrainian). Baglaj, O.M., Murs'ka, S. D., Gutyj, B.V., Gufrij, D.F. (2011). Systema antyoksydantnogo zahystu ta perekysne okysnennja lipidiv organizmu tvaryn. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 13, 4(2), 3-11 (in Ukrainian). Baraboj, V.A., Shestakova, E.N. (2004). Selen: biolog-ichna rol' ta antyoksydantna aktyvnist'. Ukr. biohim. zhurn. 76(1), 23-32 (in Ukrainian). Bilash, Ju.P., Cisaryk, O.J., Vudmaska, I.V. (2011). Bio-himichnyj profil' plazmy krovi vidgodivel'nyh bugajciv za riznogo vmistu selenu i vitaminu E u ra-cioni. Naukovyj visnyk LNUVMBT imeni S.Z. G'zhyc'kogo. 13, 4(50), 35-38 (in Ukrainian). Bilash, Ju.P., Didovych, A.P., Vudmaska, I.V. (2010). Vplyv kil'kosti selenu i vitaminu E u racioni koriv na zhyrnokyslotnyj sklad moloka. Naukovyj visnyk LNUVMBT imeni S.Z. G'zhyc'kogo. 12, 3(45), 8-13 (in Ukrainian).
Binkevych, V.Ja., Gutyj, B.V., Mykytyn, L.Je., Novotni, F., Lesho, B. (2012). Biohimichni funkcii' helatnyh z'jednan' mikroelementiv u organizmi tvaryn. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 14, 2(3), 3-7 (in Ukrainian). Bjelenichev, I.F., Kovalenko, S.I., Dunajev, V.V. (2002). Antyoksydanty: suchasne ujavlennja, perspektyvy stvorennja. Liky. 1, 25-29 (in Ukrainian). Bjelenichev, I.F., Levyc'kyj, E.L., Guns'kyj, Ju.I. (2002). Antyoksydantna systema zahystu organizmu: ogljad. Suchasni problemy toksykologii'. 3, 5-17 (in Ukrainian).
Bjelenichev, I.F., Levyc'kyj, Je.L., Kovalenko, S.I. (2002). Antyoksydantna systema zahystu organizmu (ogljad). Sovremennue problemu toksykologyy. 3, 2931 (in Ukrainian).
Bjrneboe, A., Bjrneboe, G.E., Drevon, C.A. (1990). Absorption, transport and distribution of vitamin E. J. Nutr. 120(3), 233-242 (in Russian).
Cehmistrenko, S.I. (1999). Ontogenetychni zminy aktyvnosti superoksyddysmutazy v organah travlennja kurchat. Visn. Bilocerkiv. derzhagrar. un-tu. 8(2), 189-194 (in Ukrainian).
Danchenko, G.V. (2002). Novi aspekty mehanizmu biologichnoi' dii' vitaminu E, jogo aktyvnyh metabolitiv ta pohidnyh. Ukrai'ns'kyj biohimichnyj zhurnal. 74(4), 8-12.
Danchuk, V.V. (2001). Aktyvnist' systemy antyoksydant-nogo zahystu ta zhyrnokyslotnyj sklad membran ery-trocytiv u svynej rann'ogo viku. Peredgirne ta girs'ke zemlerobstvo i tvarynnyctvo. 43(II), 52-58 (in Ukrainian).
Danchuk, V.V., Snityns'kyj, V.V., Smoljaninov, K.B. (2001). Intensyvnist' syntezu lipidiv ta aktyvnist' antyoksydantnyh fermentiv u legenjah porosjat pid vplyvom cynku. Zb. nauk. prac' Odes'kogo derzh. s.-g. in-u «Agrarnyj visnyk prychornomor'ja». Odesa, 4(14), 33-37 (in Ukrainian).
Droshnev, A.E., Borisova, M.N., Kostromitinov, N.A. (2005). Vlijanie vitamina E na pokazateli perekisnogo okislenija lipidov i antioksidantnoj zashhity u ryb pri stresse. Mizhvidomchij tematichnij naukovij zbirnik «Veterinarna medicina». Harkiv. 1, 395-398 (in Russian).
Dubinina, E.E., Sal'nikova, L.Ja., Efimova, L.F. (1983). Aktivnost' i izofermentnyj spektr superoksiddismutazy jeritrocytov. Lab. delo. 10, 30-33 (in Russian).
Duh, O.I., Vovk, S.O. (2009). Vmist produktiv perekysnogo okyslennja lipidiv i vitaminu E v krovi kurej vzalezhnosti vid rivnja vitaminu A v racioni. Biologichni i tehnologichni aspekty vyrobnyctva ta pererobky produkcii' tvarynnyctva v konteksti jevrointegracii': materialy mizhnarodnoi' naukovo konferencii'. Kamjanec'-Podil's'kyj, 44-45 (in Ukrainian).
Duh, O.I., Vovk, S.O. (2010). Zminy aktyvnosti katalazy, superoksyddysmutazy ta rivnja ceruloplazminu v pechinci kurej i i'hnih embrioniv zalezhno vid ka-rotynoi'div u racioni. Ukr.biohim. zhurn. 82(4), 249250 (in Ukrainian).
Dvinskaja, L.M., Shubin, A.A. (1986). Ispol'zovanie antioksidantov v zhivotnovodstve. L.: Agropromizdat (in Russian).
Evstigneeva, R.P., Volkov, I.M., Chudinova, V.V. (1998). Vitamin E kak universal'nyj antioksidant i stabilizator biologicheskih membran. Biolog.membr. 65(2), 119135 (in Russian).
Gromina, G.A. (2001). Rol' vitaminu E v organizmi tvaryn. Vet. vrach. 3, 40-41 (in Ukrainian).
Gromova, O.A., Rebrov, V.G. (2007). Vitaminy i karcenogenez: mify i real'nost'. Trudnyj pacient. 5(3), 5-13 (in Russian).
Guberuk, V.O., Gutyj, B.V., Gufrij, D.F. (2015). Vplyv Ursovit-ADES ta selenitu natriju na aktyvnist' enzy-
miv glutationovoi' systemy antyoksydantnogo zahystu organizmu bychkiv pry gostromu nitratno-nitrytnomu toksykozi. Visnyk Sums'kogo nacional'nogo agrarnogo universytetu. Serija : Veterynarna medycyna. 1, 151-154 (in Ukrainian).
Guberuk, V.O., Gutyj, B.V., Gufrij, D.F. (2015). Vplyv ursovit-ades ta selenitu natriju na riven' neenzymnoi' systemy antyoksydantnogo zahystu organizmu bychkiv za gostrogo nitratno-nitrytnogo toksykozu. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 17, 1(1), 3-10 (in Ukrainian).
Guberuk, V.O., Gutyj, B.V., Murs'ka, S.D., Gufrij, D.F. (2012). Riven' nefermentnoi' systemy antyoksydantnogo zahystu organizmu bychkiv pry gostromu nitratno-nitrytnomu toksykozi. Biologija tvaryn. 14(1-2), 300-305 (in Ukrainian).
Gultekin, F., Delibas, N., Yasar, S. (2001). In vivo changes in antioxidant systems and protective role of melatonin and a combination of vitamin C and vitamin E on oxidative damage in erythrocytes induced by chlorpyrifos-ethyl in rats. Arch. Toxicol. 75(2), 88-96 (in Russian).
Gunchak, V.M., Gufrij, D.F., Gutyj, B.V., Vasiv, R.O., Hariv, I.I., Homyk, R.I., Guberu, V.O. (2010). Vplyv gostrogo nitratno-nitrytnogo toksykozu na aktyvnist' systemy antyoksydantnogo zahystu ta intensyvnist' perekysnogo okysnennja lipidiv u krovi bugajciv. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 12, 3(1), 35-43 (in Ukrainian).
Gunchak, V.M., Gufrij. D.F., Gutyj, B.V., Vasiv, R.O., Hariv, I.I., Homyk, R.I., Murs'ka, S.D., Guberuk, V.O. (2010). Vplyv nitratu natriju u toksychnyh dozah na systemu antyoksydantnogo zahystu ta perekysne okysnennja lipidiv u krovi bugajciv. Biologija tvaryn. 12(1), 151-158 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2013). Vplyv hlorydu kadmiju u toksychnyh dozah na glutationovu systemu antyoksydantnogo zahystu organizmu bychkiv. Veterynarna bio-tehnologija. 22, 112-116 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2012). Vplyv hlorydu kadmiju na intensyv-nist' procesiv perekysnogo okysnennja lipidivtastan systemy antyoksydantnogozahystu organizmu shhuriv. Visnyk Sums'kogo nacional'nogo agrarnogo universytetu. Serija: Veterynarna medycyna. 7, 31-34 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2013). Riven' pokaznykiv nefermentnoi' systemy antyoksydantnogo zahystu organizmu bychkiv za umov kadmijevogo navantazhennja. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 15, 1(4), 40-45 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2013). Vmist vitaminiv A i E u krovi bychkiv za umov kadmijevoi' intoksykacii'. Visnyk Sums'kogo nacional'nogo agrarnogo universytetu. Serija : Veterynarna medycyna. 2, 31-33 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2013). Vplyv E-selenu na aktyvnist' glutationovoi' systemy antyoksydantnogo zahystu organizmu bugajciv pry kadmijevomu navantazhenni. Visnyk Sums'kogo nacional'nogo agrarnogo
universytetu. Serija: Veterynarna medycyna. 9, 70-73 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2013). Vplyv E-selenu na vmist vitaminiv A i E u krovi bychkiv za umov kadmijevoi' intoksykacii'. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 15, 3(3), 311-314 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2013). Vplyv meveselu na vmist vitaminiv A i E u krovi bychkiv za umov kadmijevoi' intoksykacii'. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 15, 3(1), 78-82 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2013). Vplyv meveselu ta E-selenu na riven' pokaznykiv ne fermentnoi' systemy antyoksydantnogo zahystu organizmu bugajciv pry kadmijevomu navantazhenni. Veterynarna medycyna. 97, 419-421 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2013). Vplyv preparatu «Mevesel» na aktyvnist' enzymnoi' ta neenzymnoi' lanok antyoksydantnoi' systemy organizmu bugajciv za umov hronichnogo kadmijevogo toksykozu. Biologija tvaryn. 15(4), 39-46 (in Ukrainian).
Gutyj, B.V. (2015). Aktyvnist' systemy antyoksydantnogo zahystu organizmu bychkiv za gostrogo kadmijevogo toksykozu. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 17, 1(1), 31-36 (in Ukrainian).
Kava, S.J., Dmytriv, O.Ja., Ivashkiv, R.M. (2012). Aktyvnist' okysnyh procesiv i vyzhyvannja spermii'v bugai'v za dii' vidnovlenoi' formy glutationu. Naukovyj visnyk LNUVMBT imeni S.Z. G'zhyc'kogo. 14, 3(53), 100-103 (in Ukrainian).
Khariv, M., Gutyj, B., Butsyak, V., Khariv, I. (2016). Hematological indices of rat organisms under conditions of oxidative stress and liposomal preparation action. Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University. 6(1), 276-289.
Kropyvka, S.J. (2010). Aktyvnist' fermentiv u krovi telyc' za zgodovuvannja solej selenu, cynku i kadmiju. Naukovyj visnyk LNUVMBT imeni S.Z. G'zhyc'kogo. 12, 3(45), 89-92 (in Ukrainian).
Kulinskij, V.I., Kolesnichenko, L.S. (1990). Biologicheskaja rol' glutationa. Uspehi sovremennoj biologii. 110(1), 20-33 (in Russian).
Kulinskij, V.I., Kolesnichenko, L.S. (1993). Struktura, svojstva, biologicheskaja rol' i reguljacija glutationperoksidazy. Uspehi sovremennoj biologii. 113(1), 107-122 (in Russian).
Kurtjak, B.M., Janovych, V.G. (2006). Vmist vitaminiv A i E ta produktiv perekysnogo okysnennja lipidiv u plazmi krovi koriv pry parenteral'nomu vvedeni tryvi-tu i insolvitu v kinci stijlovogo periodu. Nauk.- tehn. bjul. In-tu biol. tvaryn. 212-214 (in Ukrainian).
Leshovs'ka, N.M., Mamchuk, N.A., Matlah, I.J. (2007). Vplyv vitaminiv A, D3, E, selenu ta interferonu na systemu antyoksydantnogo zahystu ta procesy peroksydnoi' oksydacii' lipidiv u glybokotil'nyh koriv ta i'h teljat. Biologija tvaryn. 9(1-2), 186-189 (in Ukrainian).
Leshovs'ka, N.M., Vishhur, O.I., Sologub, L.I. (2005). Vplyv vitaminiv A, D3, E, selenu ta interferonu na procesy perekysnogo okysnennja lipidiv ta antyoksydantnyj status teljat. NT Bjuleten' In-tu biologii' tvaryn, DNDKI veterynarnyh preparativ ta kormovyh dobavok. 6(1), 73-77 (in Ukrainian).
Martyshuk, T.V., Gutyj, B.V., Vishchur, O.I. (2016). Level of lipid peroxidation products in the blood of rats under the influence of oxidative stress and under the action of liposomal preparation of «Butaselmevit», Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University. 6(2), 22-27.
Mel'nychuk, D.O., Mel'nykova, N.M., Kalinin, I.V. (2003). Vplyv selenu na vmist kadmiju u tkanynah tvaryn : mizhvidomchyj tematychnyj naukovyj zbirnyk «Aktual'ni problemy veterynarnoi' medycyny v umovah suchasnogo vedennja tvarynnyctva». Veterynarna medycyna. Feodosija. 82, 393-395 (in Ukrainian).
Mohazzab, K.M., Agarwal, R., Wolin, M.S. (1999). Influence of glutathioneperoxidase on coronary artery responses to alterations in of PO2 of and of H2O2. J. Physiol. 276(2), 11235-11241.
Nazaruk N.V., Gutyj, B.V., Gufrij, D.F. (2015). Vplyv metifenu ta vitamiksu se na aktyvnist' aminotransferaz syrovatky krovi bychkiv za nitratno-kadmijevogo navantazhennja. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 17, 1(1), 121-126 (in Ukrainian).
Nazaruk, N.V., Gutyj, B.V., Murs'ka, S.D., Gufrij, D.F. (2016). Vplyv metifenu ta vitamiksu Se na riven' vit-aminiv A i E u krovi bychkiv za nitratno-kadmijevogo navantazhennja. Visnyk Sums'kogo nacional'nogo agrarnogo universytetu. Serija Veterynarna medycyna. 6, 27-30 (in Ukrainian).
Ponkalo, L.I. (2012). Intensyvnist' procesiv peroksydnogo okysnennja lipidiv ta aktyvnist' glutationovoi' systemy antyoksydantnogo zahystu u til'nyh koriv ta i'h teljat za dii' novyh imunotropnyh zasobiv u vygljadi liposomal'noi' emul'sii'. Naukovyj zhurnal. Biologija tvaryn. L'viv, 14(1-2), 551-557 (in Ukrainian).
Popyk, I.M. (2012). Vplyv riznyh doz vitaminu A na stan pro- j antyoksydantnoi' system u krovi koropa. Nau-kovyj zhurnal. Biologija tvaryn. L'viv. 14(1-2), 184188 (in Ukrainian).
Sen'kiv, O. M. (2008). Vplyv cynku na aktyvnist' fermentiv antyoksydantnoi' systemy v krovi porosjat pry vidluchenni i'h vid svynomatok. Naukovo-tehnichnyj bjul. 9(1, 2), 58-61 (in Ukrainian).
Staryk, L.I., Gutyj, B.V., Vasiv, R.O., Gufrij, S.D. Murs'ka, D.F. (2012). Vplyv sukupnogo vvedennja pirydoksynu gidrohlorydu z askorbinovoju kyslotoju na biohimichni ta morfologichni pokaznyky krovi by-chkiv pry gostromu nitratno-nitrytnomu toksykozi. Naukovyj visnyk L'vivs'kogo nacional'nogo universytetu veterynarnoi' medycyny ta biotehnologij im. G'zhyc'kogo. 14, 2(1), 306-312 (in Ukrainian).
Vasyliv, O., Gnatush, S. (2011). Vplyv spoluk ferumu ta manganu na vmist glutationu u klitynah sirkovid-novljuval'nyh bakterij Desulfuromonas acetoxidans. Biologichni studii'. 5(1), 5-10 (in Ukrainian).
Velychko, V.O. (2014). Rol' mikroelementiv u formuvan-ni systemy antyoksydantnogo zahystu porosjat pry stresovyh stanah. Nauk. visnyk LNUVMBT im. S.Z. G'zhyc'kogo. L'viv. 16, 2(59), 57-63 (in Ukrainian).
Vishhur, O.I. (2006). Vplyv preparatu «Antoksan» na procesy perekysnogo okysnennja lipidiv ta gluta-tionovu systemu antyoksydantnogo zahystu porosjat pislja vidluchennja vid svynomatok. Veterynarna biotehnologija. Bjuleten' IVM UAAN. K. : Agrarna nauka, 9, 32-42 (in Ukrainian).
Vlasova, S.N., Shabunina, E.I., Pereslegina, I.A. (1990). Aktivnost' glutationzavisimyh fermentov jeritrocitov
pri hronicheskih zabolevanijah pecheni u detej. Lab. delo. 8, 19-22 (in Russian).
Vorobec', N.M. (2004). Glutationperoksydaza aktyvnist' roslyn za dii' ioniv svyncju. Nauk.- tehn. bjul. In-tu biol. tv. UAAN. 5(1-2), 111-114 (in Ukrainian).
Zavijs'kyj, Ju. (2005). Antyoksydanty i antyoksydantna systema organizmu ljudyny. Visnyk Prykarpats'kogo nacional'nogo universytetu imeni Vasylja Stefanyka. Serija biologija. 5, 107-118 (in Ukrainian).
Стаття надiйшла до редакцН 5.09.2016
