Szabó Csaba

Kamikáze molekulák: A szabadgyökök befolyásolása a C-vitamintól a Viagráig

Visszatérve a mitokondriumokra: Mint ahogy Szent-Györgyi és később Krebs megfigyelték, a mitokondriumokban lassú égés zajlik és elektronok transzportja folyik végeredményben oxigénmolekulákra, tehát víz képződik.

Animáció: Szabadgyökök az elektrontranszportban

Mindezek a folyamatok fenntartanak egy elektrokémiai potenciálkülönbséget a mitokondrium membránján, és ezt a potenciálkülönbséget használja fel az ATP-szintetáz molekula, hogy ATP-t termeljen, amely a sejt egyik fő energiaraktára. A folyamat azonban nem működik tökéletesen. Ezért az elektrontranszportban végigmenő elektronok egy része nem fut végig a transzportláncon, hanem ehelyett "lecsorog" a transzportrendszerről, és ezáltal szuperoxid szabadgyök termelődik. Mindezen folyamatok normális sejtekben is zajlanak, ahol becslések szerint az oxigén 1-3 %-ából nem víz, hanem szuperoxid gyök keletkezik.

Cukorbetegségben, amikor a magasabb vércukorszint miatt a mitokondriumok túlhajszoltan működnek (és alacsonyabb hatásfokkal), még több szuperoxid gyök keletkezik. Öregebb sejtekben is több szuperoxid gyök termelődik, és habár a mitokondriumokban számos védekező rendszer szolgál a szabadgyökök semlegesítésére, az idő folyamán kialakulnak mitokondriális károsodások (fehérjékben, illetve a mitokondriális genetikai állományban).

A szervezetnek sokrétű antioxidáns védekezőrendszere van a szabadgyökök károsító hatásának kivédésére. Alapvetően kétféle típusú védekezőrendszer van: egyrészt nagyobb molekulák (antioxidáns enzimfehérjék), másrészt kisebb molekulák (antioxidánsok és vitaminok).

11. ábra

12. ábra

Ezen mechanizmusok arra szolgálnak, hogy megvédjék a szervezet sejtjeit a szabadgyökök által okozott károsodásoktól, anélkül, hogy önmaguk káros anyaggá válnának. Az antioxidánsok saját elektronjaikat adják át a szabadgyök-molekuláknak, így a romboló folyamatokat lassítják vagy meggátolják. Az antioxidáns enzimek közül az egyik legfontosabb a szuperoxid-dizmutáz nevű enzim, amely a szuperoxid gyököt semlegesíti.

Animáció: Szuperoxid-dizmutáz