Upload
phamkhue
View
219
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Antioxidanty v lidskeacutem
těle z pohledu biologie a
mediciacuteny kysliacutekovyacutech
radikaacutelů
MUDr Jan Plaacuteteniacutek PhD
Uacutestav leacutekařskeacute biochemie 1LF UK
K čemu vlastně potřebujeme kysliacutekPřenos elektronů (oxidace) z organickyacutech laacutetek na kysliacutek uvolňuje obrovskeacute množstviacute energie
Př Glukosa
CC66HH1212OO66 + 6 O+ 6 O22 rarrrarrrarrrarr 6 CO6 CO22 + 6 H+ 6 H22OO
∆∆∆∆∆∆∆∆GGoorsquorsquo = = ndashndash 2820 2820 kJkJ mol mol (180 g glukosy)(180 g glukosy)
Reaktivitu kyslReaktivitu kysliacuteiacuteku lze navku lze naviacuteiacutec regulovat katalyacutezou pc regulovat katalyacutezou přřechodnyacutemi echodnyacutemi kovy (kovy (žželezo melezo měďěď) )
2
DyacutechacDyacutechaciacuteiacute řřetetěězec vnitzec vnitřřnniacuteiacutemitochondrimitochondriaacuteaacutelnlniacuteiacute membrmembraacuteaacutenyny
elektrony proudelektrony proudiacuteiacute po sppo spaacuteaacutedu du redoxnredoxniacuteiacutehohopotencipotenciaacuteaacutelu a konlu a konččiacuteiacute na kyslna kysliacuteiacutekuku
celkovaacute reakce
NADH + H+ + 12 O2 rarrrarrrarrrarr NAD+ + H2O
∆∆∆∆∆∆∆∆GGoorsquorsquo = = ndashndash21925 kJ mol21925 kJ mol--11
3
ZZaacuteaacuteroveroveňň s proudem elektrons proudem elektronůů se pumpujse pumpujiacuteiacute protony a vzniklyacute protony a vzniklyacute protonovyacute gradient pak pohprotonovyacute gradient pak pohaacuteaacutenniacuteiacute syntsynteacuteeacutezu ATPzu ATP
Reaktivniacute formy kysliacuteku (ROS bdquokysliacutekoveacute radikaacutelyldquo) lze odvodit od meziproduktů redukce kysliacuteku na vodu
O2
2H2O
+4 e-
(+4 H+)
O2middotndash
superoxid
H2O2peroxid vodiacuteku
OHmiddothydroxylovyacute
radikaacutel
+3 e-
(+3 H+)
+2 e-
(+2 H+)
+1 e-
( +H2O )
4
Ionizačniacute zaacuteřeniacuteHydroxylovyacute radikaacutel vznikaacute ionizaciacute vody
H2O + hν rarr H + OHmiddot
Reaktivniacute formy kysliacuteku v organismu
Jednoelektronovou redukciacute kysliacuteku (mitochondrie NADPH oxidasa) vznikaacute superoxid O2
middotndash
Dismutace superoxidu produkuje peroxid vodiacuteku O2
middotndash + O2middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
Fentonova reakce s Fe nebo Cu vytvořiacute z peroxidu hydroxylovyacute radikaacutelH2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
PeroxidacePeroxidace lipidlipidůů((žžluknutluknutiacuteiacute))
5
Oxidačniacute poškozeniacute biomolekul
bull Lipidy peroxidace polynenasycenyacutechmastnyacutech kyselin v membraacutenaacutech
bull Proteiny oxidace -SH karbonylace -NH2 hydroxylacenitrosylace aromatickyacutechAMK cross-linking degradace
bull Nukleoveacute kyseliny zlomy v řetězci DNA hydroxylace basiacute mutace kancerogenese
PPřřiacuteiacuteklad prospklad prospěěššnosti ROS nosti ROS RespiraRespiraččnniacuteiacute vzplanutvzplanutiacuteiacute
neutrofilnneutrofilniacuteiacuteho ho granulocytugranulocytu
copy 1998 Garland Publishing
6
Antioxidant v chemii potravin
bull Redukčniacute činidlo schopneacute zastavit řetězovou reakci lipoperoxidacehellipldquochain-breakingrdquo
bull Napřndash Butylovanyacute
hydroxytoluen (BHT)
ndash Butylovanyacutehydroxyanisol (BHA)
ndash Tokoferol (Vitamiacuten E)
Antioxidačniacute ochrana lidskeacuteho těla
bull Anatomickeacute uspořaacutedaacuteniacute regulujiacuteciacute hladinu kysliacuteku ve tkaacuteniacutech
bull Antioxidačniacute enzymy
bull Sekvestrace redoxně aktivniacutech kovů
bull Antioxidačniacute substraacutety
bull Stresovaacute reakce
bull (Reparace oxidačniacuteho poškozeniacute DNA proteinů a lipidů)
7
O2
Prvniacute organismus
(anaerobniacute)
Vyvinout antioxidačniacute
ochranu Vyhynout
Uchyacutelit se do anaerobniacutech podmiacutenek
O2Shluknout se
O2
8
Antioxidačniacute ochrana I
Regulace O2 ve tkaacuteniacutech
Vdechovanyacute vzduch 160 mmHg O2
Plicniacute kapilaacutery 100 mmHg O2
Arteriaacutelniacute krev 85 mmHg O2
Arterioly 70 mmHg O2
Kapilaacutery 50 mmHg O2
Buňky 1-10 mmHg O2
Mitochondrie lt 05 mmHg O2
Obr Wikipedie
Antioxidačniacute ochrana II
Antioxidačniacute enzymy
bull Superoxiddismutasa
O2middotndash + O2
middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
bull Katalasa
2 H2O2 rarr 2 H2O + O2
bull Glutathionperoxidasa peroxiredoxin H2O2 + ROOH rarr H2O + ROH + O2
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
2
DyacutechacDyacutechaciacuteiacute řřetetěězec vnitzec vnitřřnniacuteiacutemitochondrimitochondriaacuteaacutelnlniacuteiacute membrmembraacuteaacutenyny
elektrony proudelektrony proudiacuteiacute po sppo spaacuteaacutedu du redoxnredoxniacuteiacutehohopotencipotenciaacuteaacutelu a konlu a konččiacuteiacute na kyslna kysliacuteiacutekuku
celkovaacute reakce
NADH + H+ + 12 O2 rarrrarrrarrrarr NAD+ + H2O
∆∆∆∆∆∆∆∆GGoorsquorsquo = = ndashndash21925 kJ mol21925 kJ mol--11
3
ZZaacuteaacuteroveroveňň s proudem elektrons proudem elektronůů se pumpujse pumpujiacuteiacute protony a vzniklyacute protony a vzniklyacute protonovyacute gradient pak pohprotonovyacute gradient pak pohaacuteaacutenniacuteiacute syntsynteacuteeacutezu ATPzu ATP
Reaktivniacute formy kysliacuteku (ROS bdquokysliacutekoveacute radikaacutelyldquo) lze odvodit od meziproduktů redukce kysliacuteku na vodu
O2
2H2O
+4 e-
(+4 H+)
O2middotndash
superoxid
H2O2peroxid vodiacuteku
OHmiddothydroxylovyacute
radikaacutel
+3 e-
(+3 H+)
+2 e-
(+2 H+)
+1 e-
( +H2O )
4
Ionizačniacute zaacuteřeniacuteHydroxylovyacute radikaacutel vznikaacute ionizaciacute vody
H2O + hν rarr H + OHmiddot
Reaktivniacute formy kysliacuteku v organismu
Jednoelektronovou redukciacute kysliacuteku (mitochondrie NADPH oxidasa) vznikaacute superoxid O2
middotndash
Dismutace superoxidu produkuje peroxid vodiacuteku O2
middotndash + O2middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
Fentonova reakce s Fe nebo Cu vytvořiacute z peroxidu hydroxylovyacute radikaacutelH2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
PeroxidacePeroxidace lipidlipidůů((žžluknutluknutiacuteiacute))
5
Oxidačniacute poškozeniacute biomolekul
bull Lipidy peroxidace polynenasycenyacutechmastnyacutech kyselin v membraacutenaacutech
bull Proteiny oxidace -SH karbonylace -NH2 hydroxylacenitrosylace aromatickyacutechAMK cross-linking degradace
bull Nukleoveacute kyseliny zlomy v řetězci DNA hydroxylace basiacute mutace kancerogenese
PPřřiacuteiacuteklad prospklad prospěěššnosti ROS nosti ROS RespiraRespiraččnniacuteiacute vzplanutvzplanutiacuteiacute
neutrofilnneutrofilniacuteiacuteho ho granulocytugranulocytu
copy 1998 Garland Publishing
6
Antioxidant v chemii potravin
bull Redukčniacute činidlo schopneacute zastavit řetězovou reakci lipoperoxidacehellipldquochain-breakingrdquo
bull Napřndash Butylovanyacute
hydroxytoluen (BHT)
ndash Butylovanyacutehydroxyanisol (BHA)
ndash Tokoferol (Vitamiacuten E)
Antioxidačniacute ochrana lidskeacuteho těla
bull Anatomickeacute uspořaacutedaacuteniacute regulujiacuteciacute hladinu kysliacuteku ve tkaacuteniacutech
bull Antioxidačniacute enzymy
bull Sekvestrace redoxně aktivniacutech kovů
bull Antioxidačniacute substraacutety
bull Stresovaacute reakce
bull (Reparace oxidačniacuteho poškozeniacute DNA proteinů a lipidů)
7
O2
Prvniacute organismus
(anaerobniacute)
Vyvinout antioxidačniacute
ochranu Vyhynout
Uchyacutelit se do anaerobniacutech podmiacutenek
O2Shluknout se
O2
8
Antioxidačniacute ochrana I
Regulace O2 ve tkaacuteniacutech
Vdechovanyacute vzduch 160 mmHg O2
Plicniacute kapilaacutery 100 mmHg O2
Arteriaacutelniacute krev 85 mmHg O2
Arterioly 70 mmHg O2
Kapilaacutery 50 mmHg O2
Buňky 1-10 mmHg O2
Mitochondrie lt 05 mmHg O2
Obr Wikipedie
Antioxidačniacute ochrana II
Antioxidačniacute enzymy
bull Superoxiddismutasa
O2middotndash + O2
middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
bull Katalasa
2 H2O2 rarr 2 H2O + O2
bull Glutathionperoxidasa peroxiredoxin H2O2 + ROOH rarr H2O + ROH + O2
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
3
ZZaacuteaacuteroveroveňň s proudem elektrons proudem elektronůů se pumpujse pumpujiacuteiacute protony a vzniklyacute protony a vzniklyacute protonovyacute gradient pak pohprotonovyacute gradient pak pohaacuteaacutenniacuteiacute syntsynteacuteeacutezu ATPzu ATP
Reaktivniacute formy kysliacuteku (ROS bdquokysliacutekoveacute radikaacutelyldquo) lze odvodit od meziproduktů redukce kysliacuteku na vodu
O2
2H2O
+4 e-
(+4 H+)
O2middotndash
superoxid
H2O2peroxid vodiacuteku
OHmiddothydroxylovyacute
radikaacutel
+3 e-
(+3 H+)
+2 e-
(+2 H+)
+1 e-
( +H2O )
4
Ionizačniacute zaacuteřeniacuteHydroxylovyacute radikaacutel vznikaacute ionizaciacute vody
H2O + hν rarr H + OHmiddot
Reaktivniacute formy kysliacuteku v organismu
Jednoelektronovou redukciacute kysliacuteku (mitochondrie NADPH oxidasa) vznikaacute superoxid O2
middotndash
Dismutace superoxidu produkuje peroxid vodiacuteku O2
middotndash + O2middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
Fentonova reakce s Fe nebo Cu vytvořiacute z peroxidu hydroxylovyacute radikaacutelH2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
PeroxidacePeroxidace lipidlipidůů((žžluknutluknutiacuteiacute))
5
Oxidačniacute poškozeniacute biomolekul
bull Lipidy peroxidace polynenasycenyacutechmastnyacutech kyselin v membraacutenaacutech
bull Proteiny oxidace -SH karbonylace -NH2 hydroxylacenitrosylace aromatickyacutechAMK cross-linking degradace
bull Nukleoveacute kyseliny zlomy v řetězci DNA hydroxylace basiacute mutace kancerogenese
PPřřiacuteiacuteklad prospklad prospěěššnosti ROS nosti ROS RespiraRespiraččnniacuteiacute vzplanutvzplanutiacuteiacute
neutrofilnneutrofilniacuteiacuteho ho granulocytugranulocytu
copy 1998 Garland Publishing
6
Antioxidant v chemii potravin
bull Redukčniacute činidlo schopneacute zastavit řetězovou reakci lipoperoxidacehellipldquochain-breakingrdquo
bull Napřndash Butylovanyacute
hydroxytoluen (BHT)
ndash Butylovanyacutehydroxyanisol (BHA)
ndash Tokoferol (Vitamiacuten E)
Antioxidačniacute ochrana lidskeacuteho těla
bull Anatomickeacute uspořaacutedaacuteniacute regulujiacuteciacute hladinu kysliacuteku ve tkaacuteniacutech
bull Antioxidačniacute enzymy
bull Sekvestrace redoxně aktivniacutech kovů
bull Antioxidačniacute substraacutety
bull Stresovaacute reakce
bull (Reparace oxidačniacuteho poškozeniacute DNA proteinů a lipidů)
7
O2
Prvniacute organismus
(anaerobniacute)
Vyvinout antioxidačniacute
ochranu Vyhynout
Uchyacutelit se do anaerobniacutech podmiacutenek
O2Shluknout se
O2
8
Antioxidačniacute ochrana I
Regulace O2 ve tkaacuteniacutech
Vdechovanyacute vzduch 160 mmHg O2
Plicniacute kapilaacutery 100 mmHg O2
Arteriaacutelniacute krev 85 mmHg O2
Arterioly 70 mmHg O2
Kapilaacutery 50 mmHg O2
Buňky 1-10 mmHg O2
Mitochondrie lt 05 mmHg O2
Obr Wikipedie
Antioxidačniacute ochrana II
Antioxidačniacute enzymy
bull Superoxiddismutasa
O2middotndash + O2
middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
bull Katalasa
2 H2O2 rarr 2 H2O + O2
bull Glutathionperoxidasa peroxiredoxin H2O2 + ROOH rarr H2O + ROH + O2
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
4
Ionizačniacute zaacuteřeniacuteHydroxylovyacute radikaacutel vznikaacute ionizaciacute vody
H2O + hν rarr H + OHmiddot
Reaktivniacute formy kysliacuteku v organismu
Jednoelektronovou redukciacute kysliacuteku (mitochondrie NADPH oxidasa) vznikaacute superoxid O2
middotndash
Dismutace superoxidu produkuje peroxid vodiacuteku O2
middotndash + O2middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
Fentonova reakce s Fe nebo Cu vytvořiacute z peroxidu hydroxylovyacute radikaacutelH2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
PeroxidacePeroxidace lipidlipidůů((žžluknutluknutiacuteiacute))
5
Oxidačniacute poškozeniacute biomolekul
bull Lipidy peroxidace polynenasycenyacutechmastnyacutech kyselin v membraacutenaacutech
bull Proteiny oxidace -SH karbonylace -NH2 hydroxylacenitrosylace aromatickyacutechAMK cross-linking degradace
bull Nukleoveacute kyseliny zlomy v řetězci DNA hydroxylace basiacute mutace kancerogenese
PPřřiacuteiacuteklad prospklad prospěěššnosti ROS nosti ROS RespiraRespiraččnniacuteiacute vzplanutvzplanutiacuteiacute
neutrofilnneutrofilniacuteiacuteho ho granulocytugranulocytu
copy 1998 Garland Publishing
6
Antioxidant v chemii potravin
bull Redukčniacute činidlo schopneacute zastavit řetězovou reakci lipoperoxidacehellipldquochain-breakingrdquo
bull Napřndash Butylovanyacute
hydroxytoluen (BHT)
ndash Butylovanyacutehydroxyanisol (BHA)
ndash Tokoferol (Vitamiacuten E)
Antioxidačniacute ochrana lidskeacuteho těla
bull Anatomickeacute uspořaacutedaacuteniacute regulujiacuteciacute hladinu kysliacuteku ve tkaacuteniacutech
bull Antioxidačniacute enzymy
bull Sekvestrace redoxně aktivniacutech kovů
bull Antioxidačniacute substraacutety
bull Stresovaacute reakce
bull (Reparace oxidačniacuteho poškozeniacute DNA proteinů a lipidů)
7
O2
Prvniacute organismus
(anaerobniacute)
Vyvinout antioxidačniacute
ochranu Vyhynout
Uchyacutelit se do anaerobniacutech podmiacutenek
O2Shluknout se
O2
8
Antioxidačniacute ochrana I
Regulace O2 ve tkaacuteniacutech
Vdechovanyacute vzduch 160 mmHg O2
Plicniacute kapilaacutery 100 mmHg O2
Arteriaacutelniacute krev 85 mmHg O2
Arterioly 70 mmHg O2
Kapilaacutery 50 mmHg O2
Buňky 1-10 mmHg O2
Mitochondrie lt 05 mmHg O2
Obr Wikipedie
Antioxidačniacute ochrana II
Antioxidačniacute enzymy
bull Superoxiddismutasa
O2middotndash + O2
middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
bull Katalasa
2 H2O2 rarr 2 H2O + O2
bull Glutathionperoxidasa peroxiredoxin H2O2 + ROOH rarr H2O + ROH + O2
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
5
Oxidačniacute poškozeniacute biomolekul
bull Lipidy peroxidace polynenasycenyacutechmastnyacutech kyselin v membraacutenaacutech
bull Proteiny oxidace -SH karbonylace -NH2 hydroxylacenitrosylace aromatickyacutechAMK cross-linking degradace
bull Nukleoveacute kyseliny zlomy v řetězci DNA hydroxylace basiacute mutace kancerogenese
PPřřiacuteiacuteklad prospklad prospěěššnosti ROS nosti ROS RespiraRespiraččnniacuteiacute vzplanutvzplanutiacuteiacute
neutrofilnneutrofilniacuteiacuteho ho granulocytugranulocytu
copy 1998 Garland Publishing
6
Antioxidant v chemii potravin
bull Redukčniacute činidlo schopneacute zastavit řetězovou reakci lipoperoxidacehellipldquochain-breakingrdquo
bull Napřndash Butylovanyacute
hydroxytoluen (BHT)
ndash Butylovanyacutehydroxyanisol (BHA)
ndash Tokoferol (Vitamiacuten E)
Antioxidačniacute ochrana lidskeacuteho těla
bull Anatomickeacute uspořaacutedaacuteniacute regulujiacuteciacute hladinu kysliacuteku ve tkaacuteniacutech
bull Antioxidačniacute enzymy
bull Sekvestrace redoxně aktivniacutech kovů
bull Antioxidačniacute substraacutety
bull Stresovaacute reakce
bull (Reparace oxidačniacuteho poškozeniacute DNA proteinů a lipidů)
7
O2
Prvniacute organismus
(anaerobniacute)
Vyvinout antioxidačniacute
ochranu Vyhynout
Uchyacutelit se do anaerobniacutech podmiacutenek
O2Shluknout se
O2
8
Antioxidačniacute ochrana I
Regulace O2 ve tkaacuteniacutech
Vdechovanyacute vzduch 160 mmHg O2
Plicniacute kapilaacutery 100 mmHg O2
Arteriaacutelniacute krev 85 mmHg O2
Arterioly 70 mmHg O2
Kapilaacutery 50 mmHg O2
Buňky 1-10 mmHg O2
Mitochondrie lt 05 mmHg O2
Obr Wikipedie
Antioxidačniacute ochrana II
Antioxidačniacute enzymy
bull Superoxiddismutasa
O2middotndash + O2
middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
bull Katalasa
2 H2O2 rarr 2 H2O + O2
bull Glutathionperoxidasa peroxiredoxin H2O2 + ROOH rarr H2O + ROH + O2
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
6
Antioxidant v chemii potravin
bull Redukčniacute činidlo schopneacute zastavit řetězovou reakci lipoperoxidacehellipldquochain-breakingrdquo
bull Napřndash Butylovanyacute
hydroxytoluen (BHT)
ndash Butylovanyacutehydroxyanisol (BHA)
ndash Tokoferol (Vitamiacuten E)
Antioxidačniacute ochrana lidskeacuteho těla
bull Anatomickeacute uspořaacutedaacuteniacute regulujiacuteciacute hladinu kysliacuteku ve tkaacuteniacutech
bull Antioxidačniacute enzymy
bull Sekvestrace redoxně aktivniacutech kovů
bull Antioxidačniacute substraacutety
bull Stresovaacute reakce
bull (Reparace oxidačniacuteho poškozeniacute DNA proteinů a lipidů)
7
O2
Prvniacute organismus
(anaerobniacute)
Vyvinout antioxidačniacute
ochranu Vyhynout
Uchyacutelit se do anaerobniacutech podmiacutenek
O2Shluknout se
O2
8
Antioxidačniacute ochrana I
Regulace O2 ve tkaacuteniacutech
Vdechovanyacute vzduch 160 mmHg O2
Plicniacute kapilaacutery 100 mmHg O2
Arteriaacutelniacute krev 85 mmHg O2
Arterioly 70 mmHg O2
Kapilaacutery 50 mmHg O2
Buňky 1-10 mmHg O2
Mitochondrie lt 05 mmHg O2
Obr Wikipedie
Antioxidačniacute ochrana II
Antioxidačniacute enzymy
bull Superoxiddismutasa
O2middotndash + O2
middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
bull Katalasa
2 H2O2 rarr 2 H2O + O2
bull Glutathionperoxidasa peroxiredoxin H2O2 + ROOH rarr H2O + ROH + O2
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
7
O2
Prvniacute organismus
(anaerobniacute)
Vyvinout antioxidačniacute
ochranu Vyhynout
Uchyacutelit se do anaerobniacutech podmiacutenek
O2Shluknout se
O2
8
Antioxidačniacute ochrana I
Regulace O2 ve tkaacuteniacutech
Vdechovanyacute vzduch 160 mmHg O2
Plicniacute kapilaacutery 100 mmHg O2
Arteriaacutelniacute krev 85 mmHg O2
Arterioly 70 mmHg O2
Kapilaacutery 50 mmHg O2
Buňky 1-10 mmHg O2
Mitochondrie lt 05 mmHg O2
Obr Wikipedie
Antioxidačniacute ochrana II
Antioxidačniacute enzymy
bull Superoxiddismutasa
O2middotndash + O2
middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
bull Katalasa
2 H2O2 rarr 2 H2O + O2
bull Glutathionperoxidasa peroxiredoxin H2O2 + ROOH rarr H2O + ROH + O2
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
8
Antioxidačniacute ochrana I
Regulace O2 ve tkaacuteniacutech
Vdechovanyacute vzduch 160 mmHg O2
Plicniacute kapilaacutery 100 mmHg O2
Arteriaacutelniacute krev 85 mmHg O2
Arterioly 70 mmHg O2
Kapilaacutery 50 mmHg O2
Buňky 1-10 mmHg O2
Mitochondrie lt 05 mmHg O2
Obr Wikipedie
Antioxidačniacute ochrana II
Antioxidačniacute enzymy
bull Superoxiddismutasa
O2middotndash + O2
middotndash + 2 H+ rarr O2 + H2O2
bull Katalasa
2 H2O2 rarr 2 H2O + O2
bull Glutathionperoxidasa peroxiredoxin H2O2 + ROOH rarr H2O + ROH + O2
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
9
Glutathionperoxidasa
H2O2
H2O
Glutathionreduktasa
GS-SG
GSHTranshydrogenasa
NADPH+H+
NADP+
NADH+H+
NAD+
Pentosovyacute cyklus
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Redukovanyacute glutathion (GSH)
Oxidovanyacute glutathion (GS-SG)
ATPATP
H2O2
GSH
O2middotndash
Superoxiddismutasa
Peroxiredoxin
OX
Peroxiredoxin
RED
H2O
Thioredoxin
OX
Thioredoxin
RED
Thioredoxin
reduktasa RED
Thioredoxin
reduktasa OX
NADPH+H+
NADP+
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
10
bull Redoxně aktivniacute přechodneacute kovy (Fe Cu) přijiacutemajiacutedaacutevajiacute jeden elektron snadnondash obchaacutezejiacute spinovou restrikci kysliacutekundash kovy jsou v aktivniacutech centrech všech proteinů
pracujiacuteciacutech s kysliacutekem
bull Ale tyteacutež vlastnosti Fe Cu jsou škodliveacute pokudnejsou kontrolovaacutenyndash Fentonova reakce
H2O2 + Fe2+ rarr OHndash + OHmiddot + Fe3+
oxidativniacute poškozeniacute biomolekul
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
Antioxidačniacute ochrana III
Sekvestrace železa a mědi
bull Proteiny zachaacutezejiacuteciacute s železem anebo mědiacutendash transferin vaacuteže 2 atomy Fe3+ (transport)ndash laktoferin analogickyacute transferinu ale Fe
neuvolňuje ( jen sekvestrace) leukocytyndash feritin H a L podjednotky H je ferroxidasa
skladovaacuteniacute Fe (až 4500 atomů Fe3+) ndash haptoglobin vaacuteže hemoglobin v cirkulacindash hemopexin vaacuteže hem v cirkulacindash ceruloplasmin obsahuje Cu funkce
ferroxidasa (export Fe z buněk)ndash albumin transport Cu
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
11
ICT ECT
Superoxid
Peroxid FeCu
Superoxid
Peroxid FeCu
SuperoxiddismutasaGlutathionperoxidasaKatalasa
GlutathionTokoferolAskorbaacutet
Antioxidačniacute enzymy amp hladiny
glutathionu velmi niacutezkeacute
TokoferolAskorbaacutetKarotenoidy kyselina močovaacute
albumin glukosa bilirubin
Low-molecular-weight Fe přiacutetomno
Sekvestrace železa a mědi- transferin laktoferin- hemopexin- haptoglobin- ceruloplasmin (ferroxidasa)- Cu vaacutezaacuteno na albumin
bull THIOLY ndash Glutathionndash Thioredoxin
bull DALŠIacute ENDOGENNIacute METABOLITYndash Bilirubin ndash Kyselina močovaacutendash Kyselina lipoovaacute
bull Z DIETYndash Askorbaacutet (Vitamiacuten C)ndash α-Tokoferol (Vitamiacuten E)ndash Karotenoidyndash Rostlinneacute fenoly
Antioxidačniacute ochrana IV
Niacutezkomolekulaacuterniacute antioxidačniacute substraacutety
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
12
Hlavniacute funkce askorbaacutetu v těle kofaktor hydroxylas
ndash Hydroxylace Pro a Lys při synteacuteze kolagenu
ndash Synteacuteza noradrenalinu z dopaminu
ndash Synteacuteza karnitinu (hellip uacuteloha v oxidaci tuků)
ndash Aktivace hypotalamickyacutech peptidovyacutechhormonů amidaciacute (CRH GRH oxytocin vasopresin substance P)
Askorbaacutet jako scavenger
radikaacutelů
bull In vitro redukuje(zhaacutešiacute) O2
middotndash OHmiddot ROOmiddot HOCl atd
bull In vivo
H2O2 O2middotndash + 2H+
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
13
membraacutenovyacute kompartment hydrofilniacute kompartment
LH
L
Tokoferol
Tokoferyl
radikaacutel
LOOH
LOO
řetězovaacute reakce
lipoperoxidace
Ascorbaacutet
Semidehydro-
ascorbaacutet
Dehydroascorbaacutet
+e-
-e-
dehydroascorbaacutetreduktasa
2GSH
GSSG
AktivovanAktivovaneacuteeacute neutrofilyneutrofilyakumulujakumulujiacuteiacute dehydroaskorbdehydroaskorbaacuteaacutett
(DHA)(DHA) GLUT1
DHA
Askorbaacutet
Ochrana membraacuteny neutrofilu před oxidaciacute vlastniacutemi ROS
GSH
GSSG
Glutaredoxin
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
14
Askorbaacutet jako prooxidant
bull Udenfriendův systeacutem pro generovaacuteniacute OHmiddot in vitro
Askorbaacutet + FeIII-EDTA rarrrarr Semidehydroaskorbaacutet + FeII-EDTA
H2O2 + FeII-EDTA rarr FeIII-EDTA + OHndash + OHmiddot
bull In vivo snad u přetiacuteženiacute železem
Koncept redoxniacutesignalizace
bull Redoxniacute sensory naproteinechndash kritickeacute -SH skupinyndash Fe-S centra
bull Ciacutele redoxniacute signalizacendash transkripčniacute faktoryndash proteinkinasy a fosfatasy
bull Komplexniacute odpověďbuňkyndash proliferacendash indukce antioxidačniacute
ochranyndash apoptoacuteza
(T Finkel amp NJ Holbrook Nature 408 (2000) 239-247)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
15
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Volneacute radikaacutely v patogenesi lidskyacutech onemocněniacute
bull Přiacutečina chorobneacuteho stavu napřbull cancerogenese v důsledku expozice ionizačniacutemu zaacuteřeniacutebull retinopatie novorozenců (fibroplasia retrolentalis)bull iron-overload disease
bull Vyacuteznamnyacute podiacutel na patogenesi napřbull chronickyacute zaacutenět (např revmatoidniacute artritis)bull ARDSbull aterosclerosabull mozkoveacute traumahemoragiebull diabetes mellitusbull koncept ischemiereperfusebull staacuternutiacute
bull Jen epifenomenon (obecnyacute důsledek tkaacuteňoveacutehopoškozeniacute)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
16
Radikaacutelovaacute teorie staacuternutiacute (Harman 1956)
bull Hromaděniacute oxidačniacuteho poškozeniacute s věkembull Vysvětluje vztah mezi intenzitou metabolismu
(spotřebou kysliacuteku) a deacutelkou života různyacutech živočichů
bull Stochastickyacute proces na rozdiacutel např od embryogenese neniacute přiacutemo programovaacuteno genomem(ale geny hrajiacute roli )
bull Na molekulaacuterniacute uacuterovni neschopnost obnovovat spraacutevnou strukturu biomolekul neomezeně dlouhobdquosystemic molecular disorderldquo (Hayflick)ndash hellip antioxidačniacute ochrana a systeacutemy opravy DNA
ve skutečnosti nepracujiacute dokonale
Epidemiologickeacute studie svědčiacute pro přiacuteznivyacute vliv dietniacutech antioxidantů (vit E C karotenoidy) na lidskeacute zdraviacute
α-Tocopherol lipid-standardized micromolL
IHD
mor
tali
ty
Gey F et al Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemicheart disease in cross-cultural epidemiology AmJ Clin Nutr 1991 53 326S-34S
(Obr upraven podle B Halliwell amp JMC Gutteridge Free Radicals in Biology and Medicine 4th ed Oxford University Press 2007]
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
17
Ale intervenčniacute studie to nepotvrzujiacute
bull CHAOS (Cambridge Heart Antioxidant Study) 2002 pacientů s koronaacuterniacute atherosklerosou +- α-tokoferol 50 pokles incidence nefataacutelniacutech IM
bull Ale dalšiacute studie přinesly negativniacute vyacutesledkyndash GISSI (11324 pacientů)ndash HOPE (9541 pacientů)ndash MRCBHF (20536 pacientů)
bull Možnaacute spiacuteše prevence ndash ASAP studie kombinace α-tokoferolu s vit C
zpomalila progresi atherosklerosy karotid u 256 mužů ale ne 264 žen
Antioxidačniacute potravniacute doplňky mohou dokonce škodit
bull Recentniacute meta-analyacuteza celkoveacute mortality v 68 studiiacutech s podaacutevaacuteniacutem antioxidačniacutechpotravniacutech doplňků (232 606 uacutečastniacuteků 385 publikaciacute)
ndash β-karoten vitamiacuten A a vitamiacuten E signifikantně zvyšujiacute mortalitu
ndash Vitamiacuten C a selen nemajiacute vliv
(Bjelakovic G et al JAMA 2007 297 842-857)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
18
Antioxidačniacute ochrana V
Stresovaacute reakceOxidace nebo nitrosylace kritickyacutech -SH skupin
Transkripčniacute faktory (NFκB Nrf-2hellip)aktivace translokace do jaacutedra
Indukce genoveacute expresebull chaperony (heat shock proteiny)bullenzymy antioxidačniacute ochrany
bullmetalothioneinbullhemoxygenasa 1
helliprarr vyššiacute odolnost vůči
dalšiacutemu oxidačniacutemu stresu
Kalorickaacute restrikce prodlužuje životbull Omezeniacute množstviacute potravy při zachovaacuteniacute jejiacute
biologickeacute kvalitybull Funguje i u teplokrevnyacutech živočichů s konstantniacute
intenzitou metabolismubull Organismus bdquopřečkaacutevajiacuteciacuteldquo nepřiacutezniveacute obdobiacute
věnuje viacutece metabolickeacute energie na uacutedržbubull Mechanismus sirtuiny ndash enzymy deacetylujiacuteciacute
různeacute proteiny inhibovaneacute NADH bull U lidiacute pravděpodobneacute ale nebylo ještě
přesvědčivě prokaacutezaacuteno hellip neniacute atraktivniacute cesta ()
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)
19
Stres jako způsob zvyšovaacuteniacuteodolnosti vůči stresu
bull Přiměřenaacute daacutevka (např oxidačniacuteho) stresu zvyšuje odolnost vůči dalšiacutemu stresu
(hellipco tě nezabije to tě posiacuteliacutehellip)ndash Mechanismus např indukce exprese heat shock
proteinů (chaperonů)hellip stresovaacute reakce
bull Přiacuteklad produkce ROS ve svaloveacute tkaacuteni při fyzickeacute aktivitě
httpwwwcalpolyedu~lcimarelknowhtm
Dieta bohataacute na ovoce a zeleninu (optim 5x 80 g denně) je spojena s nižšiacutem rizikem kardiovaskulaacuterniacutech chorob diabetu a některyacutech typů
rakoviny (pliacutece uacutestahltan)