6. Erkin radikallar va erkin radikalli jarayonlar. Tirik sistemalarda erkin radikallarning hosil bo‘lish jarayonlari

Fagotsitlar perekis vodorodni gipoxloritga aylantiradi, bu reaksiya miyelopereoksidaza fermenti bilan katalizlanadi:
H₂O₂ + CIˉ →H₂O + CIOˉ
Gipoxlorit bakteriya hujayralari devorlarini yemiruvchi birikmadir. H₂O₂ ning me’yordan oshig‘i ikkita ferment - glutationperoksidazalar yoki katalazalar ta’sirida yo‘qotiladi:
Glutationperoksidaza ishtirokida quyidagi reaksiya kuzatiladi:
H₂O₂ + 2GSH (glutation) → 2H₂O + GSSG
Katalaza fermenti ishtirokida esa: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
Patologiya sharoitlarida himoya fermentlari tizimining yoki hujayralarda va qon plazmasida temir ionlarini bog‘lovchi fermentlar tizimining buzilishlari sodir bo‘lishi mumkin. Bunday vaziyatlarda superoksid radikallari va perekis vodorod alternativ reaksiyaga kirishadi va natijada uch valentli temir ionidan ikki valentli temir ioni hosil bo‘ladi: Feі⁺ + O^*- → FeІ⁺ + O₂
Vodorod perekisining va gipoxloritni ikki valentli temir bilan reaksiyasi quyida keltirilgan:
FeІ⁺ + H₂O₂ → Feі⁺ + HO^- + HO^* (gidroksil radikali)
FeІ + CIO + H → Feі⁺ + CI^- + HO^* (gidroksil radikali)


Yuqoridagi reaksiyalarda hosil bo‘lgan superoksid, gidroksil, vodorod perekisi va gipixlorit radikallari kislorodning faol shakllaridir. Gipoxlorit va uning to‘qimalardagi metabolizmi mahsulotlarini xlorning faol shakllari deb ataladi. Gidroksil radikallari kimyoviy nihoyatda faol bo‘lib, ular va oqsillar, nuklein kislotalar va biologik membranalar lipidlarini shikastlanishini chaqiradilar. Xlorning faol shakllari, ayniqsa, og‘ir oqibatlarga olib keladi. HO^* membrana lipidlari tarkibiga kiruvchi to‘yinmagan yog‘ kislotalar bilanreaksiyaga kirishib, lipidlarning perokis oksidlanishi (LPO) zanjirli reaksiyani chaqiradi.
Aminokislotalarda hosil bo‘ladigan erkin radikallar ultrabinafsha nurlar yoki ionlovchi nurlar ta’siridan hujayraning suv fazasida erigan yoki oqsil tarkibiga kirgan aminokislotalarda, nuklein kislotalar azot asoslarida ham radikalli holat yoki erkin radikallar paydo bo‘ladi:
(10.18)
АН – aminokislota, А^* Н – uning qo‘zg‘algan shakli, - aminokislota kation radikali, е^- - elektron, - gidratlangan elektron.
U yoki bu sababga ko‘ra, paydo bo‘lgan oqsil tarkibida uchraydigan disulfid ko‘prigini uzib, erkin radikal hosil qilishi mumkin. nuklein kislotalarda ultrabinafsha nur yoki ionlashtiruvchi nurlar ta’sirida ko‘proq timin qoldig‘ida radikal holati qayd etiladi.
Xinon erkin radikallari. Mixaelis (1939) biologik oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari ikki elektronning ko‘chirilishi bilan kechib, jarayon ikki bosqichda oraliq modda (erkin radikal) hosil qilish bilan kechadi deb ta’kidlagan edi, ya’ni:

Tabiatan shu xil reaksiyalar, mitoxondriya nafas zanjirida amalga oshib, ular elektron tansportini amalga oshiradi.
Lipid erkin radikallari. Hujayra membranasining asosiy moddalaridan bo‘lmish lipidlar tarkibidagi yog‘ kislotalari muayyan sharoitda (ultrabinafsha va ionlashtiruvchi nurlar yoki ССI₄ singari moddalar ta’sirida) erkin radikalli oksidlanadi. Jarayonni muayyan bir erkin radikal (R^*) boshlab beradi:
RH + hν → R^* (boshlovchi reaktsiya)
R^* + O₂ → RO₂^* (reaksiyaning davom ettirilishi)
RO₂^* + RH → ROOH + R^*
ROOH → RO^* + OH^* (zanjirning tarmoqlanishi)
--------------------------------------------------------------------
2RO₂^* → P (qo‘zg‘algan va asosiy holatga o‘tgan mahsulot)
Antioksidantlar fenol tabiatli moddalar, masalan, 0-tokoferol, β-karotin, ionol, umumiy kislorodning faol turlari bilan ta’sirlasha oladigan birikmalar. Jarayonda hosil bo‘lgan antioksidant radikali zanjirning boshlanishida ishtirok etishi mumkin.
Biologik membranalarda to‘yinmagan yog‘ kislotalari qoldiqlariga ega fosfolipidlar asosan perekisli oksidlanishga (LPO) yo‘liqadi. Buning natijasida membrananing yopishqoqligi oshadi, ko‘ndalang tikilishlar paydo bo‘ladi, harakatchanligi cheklangan, tartiblangan lipidlar soni ortadi. LPO reaksiyalari natijasida paydo bo‘lgan R^*, RO₂^* radikallari qayta birlashganda katta miqdorda (≈7-100 kkal/mol) energiya ajralib chiqadi. Aynan mana shu energiya, reaksiya mahsulotlarini qo‘zg‘algan holatga o‘tkazish uchun yetarlidir. Qo‘zg‘algan holatdagi mahsulotning asosiy holatga o‘tishi, xemilyuminessensiya kvantlarining ajralishi bilan boradi. To‘yingan yog‘ kislotalaridan RO₂^* va ROOH^* hosil bo‘lganda – НС=CH- bog‘ joyidan ko‘chib, qo‘shbog‘larning konyugatsiyalangan birgalikda bog‘lanishi yuzaga keladi. Gidroperekis - ROOH dan navbatda har xil aldegidlar, jumladan, malon aldegidi ham hosil bo‘lib, LPO reaksiyalari intensivligi haqida xulosalar shakllantiriladi. Bayon etilgan jarayon lipidlarning perekisli oksidlanishi (LPO) nomi bilan yuritiladi.