Ukr.Biochem.J. 2015; Том 87, № 6, листопад-грудень, c. 11-18
doi: http://dx.doi.org/10.15407/ubj87.06.011
Вільні радикали, активні форми кисню, оксидативні стреси та їхні класифікації
В. І. Лущак
Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
e-mail: lushchak@pu.if.ua
Словосполучення «вільні радикали» і «активні форми кисню» (АФК) часто використовуються як взаємозамінні, хоча це не завжди вірно. У цій статті коротко описуються ці форми кисню. Протягом перших двох-трьох десятиліть після відкриття АФК у біологічних системах (1950–1970 роки) вони розглядалися тільки як пошкоджуючі агенти, але пізніше була описана їхня захисна роль і регуляція експресії певних генів. Фізіологічний cтан, за якого стаціонарний рівень АФК підвищений, разом із деякими фізіологічними ефектами, одержав назву оксидативного стресу. У цій статті описано гомеостаз АФК і подано кілька систем класифікації оксидативних стресів. Останні ґрунтуються на принципах динаміки та інтенсивності. Так, часова класифікація описує гострий та хронічний стреси, а класифікація за інтенсивністю включає базальний оксидативний стрес, легкий оксидативний стрес, сильний оксидативний стрес, і, нарешті, дуже сильний оксидативний стрес. Подальші дослідження в цій галузі будуть спрямовані на розробку комплексної класифікації оксидативних стресів, точне визначення клітинних мішеней дії АФК, визначення внутрішньоклітинного просторового і часового розподілів АФК та наслідків їх дії, розшифровку молекулярних механізмів, які відповідають за клітинну відповідь на дію АФК, а також їх участь у нормальних клітинних функціях, тобто клітинному гомеостазі та його регуляції.
Ключові слова: гомеостаз, клітинні мішені, клітинні функції, класифікація оксидативних стресів
Посилання:
- Gomberg M. An instance of trivalent carbon: triphenylmethyl. J Am Chem Soc. 1900;22(1):757–771. CrossRef
- Michaelis L. Free radicals as intermediate steps of oxidation-reduction. Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 1939;7:33–49. CrossRef
- Gerschman R, Gilbert DL, Nye SW, Dwyer P, Fenn WO. Oxygen poisoning and x-irradiation: a mechanism in common. Science. 1954 May 7;119(3097):623-6. PubMed, CrossRef
- Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. J Gerontol. 1956 Jul;11(3):298-300. PubMed, CrossRef
- Harman D. Origin and evolution of the free radical theory of aging: a brief personal history, 1954–2009. Biogerontology. 2009 Dec;10(6):773-81. PubMed, CrossRef
- McCord JM, Fridovich I. Superoxide dismutase. An enzymic function for erythrocuprein (hemocuprein). J Biol Chem. 1969 Nov 25;244(22):6049-55. PubMed
- Babior BM. The respiratory burst of phagocytes. J Clin Invest. 1984 Mar;73(3):599-601. Review. PubMed, PubMedCentral
- Babior BM, Curnutte JT, Kipnes RS. Biological defense mechanisms. Evidence for the participation of superoxide in bacterial killing by xanthine oxidase. J Lab Clin Med. 1975 Feb;85(2):235-44. PubMed
- Babior BM, Kipnes RS, Curnutte JT. Biological defense mechanisms. The production by leukocytes of superoxide, a potential bactericidal agent. J Clin Invest. 1973 Mar;52(3):741-4. PubMed, PubMedCentral
- Rossi F, Della Bianca V, de Togni P. Mechanisms and functions of the oxygen radicals producing respiration of phagocytes. Comp Immunol Microbiol Infect Dis. 1985;8(2):187-204. Review. PubMed, CrossRef
- Britigan BE, Cohen MS, Rosen GM. Detection of the production of oxygen-centered free radicals by human neutrophils using spin trapping techniques: a critical perspective. J Leukoc Biol. 1987 Apr;41(4):349-62. Review. PubMed
- Christman MF, Morgan RW, Jacobson FS, Ames BN. Positive control of a regulon for defenses against oxidative stress and some heat-shock proteins in Salmonella typhimurium. Cell. 1985 Jul;41(3):753-62. PubMed, CrossRef
- Morgan RW, Christman MF, Jacobson FS, Storz G, Ames BN. Hydrogen peroxide-inducible proteins in Salmonella typhimurium overlap with heat shock and other stress proteins. Proc Natl Acad Sci USA. 1986 Nov;83(21):8059-63. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Tartaglia LA, Storz G, Ames BN. Identification and molecular analysis of oxyR-regulated promoters important for the bacterial adaptation to oxidative stress. J Mol Biol. 1989 Dec 20;210(4):709-19. PubMed, CrossRef
- Scandalios JG. Oxidative stress: molecular perception and transduction of signals triggering antioxidant gene defenses. Braz J Med Biol Res. 2005 Jul;38(7):995-1014. Review. PubMed, CrossRef
- Lushchak VI. Adaptive response to oxidative stress: Bacteria, fungi, plants and animals. Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol. 2011 Mar;153(2):175-90. Review. PubMed, CrossRef
- Lushchak VI. Environmentally induced oxidative stress in aquatic animals. Aquat Toxicol. 2011 Jan 17;101(1):13-30. Review. PubMed, CrossRef
- Lushchak VI. Free radicals, reactive oxygen species, oxidative stress and its classification. Chem Biol Interact. 2014 Oct 28;224C:164-175. Review. PubMed, CrossRef
- Lushchak VI. Classification of oxidative stress based on its intensity. EXCLI J. 2014 Aug 26;13:922-37. eCollection 2014. Review. PubMed, PubMedCentral
- Sies H. Oxidative stress: introductory remarks. Sies H. Oxidative Stress: Academic Press, 1985; P. 1-8.
- Lushchak VI. Glutathione homeostasis and functions: potential targets for medical interventions. J Amino Acids. 2012;2012:736837. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Sies H. Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine. Redox Biol. 2015;4:180-3. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Goutelle S, Maurin M, Rougier F, Barbaut X, Bourguignon L, Ducher M, Maire P. The Hill equation: a review of its capabilities in pharmacological modelling. Fundam Clin Pharmacol. 2008 Dec;22(6):633-48. Review. PubMed, CrossRef
- Frank SA. Input-output relations in biological systems: measurement, information and the Hill equation. Biol Direct. 2013 Dec 5;8:31. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.