H2O2 + H2O2 ––––> 2H2О + RO2 пероксидаза

H2O2 + H2O2 ––––> 2H2О + RO2 пероксидаза

Миелопероксидаза в нейтрофилах окисляет ионы галогенов до свободного галогена, являющегося эффективным бактерицидным агентом. В эритроцитах, печени, хрусталике глаза имеется глутатионпероксидаза, которая содержит селен и специфично окисляет восстановленный глутатион. Как каталаза, так и пероксидаза могут утилизировать как субстраты органические гидроперекиси (например, гидроперекись этила, надуксусную кислоту). Полагают, что в животных тканях каталаза действует, как пероксидаза.

В пептидной цепи глутатионпероксидазы имеется остаток селеноцистеина — аналога цистеина, в котором атом серы замещен атомом селена. Селеноцистеин входит в активный центр фермента. Глутатиопероксидаза может восстанавливать гидроперекиси свободных жирных кислот, гидроперекиси фосфолипидов, эстерифицированных жирных кислот (B. Halliwel, J. M. C. Gutteridge, 1984). Глутатионпероксидаза, окисляющаяся до GSSG, восстанавливается НАДФН-зависимым ферментом глутатионредуктазой. Антиоксидантные ферменты играют важную защитную роль и во внеклеточных пространствах, где они содержатся в незначительных концентрациях (B. Frei et al., 1988; R. Stocker, B. Frei, 1991).

Во всех животных тканях содержится глутатион (гамма-глутамилцистеининглицин) — самое распространенное сульфгидрильное соединение в клетках. Глутатион содержит нетипичную гамма-связь между Glu и Cys. Восстановителем является тиольная группа цистеинового остатка. Функцией фермента является поддержание активного состояния многих ферментов, самопроизвольное окисление которых приводит к образованию дисульфидной группы: глутатион восстанавливает сульфгидрильные формы. Окисленный глутатион восстанавливается флавопротеидом глутатионредуктазой, которая утилизирует Н+ из НАДФ. Н+Н. Две молекулы восстановленной формы (GSH) при окислении образуют дисульфид (GSSG).

НАДФ + Н++GSSG ––––> НАДФ+ + 2GSH.

Восстановленный глутатион — главный антиоксидант эритроцитов, он служит коферментом при восстановлении метгемоглобина в функционально активный гемоглобин. С помощью восстановленного глутатиона осуществляется детоксикация H₂O₂ и гидроперекисей, которые образуются при реакции активных радикалов кислорода с ненасыщенными жирными кислотами мембраны эритроцитов. Вторым важным защитным ферментом в эритроцитах является селеносодержащая глутатионпероксидаза. В гексозомонофосфатном шунте (пентозном цикле) образуется НАДФ. Н+Н, который поставляет Н+ для регенерации восстановленного глутатиона (GSH) из глутатион-дисульфида (GSSG) с помощью глутатионредуктазы. Восстановленный глутатион содержится в клетках (в милимолярных концентрациях), плазме, других средах (в следовых количествах). В значительных количествах он имеется в нижних дыхательных путях, где нейтрализует поступающие из атмосферы озон, NO.

Селен представляет собой компонент глутатионпероксидазы и является выраженным синергистом витаминов антиоксидантной группы. Этот микроэлемент — важная составная часть сбалансированного питания (в почвах Украины имеется его дефицит). Необходимые суточные добавки к пище селена составляют около 70 мкг для мужчин и 50 — для женщин (0, 87 мкг/кг). В крови часть селена связывается с белками, концентрация его в тканях органов значительно различается. Об уровне селена в организме можно судить по активности глутатионпероксидазы, особенно это касается лиц с низким потреблением селена. Из организма селен удаляется в основном путем экскреции с мочой. Токсичность селена весьма низкая: клинические проявления наблюдаются при длительном приеме 1 мг/сут и более. Молекулярные механизмы развития токсичности неизвестны. От содержания селена в организме зависит функционирование цитохрома Р-450 в эндоплазматической сети клеток печени, а также транспорт электронов в митохондриях. Дефицит его в организме сопровождается развитием алиментарной мышечной дистрофии, эндемической селенодефицитной кардиомиопатии. Сниженное содержание этого микроэлемента обнаруживают у больных инфарктом миокарда, миокардиодистрофиями, дилатационной кардиомиопатией. Применение селена положительно влияет на процессы регенерации в сердечной мышце после перенесенного инфаркта миокарда. Он стимулирует иммуногенез и, в частности, продукцию антител, участвует как антиоксидант в окислительно-восстановительных процессах, дыхании клетки, синтезе специфических белков. Дефицит его у животных сопровождается фиброзом, дистрофическими процессами в поджелудочной железе, некрозами в печени, эозинофильным энтеритом, который протекает на фоне недостаточности витамина Е. У животных наблюдается задержка роста, развития, нарушается репродуктивная функция. Имеется отрицательная обратная корреляция между потреблением селена, его уровнем и смертностью от злокачественных заболеваний легких, молочной железы, кишечника, яичников. Он оказывает и непосредственное повреждающее действие на злокачественные клетки. Кроме антиканцерогенного действия селен имеет и антимутагенный эффект, противодействует токсическому влиянию тяжелых металлов (возможно за счет образования нерастворимых комплексов, восстановления дисульфидных связей в белках в SH-группы). Важнейшей ролью селена является его вхождение в состав глутатионпероксидазы — фермента предохраняющего клетки от токсического действия перекисных радикалов. Имеется связь между селеном и витамином Е — они влияют на разные этапы образования органических перекисей: токоферолы подавляют (предупреждают) перекисное окисление полиненасыщенных жирных кислот, а содержащая селен глутатионпероксидаза разрушает уже образовавшиеся перекиси липидов, перекись водорода. Глутатионпероксидаза, не содержащая селен, — глутатион-S-трансфераза — разрушает только перекись водорода (как и каталаза). При достаточном поступлении в организм витамина Е проявления дефицита селена значительно нивелируются. Наибольшее количество селена содержится в белках с высоким содержанием цистина: образуются трисульфиды, которые подобно сульфгидрильным группам мембранных белков, регулируют стабильность и проницаемость мембран. При дефиците селена и снижении активности глутатионпероксидазы повышается гемолиз эритроцитов вследствие действия перекиси водорода и липоперекисей. На активность глутатионпероксидазы влияет уровень содержания витаминов С и А, которые способствуют усвоению селена, его транспорту и утилизации. Селен также принимает участие в фотохимических реакциях, связанных с функцией зрения. Витамин Е предупреждает окисление селена, способствует его сохранению. Добавка селена при Е-дефицитном рационе тормозит накопление липоперекисей, ликвидирует или предупреждает симптомы Е-витаминной недостаточности. Восстановленный глутатион и глутатионпероксидаза превращают липоперекиси в менее токсичные оксикислоты и этим предупреждают повреждение биоструктур. Пополнение фонда глутатиона происходит за счет аминокислот, которые содержат серу.