2O₂.^-  +  2H⁺ → O₂ + H₂O₂

  Glutation peroxidaza- analiza selenoproteinelor cu rol enzimatic, a identificat cinci izoforme ale glutation peroxidazei, în corpul mamiferelor notate GPX1,….GPX5, localizate diferit la nivel celular  (Brigelius-Flohe  200, Drevet  2006) (Tabelul.2).

  Toate izoformele enzimei GPX catalizează reacţiile de reducere a H₂O₂ şi a  hidroperoxizilor organici la H₂O, utilizând ca donator de electroni GSH sau în anumite cazuri tioredoxina, ori glutaredoxina. (Bjornstedt 1997, Holmgren 2005).

  Catalaza- Catalaza (CAT) îndeplineşte mai multe roluri biochimice în sistemele biologice, dar principalul rol ce îi revine este acela de a cataliza transformarea H₂O₂ în H₂O şi O₂. Ecuaţia chimică  prin care catalaza descompune peroxidul de hidrogen este:
Catalaza este un homotetramer cu masa moleculară 240 kDa, distribuită exclusiv  în peroxizomi şi nu numai (Kirkman 2007).

   Antioxidanti non-enzimatici- GSH-ul este cel mai important antioxidant nonenzimatic de la nivelul fibrei musculare şi nu numai (Meister 1983).
  GSH-ul este sintetizat la nivel hepatic de unde prin intermediul sistemului circulator ajunge la toate teritoriile tisulare unde îşi exercită rolul funcţional.
  Se pare că la rozătoare, ficatul este principalul organ implicat în sinteza GSH-ului. Astfel, ficatul furnizează glutationul redus altor teritorii tisulare, unde îşi exercită funcţia antioxidantă. Ficatul fiind singurul organ care poate sintetiza cisteina din metionină pe calea transsulfurarii
  Se pare că există şi un microcircuit intrahepatic al glutationului. Acesta, exportat în spaţiul Disse este degradat extrahepatocitar, iar aminoacizii sunt resorbiţi.
 La nivel celular, glutationul redus îndeplineşte multe roluri, spre exemplu reacţionează cu o gamă variată de radicali, cărora le cedează un atom de hidrogen (rol de donor).
  GSH-ul îndeplineşte şi rol de coenzimă a GPX şi a glutation-S-transferaza.

  Pe lângă mecanismele antioxidante menţionate mai sus, celulele mai dispun şi de alte mecanisme enzimatice care contribuie direct sau indirect la menţinerea echilibrului redox celular. Exemplu de astfel de enzime cu rol accesoriu antioxidant: tireoredoxina, glutaredoxina şi peroxiredoxina.
  Sistemul tioredoxin (antioxidant) este compus din tioredoxin (TRX) şi tioredoxin reductaza (Arner 2000, Berndt 2007, Holmgren 2005,Yi B 2006). Celulele eucariote  conţin două sisteme TRX, citosolic (TRX1) şi mitocondrial (TRX2) (Berndt 2007). În mod funcţional, TRX este o oxidoreductaza ce prezintă un centru (site) activ ditiol-disulfid, omniprezentă responsabilă cu menţinerea statusului normal a proteinelor de constitutie (Blair 2001, Berndt 2007). TRX este redusă de  tioredoxin- reductaza reacţie NADPH-dependentă (Holmgren 1985). Datorită implicării în menţinerea statusului normal al proteinelor, TRX prezintă numeroase funcţii fiziologice incluzând  transcripţia unor  factori genetici, protecţie împotriva stresului oxidativ şi a controlului apoptozei (Arner 2000). De asemenea, tioredoxin-reductaza are un important rol în reciclarea vitaminei C, funcţionând ca o reductază dehidroascorbată dependentă de NADPH.
    Similar cu TRX, glutaredoxina (GRX) este o reductază tiodisulfidică a cărei funcţie este legată de protecţia şi regenerarea tiolilor proteici si non-proteici în perioade de stress oxidativ (Berndt 2007). GRX protejează tiolii de transferul electronilor din NADPH - substraturile disulfide, acest ciclu catalitic este combinat cu sistemul  glutation/glutation reductaza  (Berndt 2007). Celulele umane conţin trei izoforme ale GRX;  GRX1 este localizat în citostol, izoformele GRX2 şi GRX3 sunt localizate în mitocondrie (Gladyshed 2001, Lundberg  2001).
    Totuşi, TRX şi GRX controlează starea redox a grupurilor de tioli prin diferite căi, prezenţa lor simultană în celule sugerează diferite funcţii pentru fiecare dintre ele.
    În consecinţă, GRX şi TRX cooperează pentru a menţine statusul  redox normal al tiolilor  proteici şi non-proteici.
    Peroxiredoxin (PRX) a fost descoperit în anul 1988 şi este o peroxidază nouă capabilă să reducă diverşi radicali şi structuri instabile chimic, prin folosirea electronilor cedaţi sau preluaţi de la diferite structuri fiziologice precum TRX (Kim 1988). Celulele mamiferelor exprimă şase izoforme ale PRX. ( PRX I-VI ) care sunt distribuite diferenţiat în celulă. PRX I, II şi VI se găsesc în citosol; PRX III este localizat în mitocondrie; PRX IV se găseşte în spaţiul extracelular, iar PRX V se găseşte şi în mitocondrie şi în peroxizomi. Din păcate, o analiză kinetică a reacţiei PRX la nivelul concentraţiei, nu au adus date clare privind ordinul de mărime pentru niciuna din cele şase izoforme. Totuşi, concentraţiile  molare ale PRX sunt de obicei mai mici decât GPX sau CAT prin diferite ordine de mărime (Flohe 2003). Deci, totuşi, PRX poate apăra  celula de acţiunea nefastă a stresului oxidativ, importanţa rolului sau antioxidant în celulele mamiferelor rămânând încă neclară (Flohe 2003). De altfel, evidenta creştere a concentraţiei sugerează că pe lângă proprietăţile antioxidante, aceste peroxidaze pot juca şi un important rol în reglarea echilibrului hidric celular, poate îndeplini şi rol de semnal (mesager chimic) în procesele de semnalizare celulară şi în procesul de apoptoză.
    Efectele exerciţiului fizic asupra  sistemelelor TRX, GRX şi PRX din muşchii scheletici rămân (neştiute) incerte. Totuşi, este de imaginat că  schimbările în unul sau în toate aceste sisteme antioxidante ar putea reprezenta o protecţie în plus a celulei împotriva alterării semnalizării redox celulare sau o adaptare la activitatea fizică. Această temă rămâne o arie interesantă pentru posibile cercetări.

   Enzime lipolitice cu rol antioxidant - este bine cunoscută importanţa biologică a enzimelor fosfolipazice în procesele de reglare a activităţii celulare. Cu toate acestea, până în prezent nu au fost elucidate în întregime mecanismele intime moleculare prin care fosfolipazele protejează celula de acţiunea degradativă a radicalilor liberii (Byung 1994).
  Celulele dispun de un arsenal enzimatic responsabil de reconstrucţia, degradarea sau modificarea constituienţilor plasmatici.
   Datele experimentale au arătat că peroxidarea lipidelor membranare poate stimula activitatea lipolitică a fosfolipazei A2, care prezintă o mare afinitate pentru forma peroxidată a lipidelor.
   Predilecţia fosfolipazei-A2 de a acţiona asupra lipidelor peroxidate ar putea avea ramificaţii fiziologice foarte importante cu privire la repararea membranei celulare sau în procesele de detoxificare, servind ca mecanisme suplimentare de protecţie împotriva peroxidări lipidelor.
  Există strânse corelaţii între vârsta celulei şi concentraţia fosfolipazei-A2, se pare că procesele apoptotice stimulează biosinteza fosfolipazei-A2, dar în acest caz enzima se leagă specific de membranele biologice alterate şi le digeră acest mecanism nu a fost elucidat până în prezent.
  Există şi enzime proteolitice cu rol antioxidant secundar, care acţionează asupra intermediarilor rezultaţi în urma acţiunii radicalilor liberi ai oxigenului asupra structurilor proteice.
  Acţiunea/strategia enzimelor proteolitice de a combate stressul oxidativ este similară cu cea a lipidelor.


continuare ...   →   Stressul oxidativ