Читать контрольная по биологии: "Фотодинамический эффект и фотодинамическая терапия" Страница 3

(Назад) (Cкачать работу)

Рис.1. Инициация перекисного окисления липидов ФД реакциями I и II типов (по Girotti, 1990).Окислительная способность синглетного кислорода на 2 порядка выше, чем обычного кислорода. Он может повреждать все основные компоненты клеток. Как показано T. Dougherty et al. (1976), именно синглетный кислород является основным цитотоксическим агентом при фотодинамическом повреждении опухолей производным гематопорфирина.

В нуклеиновых кислотах он атакует в основном тимин и урацил, а также вызывает поперечные сшивки ДНК-ДНК или ДНК-белок, однонитевые разрывы ДНК. Эти воздействия усугубляются тем, что ферменты, репарирующие ДНК, особенно чувствительны к синглетному кислороду. Однако, в интерфазных клетках ДНК не является первоочередной мишенью для ФД воздействия, т.к. фотосенсибилизаторы обычно локализуются в цитоплазме и не проникают в ядро.

В белках легче всего фотоокисляются дисульфидные связи, цистеин, гистидин, тирозин, триптофан и фенилаланин, особенно, если они расположены на поверхности глобул и доступны для фотосенсибилизатора. Они обычно играют ключевую роль в ферментативной активности, и поэтому белки очень чувствительны к фотодинамическому воздействию. Белки теряют активность в результате фотоиндуцированного нарушения структуры активного центра, внутренних сшивок или межмолекулярных сшивок с другими белками, липидами, РНК и ДНК.

В фотодинамических реакциях I типа радикальные пары, образующиеся при переносе электронов, относительно стабильны в среде с высокой диэлектрической проницаемостью, где обратный перенос электронов затруднен, т.е. в водных растворах. Напротив, в неполярных липидных средах время жизни и растворимость 1О2 выше. Следовательно, фотодинамические реакции I типа легче протекают в цитозоле, а II типа - в липидной фазе биомембран. То есть, фотодинамические реакции с участием гидрофильных фотосенсибилизаторов должны преимущественно идти по первому типу, а гидрофобных - по второму. Реакции II типа доминируют в повреждающем действии большинства фотосенсибилизаторов, включая порфирины, хлорины, фталоцианины и т.д.

Интенсивная генерация радикальных активных форм кислорода (О2-•, OH•, HO2•, H2O2 или синглетного кислорода (1О2) при фотодинамическом воздействии приводит к окислению и повреждению белков, перекисному окислению липидов клеточных мембран, нарушению клеточных функций, развитию окислительного стресса и, в итоге, к смерти клеток. Общая схема фотоповреждения клетки: hν

¯

Фотосенсибилизатор

¯

Триплетное состояние фотосенсибилизатора

¯

Активация кислорода (генерация 1О2 ) или других молекул

¯

Окислительные превращения биомолекул

¯

Структурные перестройки биоструктур

¯

Повреждение клеток и тканей 3. Фотодинамическая терапия Процесс фотодинамической терапии (ФДТ), схематично представленный на рис. 2, можно

Похожие работы