Свободные радикалы в биологических системах

Содержание

Слайд 2

1. ПОНЯТИЕ И ВИДЫ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ СВОБОДНЫЙ РАДИКАЛ – МОЛЕКУЛА ИЛИ

1. ПОНЯТИЕ И ВИДЫ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ

СВОБОДНЫЙ
РАДИКАЛ –
МОЛЕКУЛА ИЛИ ЕЕ
ЧАСТЬ
(АТОМНАЯ
ГРУППИРОВКА,

ИОН),
ОБЛАДАЮЩИЕ
НЕСПАРЕННЫМИ
ЭЛЕКТРОНАМИ.

ЧАСТИЦА С ОДНИМ ТАКИМ ЭЛЕКТРОНОМ -
МОНОРАДИКАЛ,
С ДВУМЯ -
БИРАДИКАЛ.
СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ -
НЕЙТРАЛЬНЫЕ и
ЗАРЯЖЕННЫЕ
(ИОН-РАДИКАЛЫ).

Слайд 3

2. СВОЙСТВА СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ ВЫСОКАЯ РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ (НАЛИЧИЕ НЕСПАРЕННОГО ЭЛЕКТРОНА -

2. СВОЙСТВА СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ

ВЫСОКАЯ
РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ
(НАЛИЧИЕ НЕСПАРЕННОГО ЭЛЕКТРОНА -
НАЛИЧИЕ

СВОБОДНОЙ ВАЛЕНТНОСТИ).

2) ПАРАМАГНЕТИЗМ -
μ > 1,
ОТЛИЧНЫЙ ОТ НУЛЯ
МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ.
Свободные радикалы –
практически единствен-
ные парамагнетики в
организме,
остальные – диамагнетики.

Слайд 4

3. СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА В норме у человека –

3. СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

В норме у человека –
НЕБОЛЬШОЕ КОЛИЧЕСТВО


В ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЯХ.
Кроме того, это
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ
всех
ФОТОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

РАДИКАЛЫ ВОДЫ -
ГИДРОКСИЛЬНЫЙ ОН˙
ГИДРОПЕРЕКИСНЫЙ НО˙2
РАДИКАЛЫ
НЕКОТОРЫХ ПЕРЕНОСЧИ-
КОВ ЭЛЕКТРОНА
В ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ МИТОХОНДРИЙ
НЕЙТРАЛЬНЫЙ R˙ и
ПЕРЕКИСНЫЙ RO˙2 РАДИКАЛЫ ЛИПИДОВ

Слайд 5

В РЯДЕ ПАТОЛОГИЙ, ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ и ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ –

В РЯДЕ ПАТОЛОГИЙ,
ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ
НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ
и ХИМИЧЕСКИХ
ФАКТОРОВ –
РЕЗКОЕ УСИЛЕНИЕ
ПРОЦЕССОВ
СВОБОДНОРАДИКАЛЬ-
НОГО ОКИСЛЕНИЯ
В ОРГАНИЗМЕ.
Это

особенно характерно для
ЛИПИДОВ -
РОЛЬ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ТЕСТА.

ВОЗДЕЙСТВИЕ
КОРОТКОВОЛНОВОГО УФ,
ИОНИЗИРУЮЩЕЙ
РАДИАЦИИ

РАЗВИТИЕ
СВОБОДНОРАДИКАЛЬ-
НЫХ ПРОЦЕССОВ
В НЕСВОЙСТВЕННЫХ
СУБСТРАТАХ –
БЕЛКАХ И НУКЛЕИНОВЫХ
КИСЛОТАХ.
Последствия негативные.

Слайд 6

4. МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ В ТКАНЯХ ДВА ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДА –

4. МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ В ТКАНЯХ

ДВА ФИЗИЧЕСКИХ
МЕТОДА –
ЭПР

и
ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
СОПРОВОЖДАЕТ НЕКОТОРЫЕ ЭКЗЕРГОНИЧЕСКИЕ
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ.

В ОРГАНИЗМЕ –
РЕАКЦИЯ
РЕКОМБИНАЦИИ
ПЕРЕКИСНЫХ ЛИПИД-НЫХ РАДИКАЛОВ:
RO˙2 + RO˙2 →
→ (продукты)* →
продукты + hν
квант х/л

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ОЧЕНЬ ВЕЛИКА – ДО 10-14 М РАДИКАЛОВ.

Слайд 7

ЭПР имеет несколько меньшую чувствительность, но зато позволяет фиксировать изменение содержания

ЭПР
имеет несколько меньшую чувствительность,
но зато позволяет
фиксировать изменение содержания
и определять

вид любых свободных радикалов,

т.е. производить
не только количественный, но и качественный анализ.
Мы рассмотрим два
родственных по физической сути эффекта: ЭПР и ЯМР.
Но для обнаружения
свободных радикалов
используется лишь ЭПР.

Слайд 8

СПЕКТРОСКОПИЯ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА ДВА МЕТОДА: ЭПР - ЭЛЕКТРОННЫЙ ПАРАМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС и

СПЕКТРОСКОПИЯ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

ДВА МЕТОДА:
ЭПР -
ЭЛЕКТРОННЫЙ
ПАРАМАГНИТНЫЙ
РЕЗОНАНС
и
ЯМР -
ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ
РЕЗОНАНС.

В ОСНОВЕ –
РАСЩЕПЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

УРОВНЕЙ ЧАСТИЦ
В ПОСТОЯННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ.
Слайд 9

ЯМР и ЭПР ПРИЧИНА – ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ПОЛЕМ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ НЕСПАРЕННЫХ

ЯМР и ЭПР
ПРИЧИНА –
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
С ПОЛЕМ
МАГНИТНЫХ
МОМЕНТОВ
НЕСПАРЕННЫХ
ЭЛЕКТРОНОВ (ЭПР)
или
ЯДЕР

(ЯМР).

ТАК КАК МАГНИТНЫЕ
МОМЕНТЫ ИМЕЮТ МНОГИЕ ЯДРА,
СПЕКТРЫ ЯМР МОЖНО
ПОЛУЧИТЬ В РАЗНЫХ КЛАССАХ ВЕЩЕСТВ.
НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ РЕГИСТРАЦИИ СПЕКТРА ЭПР -
ПАРАМАГНЕТИЗМ
ВЕЩЕСТВА,
ЧТО И НАБЛЮДАЕТСЯ ПРИ НАЛИЧИИ НЕСПАРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ.

Слайд 10

Расщепление энергетических уровней В ОТСУТСТВИЕ ПОЛЯ МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ОРИЕНТИРОВАНЫ ХАОТИЧЕСКИ. В

Расщепление энергетических уровней

В ОТСУТСТВИЕ ПОЛЯ МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ОРИЕНТИРОВАНЫ ХАОТИЧЕСКИ.
В ПОЛЕ -

ЛИШЬ ОДНИМ ИЗ ДВУХ СПОСОБОВ:
ПО ПОЛЮ
или
ПРОТИВ ПОЛЯ.

В ПЕРВОМ СЛУЧАЕ ЭНЕРГИЯ ЧАСТИЦЫ УМЕНЬШАЕТСЯ,
ВО ВТОРОМ - УВЕЛИЧИВАЕТСЯ.
В РЕЗУЛЬТАТЕ ОБРАЗУЕТСЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДУРОВНЕЙ.

Слайд 11

РАЗНОСТЬ ЭНЕРГИЙ ПОДУРОВНЕЙ СООТВЕТСТВУЕТ ВЕЛИЧИНЕ КВАНТОВ ЭМ ИЗЛУЧЕНИЯ СВЧ- ДИАПАЗОНА. БОЛЬШАЯ

РАЗНОСТЬ ЭНЕРГИЙ
ПОДУРОВНЕЙ
СООТВЕТСТВУЕТ
ВЕЛИЧИНЕ КВАНТОВ
ЭМ ИЗЛУЧЕНИЯ СВЧ- ДИАПАЗОНА.
БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ
МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ СОРИЕНТИРОВАНА


ПО ПОЛЮ.

Н =
Const

·

pm

H

СВЧ

Е2

Е1

Слайд 12

ПРИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ СВЧ-ДИАПАЗОНА ПРОИЗОЙДЕТ ПОГЛОЩЕНИЕ КВАНТОВ С ЭНЕРГИЕЙ

ПРИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
СВЧ-ДИАПАЗОНА ПРОИЗОЙДЕТ
ПОГЛОЩЕНИЕ КВАНТОВ
С ЭНЕРГИЕЙ
hν = E2

- E1

И ПЕРЕХОД
С НИЖНЕГО ПОДУРОВНЯ
НА ВЕРХНИЙ.
ЭТОТ ПЕРЕХОД
И РЕГИСТРИРУЕТСЯ
КАК СИГНАЛ МР
(ЭПР или ЯМР).

Слайд 13

СПЕКТР МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА Это ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ДЛИНЫ ВОЛНЫ МОЩНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩЕГО НА

СПЕКТР МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Это
ЗАВИСИМОСТЬ
ОТ ДЛИНЫ ВОЛНЫ
МОЩНОСТИ
ДЕЙСТВУЮЩЕГО НА ВЕЩЕСТВО
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ


или
ПОГЛОЩЕННОЙ ВЕЩЕСТВОМ ЭНЕРГИИ

Р

ЕП

λ

λ