1 / 32

GENERATION OF FREE RADICALS, OXIDATIVE STRESS AND THEIR DAMAGING PROPERTIES

GENERATION OF FREE RADICALS, OXIDATIVE STRESS AND THEIR DAMAGING PROPERTIES. ศ. เกียรติคุณ ดร. ไมตรี สุทธจิตต์. E-mail: maitrees@chiangmai.ac.th. หัวข้อบรรยาย. 1. อนุมูลอิสระคืออะไร? 2. อนุมูลอิสระเกิดได้อย่างไร?. 3. สมบัติของ อนุมูลอิสระต่อสุขภาพและชีวิต 4. Oxidative stress and health.

claire
Download Presentation

GENERATION OF FREE RADICALS, OXIDATIVE STRESS AND THEIR DAMAGING PROPERTIES

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. GENERATION OF FREE RADICALS, OXIDATIVE STRESS AND THEIR DAMAGING PROPERTIES ศ. เกียรติคุณ ดร. ไมตรี สุทธจิตต์ E-mail: maitrees@chiangmai.ac.th

  2. หัวข้อบรรยาย 1.อนุมูลอิสระคืออะไร?2.อนุมูลอิสระเกิดได้อย่างไร? 3. สมบัติของอนุมูลอิสระต่อสุขภาพและชีวิต4. Oxidative stress and health 5. Damaging properties of free radicals

  3. อนุมูลอิสระ สารอนุมูลอิสระ (free radical) เป็นอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่มีหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งอิเลคตรอนที่ไม่ได้จับคู่ (unpaired electron) มีความไม่เสถียร (unstable) ว่องไวมาก (reactive) ในเนื้อเยื่อสัตว์อนุมูลอิสระสามารถทำลายเซลล์ทำให้โรคเป็นมากขึ้นเช่นโรคมะเร็งโรคหัวใจและหลอดเลือดและโรคอื่น ที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมหรือชราภาพ

  4. อะตอมและอนุมูลอิสระ 1. ตามหลักการของquantum mechanics ในทุกๆอะตอมมีอิเลคตรอนอยู่ในเชลล์ (shells) หรือออร์บิท (orbits) รอบนิวเคลียส2.ในแต่ละออร์บิทมีสับออร์บิท (sub-orbits) เรียกว่าออร์บิทัล (orbitals) 3. ในแต่ละออร์บิทัลเป็นที่อยู่ของสองอิเลคตรอน4. อนุมูลอิสระเกิดขึ้นเมื่อในออร์บิทัลมีอิเลคตรอนเกินหรือขาดไปหนึ่งอิเลคตรอน

  5. อิเลคตรอนมีสองแบบหรือสอง spin 1.อิเลคตรอนมีลักษณะเป็นคลื่นมีการเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กการเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนอาจเป็นในลักษณะตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา (spin up หรือ spin down)2.ในหนึ่งออร์บิทัลสองอิเลคตรอนไม่สามารถเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวกันได้3. ในอนุมูลอิสระอิเลคตรอนหนึ่งตัวในออร์บิทัลต้องการอีกหนึ่งอิเลคตรอนที่มีทิศทางตรงข้ามมาเข้าคู่

  6. Free radicals are the most active species in the reaction process, and are characterized by unpaired electrons. Free radicals are electrically neutral, which distinguish them from the ions that are electrically charged (electrons/protons unbalance)!

  7. PROPERTIES OF FREE RADiCALS - Chemical processes orcombustion -Consist of a chain of reactions in two ways: 1. based on products and reactants. 2. based on radicals (initiating, branching, propagating, terminating).

  8. อนุมูลอิสระมีหลายชนิดอนุมูลอิสระมีหลายชนิด • สารประกอบออกซิเจนหรือไนโตรเจน หรือคลอรีนซึ่งสามารถเป็นสารอนุมูลอิสระ - ส่วนใหญ่อนุมูลอิสระมักเป็นสารประกอบออกซิเจน

  9. อนุมูลอิสระชนิดต่าง ๆ REACTIVE OXYGEN SPECIES • อนุมูลอิสระซูเปอร์ออกไซด์(O2.-) - อนุมูลอิสระไฮดรอกซี(OH.)- อนุมูลไขมันเปอร์ออกซี (LOOH.)- ซิงเกล็ทออกซิเจน (O.)- ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์(H2O2)- กรดไฮโปคลอรัส (HClO)- ไนตริคออกไซด์ (NO)

  10. อนุมูลอิสระเกิดขึ้นภายนอกร่างกายอนุมูลอิสระเกิดขึ้นภายนอกร่างกาย Enzymatic or non-enzymatic reactionsFruit browningBurningsEnginesPhotooxidationRadiations OzoneEtc.

  11. การเกิดอนุมูลอิสระจากการเผาไหม้การเกิดอนุมูลอิสระจากการเผาไหม้ O2 + M O* + O* + M CH4 + O* OH* + CH3* CH3* + O2 O* + CH3O* CH3* + O2 OH* + CH2O----------------------------------------------------------------------CH4 + O2CO2 + H2O * Free radicals

  12. Mechanism of Free Radicals by Metal Ions HABER-WEISS REACTION The generation of hydroxyl radicals O.2 + Fe+++-----> O2 + Fe + + H2O2 + Fe++-->OH.+ OH- + Fe+++ O.2+ H2O2--->O2 + OH.+ OH-

  13. การเกิดอนุมูลอิสระจากการเผาไหม้การเกิดอนุมูลอิสระจากการเผาไหม้ การเผาไหม้ทำไห้เกิดมลภาวะ

  14. การเกิดอนุมูลอิสระและสารมลพิษ ต่าง ๆ จากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ ต่อวัน Generalized Reaction Scheme for Photochemical Smog Formation

  15. การเกิดสารต่าง ๆ ในปฏิกิริยาการเผาไหม้ 1) Nitrogen oxides generate oxygen atoms 2) Oxygen atoms form hydroxyl radicals 3) Hydroxyl radicals generate hydrocarbon radicals 4) Hydrocarbon radicals form hydrocarbon peroxides 5) Hydrocarbon peroxides form aldehydes 6) Aldehydes form aldehyde peroxides 7) Aldehyde peroxides form peroxyacylnitrates

  16. อนุมูลอิสระเกิดขึ้นภายในเซลล์อนุมูลอิสระเกิดขึ้นภายในเซลล์ -นิวเคลียสที่อยู่ของดีเอ็นเอ ( DNA) -ไมโตคอนเดรีย (mitochondria) -กอลไจ (Golgi apparatus) - ไรโบโซม (ribosome) - ไซโตซอล-ไลโซโซม (lysosome)

  17. อนุมูลอิสระภายในเซลล์อนุมูลอิสระภายในเซลล์

  18. อนุมูลอิสระภายใน Mitochondria

  19. Free radicals and excited-state species • A key role in both normal biologicalfunction and in the pathogenesis • Microbiocidal mechanism • Inflammatory response • Toxicity of many drugs • Aging • Carcinogenesis. • Certain diseases:ocular, neurological, psychiatric

  20. Formation of Free Radicals:Redox reactions (Reduction-oxidation) Reactions with exchange of electrons between reactantsReduction is the gain of electronsR + e- R-Oxidation is the loss of electronsR- R + e-  Fe2+ Fe 3+ + e-e.g. electric energy, electrochemical cells, batteries,

  21. Peroxidation of Free Radicals On Polyunsaturated Lipid (LH) L.= Lipid alkyl radical LOO. = Lipid peroxyl radical LL = Polymerized lipids OH.+ LH --->H2O + L. L. +O2 --->LOO. LOO. + H2O --->LOOH + L. L. +L. --->LL

  22. อนุมูลอิสระภายในเซลล์ -Mitochondria Mitochondria: source and target of free radical species.

  23. การทำลายของอนุมูลอิสระภายใน เซลล์

  24. การป้องกันอนุมูลอิสระโดยเอนไซม์การป้องกันอนุมูลอิสระโดยเอนไซม์

  25. Oxidative damage of LDL molecule

  26. Gene Damage and Repair in Aging อนุมูลอิสระ สารพิษ สารก่อกลายพันธุ์ มะเร็ง

  27. (OXIDATIVE DAMAGE AND DISEASES แหล่งของพิษออกซิเดชัน - เมตะบอลิสม์ ในไมโตคอนเดรีย -สารพิษ ควันไฟ สารเคมี -รังสี - UV, X-ray, g -ray - อนุมูลอิสระ (oxidative stress) - reactive oxygen species (ROS) --ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ - อิออนอิสระ- ทองแดง, เหล็ก โรคที่เกิดขึ้น - โรคหัวใจ เส้นตีบตัน - โรคหลอดเลือดแข็งตัว - โรคมะเร็ง - โรคไขข้ออักเสบ- โรคเสื่อมสภาพ -Alzheimer’s disease - โรคเบาหวาน - ต้อกระจกตา - ชราภาพ--

  28. Aging: Balance of Free Radicals and Antioxidants • Can You Live to Be 120 Years Old?

  29. Genetic Responses to Free RadicalsHomeostasis and Gene Control Gene regulation mechanisms have evolved allowing cells to fine-tune the level of "endogenous" oxidative stress and to cope with increased free radicals from external sources. The soxRS regulon mobilizes diverse functions to scavenge free radicals and repair oxidative damage in macromolecules, and other mechanisms that exclude many environmental agents, e.g. nitric oxide, activating expression of heme oxygenase 1 through stabilization of its mRNA.

  30. Aging: Cells and Metabolism • Cellular theory • Genetics: anti-aging gene • Cell biochemical metabolism • Free radicals/antioxidant balance Aging and Biological Systems Endocrinology: Insulin-like hormone Immunity : lymphocyte response Aging and Factors Outside the Body Nutrition-calorie consumption Environment: toxins and detoxification

  31. สรุปการบรรยาย 1. อนุมูลอิสระจำเป็นมากต่อสุขภาพและชีวิต • อนุมูลอิสระมีปริมาณมากเกินไป ทำให้เกิดการทำลายชีว โมเลกุล (โปรตีน ไขมัน กรดนิวคลีอิก) • Oxidative stress เกิดจากอนุมูลอิสระมีปริมามากเกินการควบคุมด้วยแอนติออกซิแดนท์ 4. Oxidative stress – cause of several diseases

  32. จบการบรรยาย ขอบคุณที่ตั้งใจฟัง และคำถาม

More Related