Fagocitai - bendras daugialąsčio organizmo judrių ląstelių, gebančių naikinti svetimkūnius, pavadinimas. Žmogaus ir daugialąsčių gyvūnų organizmo ląstelės (pvz., makrofagai ir mikrofagai, taipogi baltieji kraujo kūneliai - leukocitai), gebančios pagriebti ir naikinti (absorbuoti) į organizmą patekusius svetimkūnius, bakterijas, organizmo žuvusias ir yrančių audinių liekanas. Fagocitinė gynyba pradeda veikti bakterijai patekus į organizmą (pvz., atsiradus žaizdai). Fagocitai atkeliauja (kraujagyslėmis ir kapiliarais) iki pat žaizdos užuomazgos ir ten patekę (pro kraujagyslių sieneles ir tarpląstelinį audinių skystį) ima naikinti pasiruošusias daugintis bakterijų ląsteles. Naikinimo procesas vyksta maždaug taip - fagocitai apglėbia bakteriją ir įtraukia į savo vidų, kur tam tikri fermentai jas suskaido. Nuo svetimkūnių naikinimo greičio priklauso ar kils infekcija, procesui užsitęsus žaizdoje kaupiasi mirusių bakterijų ir baltųjų kraujo kūnelių bei audinių skysčio mišinys (prasideda uždegimas, susidaro pūlių, gali pakilti kūno temperatūra). Tokiu momentu stiprus imunitetas turi svarbią reikšmę, bet yra tokių virusų (pvz., ŽIV), kuris patekęs į organizmą puola pačią imuninę sistemą, o ne ląsteles. Tokiu atveju imunitetas sunkiai geba pats apsiginti ir žmogus sergantis AIDS gali mirti net susirgęs sloga.

Oksigenazės -fermentai, katalizuojantys O2 įjungimą į molekulę. Tai yra oksidoreduktazių klasės (EC 1) fermentai. Oksigenazės yra dviejų tipų, kurie skirstomi į du poklasius: monooksigenazės (EC 1.14) ir dioksigenazės (EC 1.13). Monooksigenazės (arba mišrių funkcijų oksidazės) katalizuoja reakcijas, kurių metu vienas deguonies atomas kaip hidroksilgrupė prijungiamas prie substrato, o kitas redukuojamas iki vandens molekulės. Monooksigenazės katalizuoja disubstratines reakcijas, kuriose vienas iš substratų yra papildomas elektronų donoras. Vienas substratas prijungia deguonies atomą, kitas teikia vandenilio atomus antrojo deguonies atomo redukcijai. Viena iš svarbiausių monooksigenazių yra citochromo P450 oksidazių šeimą, katalizuojančią organinių junginių oksidacijos reakcijas. Bendruoju atveju jų katalizuojamą reakciją galima taip užrašyti: RH + O2 + 2H+ + 2e-  → ROH + H2O. Dioksigenazės (arba deguonies transferazės) abu deguonies atomus įterpia į reakcijoje susidarančio produkto sudėtį. Daugelio šio poklasio oksigenazių funkcija - katalizuoti aliciklinių ar aromatinių žiedų, kuriuose yra hidroksilgrupių, suardymo reakcijas. Vieną iš dioksigenazių popoklasių sudaro katecholo deoksigenazės. Tai - metalo fermentai (aktyviajame centre dažniausiai turintys geležies atomą), katalizuojantys dihidroksibenzeno oksidaciją, suardant benzeno žiedą.

Oksidoreduktazės - fermentų grupė, kuri katalizuoja oksidacijos-redukcijos procesus organizme. Dauguma šios klasės fermentų yra vadinami dehidrogenazėmis, kai kurie - oksidazėmis, oksigenazėmis, peroksidazėmis ar reduktazėmis. Oksidoreduktazės - fermentų klasė, katalizuojantys oksidacijos-redukcijos reakcijas; jų metu elektronai pernešami nuo vienos molekulės (reduktoriaus - protonų akceptoriaus arba elektronų donoro) kitai (oksidatorius - protonų donoras arba elektronų akceptorius). Dauguma šios klasės fermentų yra vadinami dehidrogenazėmis, kai kurie - oksidazėmis, oksigenazėmis, peroksidazėmis ar reduktazėmis. Reakcijos, katalizuojamos oksidoreduktazių, bendrai gali būti pavaizduotos maždaug taip: A– +B →A + B– . A yra reduktorius (elektronų donoras), o B - oksidatorius (elektronų akceptorius). Bet biocheminiuose virsmuose oksidacijos-redukcijos reakcijos kartais būna daug sudėtingesnės. Ši fermentų grupė kaip kofaktorių paprastai naudoja NADP arba NAD+. Klasifikacija ir nomenklatūra. Pagal tarptautinę fermentų klasifikaciją ir nomenklatūrą oksidoreduktazės priskiriamos 1 klasei, kurios ribose yra išskiriama 22 poklasiai. Tai yra kiekvienos klasės fermentai dar sugrupuoti į poklasius pagal pagrindinius substratus, dalyvaujančius tokio tipo cheminėse reakcijose (antrasis skaičius sisteminiame fermento pavadinime). Oksidoreduktazės atima elektronus iš oksiduojamo substrato ir perduoda juos redukuojamam junginiui. Atsižvelgiant į šių procesų pobūdį, yra skiriami 22 oksidoreduktazių poklasiai, suformuoti pagal oksiduoduojamos medžiagos (reduktoriaus) tipą, popoklasiai (trečiasis skaičius sisteminiame fermento pavadinime) - pagal oksidatoriaus (redukuojančio ekvivalento akceptoriaus) tipą. Oksidoreduktazių poklasių pavyzdys gali būti jau minėtos dehidrogenazės, peroksidazės, reduktazės, oksidazės, oksigenazės ir t. t. Ketvirtas kodo skaičius rodo fermento eilės numerį popoklasyje. Pavyzdžiui, oksidoreduktazė, kurios įprastas pavadinimas yra alkoholdehidrogenazė, remiantis sistemine fermentų nomenklatūra, vadinama…

Oksidacijos-redukcijos reakcija - (redokso reakcija) reakcija, kai vienas elementas elektronus atiduoda, o kitas prisijungia. Dvi neatskiriamos, lygiagrečiai vykstančios cheminės reakcijos, kurių metu viena dalelė (atomas, molekulė) iš reaguojančių medžiagų oksiduojasi, kita - redukuojasi. Procesas, kurio metu atomai arba jonai atiduoda (netenka) elektronus, vadinamas oksidacija, o patys atomai arba jonai reduktoriais. Procesas, kurio metu atomai arba jonai prijungia (pritraukia) elektronus, vadinamas redukcija, o patys atomai arba jonai - oksidatoriais. Oksidacijos-redukcijos reakcija - reakcija, kuriai vykstant pakinta elementų oksidacijos laipsniai t. y. vykstant šioms cheminės reakcijos dalis atomų keičia savo oksidacijos laipsnius. Oksidacijos laipsniai kinta todėl, kad persigrupuoja elektronai. Elektronai pereina iš vienų dalelių į kitas. Juos prisijungiantys atomai, jonai ar molekulės vadinami oksidatoriais, o elektronus atiduodantys — reduktoriais. Oksidatorius prisijungia elektronus, reduktorius atiduoda. Elementas, turintis mažiausią oksidacijos laipsnį, gali būti tik reduktoriumi, pvz.: H2S-2, N-3H3 ir laisvieji metalai. Elementas, turintis aukščiausią oksidacijos laipsnį, gali būti tik oksidatoriumi, pvz.: H2S+6O4, HN+5O3. Tarpinius oksidacijos laipsnius turintys elementai gali ir didinti, ir mažinti savo oksidacijos laipsnius, t. y. gali būti ir oksidatoriais, ir reduktoriais. Kuri galimybė pasireikš, priklauso nuo reakcijos sąlygų. Laisvieji metalai elektronus visada tik atiduoda, t. y. būna tik reduktoriais. Laisvieji nemetalai cheminėse reakcijose gali būti ir oksidatoriais, ir reduktoriais. Kuo aktyvesnis nemetalas, tuo jis labiau linkęs būti oksidatoriumi. Pats aktyviausias nemetalas fluoras F2 visada būna tik oksidatorius, todėl fluorui nebūdingi teigiamieji oksidacijos laipsniai. Žmogaus organizme biocheminiai procesai vyksta nuolat, jų…

Hidroksiradikalas (OH•) - neutrali hidroksido jono forma. Vienelektroninės H2O2 redukcijos metu susidaro hidroksilo radikalas, kuris pasižymi ypač dideliu reaktyvumu. Pats stipriausias ir aktyviausias oksidatorius, aktyvusis radikalas, priskiriamas prie reaktyviųjų deguonies formų. Hidroksiradikalai susidaro gyvojoje ir negyvojoje gamtoje. H2O2 skilimas, dalyvaujant pereinamiesiems metalams, yra pagrindinis hidroksiradikalų susidarymo būdas (Fentono reakcija). Jo gyvavimo trukmė apie 10-9 s, difuzijos spindulys - mažiau kaip 10 nm, todėl veikia tik arti taikinio esančias molekules. Šis radikalas nejudrus, nes iš karto (susidarymo vietoje) reaguoja su aplinkinėmis molekulėmis, jas pažeisdamas. Tai ypač stiprus oksidatorius. OH• sąveikos su biomolekulėmis metu dažniausiai susidaro kitas, mažiau reaktyvus radikalas, kuris gali sklisti ir tęsti grandininę reakciją su kitomis molekulėmis. Tokio grandininio proceso pavyzdys gali būti nesočiųjų riebalų rūgščių peroksidinė oksidacija, kurią pradeda hidroksiradikalas. Hidroksiradikalas efektyviai oksiduoja baltymus, nukleorūgštis ir lipidus. Jo sukeltos grandininės reakcijos pažeidžia ląstelę. Susidaro iš vandenilio peroksido Fentono ar Haberio ir Veiso reakcijų metu, skylant peroksinitrito rūgščiai, vandens jonizacijos metu. Hidroksiadikalui sąveikaujant su DNR ir RNR struktūroje esančiomis bazėmis, pvz., su timinu, susidaro daug antrinių radikalų, galinčių pažeisti kitas azoto bazes ir monosacharidus bei nulemti nukleorūgščių grandinės trūkius. Tokios pažaidos gali būti mutacijų atsiradimo ir ląstelių žuvimo priežastis. Negyvojoje gamtoje, pvz., žemės atmosferoje, hidroksiradikalai susidaro vandens molekulių ir sužadinto deguonies reakcijos metu, ultravioletinei spinduliuotei sukėlus vandenilio peroksido (H2O2) disociaciją. Troposferoje hidroksiradikalas reaguoja su daugeliu teršalų, todėl manoma, kad jis yra pirmasis veiksnys, mažinantis atmosferos užterštumą. Hidroksiradikalų neinaktyvina…

Azoto monoksidas - azoto oksidas, bespalvės, vandenyje mažai tirpios dujos, cheminė formulė NO. Jos reaguodamos su O2 sudaro azoto dioksidą. Azoto monoksidas iš azoto ir deguonies susidaro aukštoje temperatūroje vykstant endoterminei reakcijai, pavyzdžiui, susidarant elektros išlydžiui (perkūnijos metu), automobilių variklių cilindruose. Ore esantis NO yra nepageidaujamas teršalas. Organizme azoto monoksidas susidaro iš aminorūgščių. Organizme azoto oksido radikalas (NO•)  susidaro iš arginino, reaguoja su vandenilio peroksidu ir sudaro peroksonitritą. Žmogaus organizme, jungiantis vienam azoto atomui su vienu deguonies atomu, susidaro molekulė, turinti nesuporuotą elektronų porą, todėl NO yra laikomas radikalu. Azoto monooksidas yra sintetinamas NO sintazių įvairių audinių ląstelėse - makrofaguose, hepatocituose, astrocituose, endotelinėse ir lygiųjų raumenų ląstelėse. NO sintezė sužadinama (indukuojama), paveikus ląsteles citokinais, bakterijų toksinais. NO gyvavimas ląstelėje yra labai trumpas, tačiau ši molekulė dalyvauja reguliuojant tokius sudėtingus procesus kaip kraujagyslių tonuso palaikymas ar ilgalaikės atminties susidarymas. Be to, ji gina organizmą nuo mikrobų ir naikina vėžines ląsteles. NO reaktyvumas yra toks pats, kaip ir molekulinio deguonies, todėl jis tiesiogiai neoksiduoja biomolekulių. Dabar yra pakankamai įrodymų, kad ląstelėje NO yra paverčiamas nitritu, o oksihemoglobinas ar oksimioglobinas nitritą lengvai oksiduoja iki nitrato. Taigi kraujyje galutinis NO metabolizmo produktas būtų nitratas: NO → NO2 – → NO3– . Dažniausiai NO toksiškumas yra siejamas su jo geba sudaryti peroksinitritą. Peroksinitritas susidaro reakcijų su superoksidu (O2– ) metu: NO + O2–  → ONOO–. Šiai reakcijai nereikia jokio katalizatoriaus, taigi ir fermento, ji…

Vandenilio peroksidas - divandenilio dioksidas, cheminė formulė - H2O2 ; stiprus oksidatorius, bespalvis, bekvapis. Junginys yra labai panašus į vandenį skystis; molekulė turi peroksido grupę, t. y. tarpusavyje viengubuoju ryšiu susijungusius deguonies atomus. Kaitinamas arba veikiamas katalizatorių (pvz., MnO2 ) vandenilio peroksidas skyla į deguonį ir vandenį. Laboratorijoje vandenilio peroksidas laikomas švariausiu oksidatoriumi, kuris kaip šalutinį produktą sudaro tik vandenį. Medicininis vandenilio peroksidas yra vienas iš antiseptikų. Užpiltas ant kūno audinių, vandenilio peroksido tirpalas suskyla: atsipalaiduoja antimikrobiškai veikiantis atominis deguonis ir putojimą sukeliantis molekulinis deguonis.  Vaistinėse parduodamas tik vandeniu praskiestas vandenilio peroksidas. 30 % koncentracijos vandenilio peroksido tirpalas stipriai pažeidžia odą; 3 %  H2O2  tirpalu plaunamos žaizdos, tirpalas naudojamas gamtinėms (natūralioms) medžiagoms (pvz.,, plaukams) balinti. Kalbant apie vandenilio peroksido biologinę reikšmę organizme, tai tam tikrų reakcijų metu organizme susidaręs vandenilio peroksidas yra laikomas viena iš aktyviųjų deguonies formų, kuri pažeidžia biomolekules. Nors vandenilio peroksidas ir yra viena iš aktyviųjų deguonies formų, jis nėra radikalas, tačiau gali oksiduoti baltymų -SH grupes, metalų jonus, veikiančius kaip kofaktoriai, Fe-S centrus ir atpalaiduoja Fe, taip pat lėtai reaguoja su GSH ir cisteino aminorūgštimi. Reakcijos greitis didėja priklausomai nuo -SH grupės apsupties baltymo molekulėje. Be vandenilio peroksido gebėjimo oksiduoti daug medžiagų, jo pagrindinis toksinis poveikis susijęs su jo virtimu hidroksiradikalu. H2O2  susidaro veikiant fermentams superoksido dismutazei, aminorūgščių oksidazėms, ksantino oksidazei ir kt. Tam tikrose reakcijose (pvz., veikiant fermentui superoksido dismutazei, katalizuojant fermentui katalazei ar…

Laisvieji radikalai - atomai arba molekulės, turinčios nesuporuotų elektronų išorinėje orbitalėje. Jie yra nestabilūs, chemiškai labai aktyvūs, turintys trumpą gyvavimo trukmę. Laisvieji radikalai gali sukelti grandinines reakcijas, užpildydami savo nesuporuoto elektrono orbitalę elektronu, atplėštu nuo kitos molekulės, ir taip pastarąją paversdami laisvuoju radikalu. Šios, labai trumpai gyvuojančios ir nepaprastai reaktingos dalelės, dalyvauja įvairiose cheminėse reakcijose. Prie laisvųjų radikalų formulių rašomas paryškintas taškas, vaizduojantis nesuporuotus elektronus. Pvz., radikalą sudaranti angliavandenilio molekulės liekana rašoma raide R; fotocheminiame smoge esantys deguonies (O) atomai reaguoja su angliavandenilių molekulėmis, susidaro radikalas RO•, kurie dalyvauja tolesnėse reakcijose. Elektroninė deguonies struktūra yra tokia, kad ji gali prisijungti po vieną elektroną ir sudaryti deguonies radikalus ir kitas chemiškai aktyviąsias deguonies formas (pvz., superoksidas O2– •, vandenilio peroksidas H2O2, hidroksiradikalas OH• ir kt.). Išoriniame deguonies atomo (elektroninė konfigūracija: 1s22s22p4) sluoksnyje yra du nesuporuoti elektronai. Du deguonies atomai susijungę sudaro deguonies molekulę O2. Pagrindinės, nesužadintos tripletinės būsenos deguonis (O2) yra paramagnetinė molekulė. Joje yra du nesuporuoti elektronai, turintys vienodus sukinius. Deguonies molekulė yra stabili ir prie jos gana sunku prijungti elektroną. Katalizuojant atitinkamiems fermentams, palaipsniui deguoniui pernešant po vieną elektroną, susidaro superoksidas, vandenilio peroksidas ir hidroksiradikalas  (žr. pav.). Organizme laisvieji radikalai susidaro, veikiami išorės kenksmingų medžiagų, pvz., nikotino, oro teršalų ar sunkiųjų metalų. Savo kilme laisvieji radikalai gali būti pirminiai, antriniai ir tretiniai. Pirminiai radikalai (superoksidas, semiubichinonas) susidaro elektronų poras turinčių junginių vienelektroninės redukcijos metu. Visi laisvieji radikalai aktyviai…

Superoksido dismutazė (SOD) - fermentas, priskiriamas antioksidantiniams fermentams, apsaugantis ląsteles ir audinius nuo susidariusių aktyviųjų deguonies formų žalos. Superoksido dismutazė yra pirmoji antioksidacine apsauga, kuri katalizuoja superoksido virsmą vandenilio peroksidu: O2-• + O2-• + 2H+  →SOD H2O2 + O2. Audiniuose yra aptinkami skirtingi SOD izofermentai: citozolyje ir neląsteliniame skystyje esanti SOD savo aktyviajame centre turi po vieną Cu/Zn joną; mitochondrijų ir daugumos bakterijų - SOD centre yra Mn jonų, kai kurių bakterijų aktyviajame centre yra Fe ar Mn. SOD katalizuoja dviejų superoksido anijonų susijungimą (dismutaciją) į deguonies molekulę, o vandenilio peroksidas suskaidomas katalizuojant katalazei, hemą turinčiam fermentui. SOD ir katalazė, pašalindamos superoksidą ir vandenilio peroksidą, apsaugo ląsteles. Jei SOD yra perkrauta didelio superoksido kiekio ir nesugeba jo greitai detoksikuoti, tai perteklinis superoksido radikalas anijonas pažeidžia lipidus, pradėdamas jų peroksidaciją. SOD aktyvumą didina superoksido radikalai ir tam tikri cheminiai junginiai, nes ir pirmieji, ir antrieji skatina šio fermento sintezę ir didina jo kiekį. (T. p. žr. term. Antioksidantinio poveikio fermentai. ir Aktyviosios deguonies formos.)

Superoksidas - (superoksido anijonradikalas, superoksido anijonas) - tai deguonies molekulės jonas su nesuporuotu elektronu (cheminė formulė O2-•). Superoksido jonas yra laisvasis radikalas, vienas iš aktyviųjų deguonies formų. Turėdamas vieną nesuporuotą elektroną superoksidas yra priskiriamas laisviesiems radikalams, turi trumpą gyvavimo laikotarpį (nuo milisekundės iki sekundės), geba spontaniškai dismutuoti su vandeniu į deguonį ir vandenilio peroksidą. Turi paramagnetinių savybių. Superoksidas susidaro kai deguonies molekulė prisijungia vieną papildomą elektroną ir tuo pačiu dalinai redukuojasi (pilnai redukuotas deguonis yra vandens molekulėje), taip pat esant jonizuojančios spinduliuotės poveikiui. Jis yra priskiriamas reaktyvioms deguonies formoms ir vaidina svarbų vaidmenį oksidaciniame strese. Superoksido radikalas, normaliose fiziologinėse sąlygose,  pastoviai susidaro ląstelėje. Žmogaus organizme jis gali susidaryti, veikiant keliems mechanizmams. Adrenalinas, flavino nukleotidai, tiolio junginiai, gliukozė, kai kurie kiti junginiai gali oksiduoti deguonį ir taip susidaro superoksido radikalai. Superoksido susidarymo reakcijas labai pagreitina kintamojo valentingumo metalai nešikliai, tai - geležies ir vario jonai. Superoksidas gali susidaryti dėl fermentų, pvz., citochromo P450, oksidazės kepenyse ar fermentų, dalyvaujančių antinksčių hormonų sintezėje, poveikio. Pagrindinai superoksidas susidaro mitochondrijų kvėpavimo grandinėje nepilnutinės deguonies redukcijos metu, tam tikrų fermentinių reakcijų metu. Taip pat fagocituojančiose ląstelėse, veikiant NADPH oksidazės fermentams, susidaro superoksidas. Jis nėra stiprus oksidatorius ir gali būti antrinė signalinė molekulė. (T. p. plč. žr. term. Aktyviosios deguonies formos.)