H D B M B – 4 0 G O D I N A

HRVATSKO PRIRODOSLOVNO DRU[TVO (OSNOVANO 1885.) Mjese~nik za popularizaciju

prirodnih znanosti

Godina 106., Broj 1049

25 KUNAPriroda izlazi od 1911. godine

ISSN 0351-0662

1–2/16.

Priroda

PRIRODA • SIJE�ANJ/VELJA�A • 2016. 33

B I O E N E R G E T I K A

neke autoimunosne bolesti (reumatoidni artritis, multipla sklero-za, psorijaza) te neurodegenerativne bolesti živ�anog sustava (Alzheimerova bolest ili Parkinsonova bolest). Naposljetku, i na-stanak tumora tako�er može biti povezan s tzv. oksidativnim stresom koji je posljedica prekomjernog lu�enja reaktivnih radi-kala. Neke tvari iz okoliša koje unosimo u organizam, kao što su alkohol, duhan i masno�a, tako�er mogu potaknuti prekomjer-no stvaranje reaktivnih radikala i tako štetno djelovati na orga-nizam kao što to može i izlaganje UV-zra�enju (prekomjerno sun�anje).

Radikalne kemijske vrste nepovratno ošte�uju osnovne biološ-ke molekule organizma (proteine, nukleinske kiseline, lipide i ugljikohidrate) i po novim saznanjima uvelike su zaslužne za procese starenja. Primjerice, poznato je da radikali mijenjaju strukturu proteina kolagena u potkožnom vezivnom tkivu te time uzrokuju starenje kože koje vidimo kao naboranost, što je jasno vidljiva promjena tijekom starenja.

Organizam se od prekomjerne koli�ine radikala štiti antioksi-dativnim enzimima (superoksid-dismutaza, glutation-peroksi-daza i katalaza) koji se nalaze u ve�ini stanica i tkiva u organiz-mu (sl. 1.). Sli�nu ulogu u zaštiti od radikala imaju i neenzimski antioksidansi, tzv. �ista�i reaktivnih radikala.

Tihomir BALOG, Zagreb

Radikali su kemijske vrste (molekulske ili atomske) s jed-nim ili više nesparenih elektrona. Nespareni elektron �ini atom ili molekulu kemijski vrlo reaktivnom. To je

jedan od glavnih razloga zbog kojeg su kemijski radikali agresiv-ni prema biološkim molekulama (proteinima, masnim kiselina-ma i DNA) te ih ošte�uju. Aerobnim organizmima za život je potreban kisik, no dio kisika može se nizom kemijskih reakcija u organizmu pretvoriti u štetne radikalne kemijske vrste, primjeri-ce u superoksidni anion (•O2

�) ili u hidroksilni radikal (•OH). Superoksidni anion nastaje kada se jedan elektron veže za mole-kulu kisika. a kada se pak za molekulu kisika vežu dva elektrona nastaje peroksidni anion, koji sam po sebi nije radikalna vrsta, ali vrlo lako prelazi u izrazito reaktivni hidroksilni radikal.

Osim radikala kisika (engl. ROS) postoje i drugi radikali kao što su radikali dušika (engl. RNS), ali i druge radikalne vrste koje nastaju u procesu lipidne peroksidacije u stanici. Od posebnoga fiziološkog zna�enja su dušikovi radikali. Na primjer, molekule dušikovog(II) oksida u organizmu mogu služiti kao vazodilatatori ili neurotransmitori, ovisno o mjestu djelovanja. Ve�ina radikal-nih kemijskih vrsta u organizmu nastaje u stani�nom organelu –mitohondriju tijekom procesa oksidativne fosforilacije, a u svr-hu proizvodnje energije za stanicu odnosno organizam. No, ke-mijski radikali mogu nastati i tijekom nespecifi�ne imunosne reakcije u procesu obrane organizma od stranih mikroorganiza-ma, i takav u�inak nije štetan. Prekomjerno stvaranje kisikovih radikala kao naj�eš�ih radikalnih kemijskih vrsta u organizmu povezano je s nastankom velikog broja poreme�aja i bolesti, kao što su bolesti krvožilnog sustava (prvenstveno arterioskleroze),

Kemijski RADIKALI I ZDRAVLJE

Dr. sc. Tihomir Balog je znanstveni savjetnik i voditelj Laboratorija za mi-tohondrijsku bioenergetiku i dijabetes Zavoda za molekularnu medicinu Instituta Ru�er Boškovi� u Zagrebu, te profesor na Odjelu za Biotehnolo-giju Sveu�ilišta u Rijeci. �lan je predsjedništva i tajnik Hrvatskog društva za biokemiju i molekularnu biologiju, a od 2012. godine �lan je i Odbora za stipendije Federacije europskih biokemijskih društava.

PRIRODA • SIJE�ANJ/VELJA�A • 2016.34

B I O E N E R G E T I K A

Naj�eš�i takvi �ista�i su vitamini E, C i A, te metaloid selenij, koje u organizam unosimo hranom koja je bogata tim sastojci-ma (svježe vo�e i povr�e). Vitamini i minerali sposobni su preu-zeti nesparene elektrone iz reaktivnih radikala, koji ih �ine ke-mijski agresivnima, te time indirektno štite stanice i tkiva od ošte�enja koje bi uzrokovali reaktivni radikali. Neravnoteža iz-me�u lu�enja (nastajanja) radikalnih vrsta u organizmu s jedne strane te antioksidativnih enzima i �ista�a reaktivnih radikala s druge, vodi do stanja koje zovemo oksidativni stres (sl. 2.).

Istraživanja vezana uz utjecaj reaktivnih radikala na organi-zam provode se u više laboratorija na Institutu Ru�er Boškovi� u Zagrebu. Jedan od laboratorija je i Laboratorij za mitohon-drijsku bioenergetiku i dijabetes (LaMBDa) na Zavodu za mo-lekularnu medicinu IRB-a. U laboratoriju se u okviru projekta Hrvatske zaklade za znanost pod nazivom »Sirtuin3 kao po-

srednik mitohondrijske funkcije u estrogen-ovisnoj otpornosti na oksidativni stres i prehranu s visokim udjelom masti« izu�a-va poreme�aj oksidacijsko-redukcijske ravnoteže u stanici zbog pove�anog stvaranja reaktivnih kisikovih vrsta, što u kona�ni-ci uzrokuje oksidativni stres koji za posljedicu ima oksidacijska ošte�enja proteina, lipida i nukleinskih kiselina, te doprinosi smanjenu mitohondrijske funkcije. Cilj projekta je razjasniti u�inak hormona estrogena u stanjima oksidatvnog stresa te razjasniti povezanosti izme�u proteina SIRT3 te mogu�eg u�inka estrogena na funkciju mitohondrija i o spolu ovisnu ot-pornost na oksidativni stres.

Literatura1. Halliwell B, Gutteridge, JMC. Free radicals in biology and medici-

ne. Oxford: Clarendon Press, 1989

Slika 1. Putovi eliminacije reaktivnog radikala superoksidnog aniona antioksidativnim enzimima do neškodljive vode i kisika.

Slika 2. Oksidativni stres.

KAKO ]ETE POSTATI PRETPLATNIK »PRIRODE«?

1. Po{aljite nam svoju adresu obi~nom po{tom (̂ asopis Priroda, Hrvatsko prirodoslovno dru{tvo, Trg žrtava fašizma 10, 10000 Zagreb), telefo-nom (01-468-0240) ili elektroničkom po{tom (priroda hpd.hr).

2. ̂ ekajte da vam do|e prvi broj Prirode s uplatnicom. Kada je uplatite, postali ste na{ pretplatnik!

ŽELITE LI KUPITI OVAJ BROJ »PRIRODE« JAVITE NAM SE TELEFONOM (01-468-0240)

ILI ELEKTRONIČKOM POŠTOM (priroda hpd.hr). POŽURITE BROJ PRIMJERAKA JE OGRANIČEN.

ŽELITE LI PODRŽATI ČASOPIS »PRIRODA«, JEDAN OD STARIJIH ČASOPISA ZA POPULARIZACIJU

ZNANOSTI U SVIJETU, POSTANITE NAŠ PRETPLATNIK!