의료적으로는 인체에서는 생체의 생존을 위한 에너지를 얻기 위해서에는 전자 전달과정이 극대화되는데 리언 극대화된 전자(-)가 간혹 정상적인 산소(O2)와 결합(산화)하여 활성산소(O2− ) 가 만들어진다. 이 활성 산소는 화학적인 반응도가 매우 높아서 세포를 구성하고 있는 유전자, 단백질, 지질 등 여러 중요물질들과 반응하여 세포기능물질들을 변화시켜제기능을하지못하게하고세포손상을가져오게된다. 주로 미토콘드리아에서 에너지 생산에 사용되는 전자 중 일부가 활성산소를 생성하나 세포막에서도 활성산소가 만들어 지기도 한다. 산화 스트레스의 최종적인 물질은 Free Radical. 활성 산소는 불안정하고 에너지가 높은 산소인 O2− 는 산소가 미토콘드리아 내에서 영양성분을 대사하여 에너지를 생성하고 물과 이산화탄소( H2O ,CO2 )변환되는 정상 대사 과정에서 반응을 완료하지 못하고 생성되는 약 1%이상의 결합력이 강력한 상태의 음전자를 하나더 가진 산소를 말한다. I-I 활성산소 발생 원인 1. 정상적인 호흡 I-II 활성 산소 DNA 손상 메카니즘 활성 산소O2− 는 세포 신호 전달과 항상성 유지에 반드시 필요한 산화환원신호의 매개체 역활과 면역세포 생성의 시그널 역활을 하기도 하지만, 필연적으로 불안정도가 높아 활성산소의 전자(e-) 와 양성자와 결합하게 되는데 이 때 주위의 조직이 단백질, 지질.세포막, DNA(DNA의 구아노신의 -OH 가 결합되어 있는 곳에 활성산소의 전자(e-)가 음전하를 더해 음전하를 띤 -OH−가 구아닌의 탄소와 결합해 8-OHdG가 된다.) 등의 정상 세포 조직이다. 이 때문에 세포를 변형시키거나 파괴하는 역활을 하는데 노화와 암.심혈관질환.당뇨병 등의 질병을 일으키는 주된 원인이 되는 것이다. 적당하지 않는 과량의 활성산소는 현대인의 노화와 성인 질환의 90%이상의 원인이 된다. I-III 활성산소의 제거 인체에 치명적인 활성산소는 SOD에 의해 과산화 수소로 분해된다. 이로인해 합성된 과산화 수소 또한 불안정하여 카탈라제나 글루타치온 퍼옥시다제,퍼옥시레독신 등에 의해 추가로 분해 합성 과정을 통해 물과 산소로 분해.합성된다. 직접작용하는 항산화 물질(효소) 간접 작용하는 항산화 물질(효소등) I-IV 활성산소가 일으키는 질환들 활성 산소가 일으키는 대표적 질환과 그 메카니즘 II-I SOD의 기능 O2− + 2H+ ——————–SOD ——————->H2O2 필수 미네랄 중 구리(Cu) .아연(Zn) .망간(Mn)이 펩타이드와 결합으로 항산화 효소를 구성한다. II-III SOD의 연령대별 생산 능력 연령에 따른 활성산소와 면역력 질환 비교활성산소를 없애는 항산화 효소(SOD) 생산력은 25세를 정점으로 40대에는 항산화 효소가 50%가량 줄고, 60대가 되면 90%가량 감소하다가, 80대가 되면 항산화 효소는 거의 없어진다.연령의 증가에 따른 활성산소의 증가는 필연적으로 면역력의 감소와 피부를 포함 한 모든 신체 장기의 기능을 저하시킬 뿐만 아니라 심혈관 질환이나 암의 발생을 증가시키므로 원인인 활성산소를 제거하려면, 유일한 인체내 역활자인 항산화 효소(SOD)의 활성과 량을 증가시키는 것이 가장 효율적인 항노화 치료이다. III. SOD 이후의 항산화과정 Catalase : Fe(III) 이 4개의 포리펩타이드의 N 과 결합한 형태로 과산화수소를 만나면 +전하를 내주고 Fe(IV)로 변하면서 H2O 와 O 분리하고 이때 남은 O를 또 다른 H2O2과산화수소와 만나 자신은 안정된 Fe(III) 로 돌아오고 H2O와 O2를 생성해서 배출한다. III-II. Glutathione Peroxidase 적혈구에 있는 효소.단백질 집합체 α-LIPOIC ACID(신델라주사) : L-CARNITINE(카르니틴) : β-CAROTENE : 2개의 Vit.A로 전환 되는 전구물질 Coenzyme Q10(코엔자임큐텐): ANTHOSYANIN(안토시아닌): 대표적 항산화 물질의 작용 메카니즘
산화(oxidation)는 분자, 원자 또는 이온이 산소를 얻거나 수소 또는 전자를 ‘잃는’ 것을 말한다.
환원(reduction)은 분자, 원자 또는 이온이 산소를 잃거나 수소 또는 전자를 ‘얻는’ 것을 말한다.
이러한 활성산소는 암, 당뇨병, 퇴행성신경질환 등 여러 가지 질병을 악화시키는 요인으로 작용하며 궁극적으로는 노화의 근원이라고 생각된다.
I. 활성산소(Super Oxide Radical. O2− )
활성산소가 정상세포를 공격해서 생기는 문제들을 산화 스트레스라 한다. 과산화수소(H2O2)나 하이드록시레시칼(OH− )을 활성 산소에 포함 시키기도 하나 정확하게는 이들은 좀 다른 의미이다.
2. 인체의 방어기전 : 백혈구가 세균을 죽일 때 .세균의 활동
3. 격렬한 운동을 할 때
4. 과도한 스트레스에 의한 대사 증가
5. 음식 또는 화학물질이 체내에 들어올 때
6. 불완전 연소된 기체 흡입(담배연기: 니코틴, 일산화탄소)
7. 자외선, 방사선 :
8. 갑작스런 혈류 증가 : ‘허혈 재관류 손상’
9. 오존(O3): 옥시크린 등 산소계 표백제
O2− + 2H+ ——————–SOD ——————->H2O2
2H2O2 ——————Catalase———————> 2H2O + O2
H2O2 + 2GSH ———Glutathione Peroxidase———-> 2H2O + GSSG
Prx(reduced) + H2O2——Multienzyme Regulation—–> Prx(oxidized) + 2H2O
Minerals( Fe. Se. Cu.Mn. etc)
II. 항산화효소 Superoxide dismutase (SOD) .초과산화물불균등화효소
활성 산소를 제거하는 인체내 효소
SOD는 활성산소(Super Oxide Radical. O2− )와 수소를 결합시켜 과산화수소로 분해한다.
II-II SOD의 종류
인체에는 아래 3종류의 항산화효소만 존재한다.
SOD에 의해 생성된 H2O2 를 카탈라제(Catalase),글루타치온 퍼옥시다제(Glutathione Peroxidase),퍼옥시레독신(Peroxiredoxin) 등의 효소가 물과 산소로 분해한다.
III-I. Catalase
H2O2 + Fe(III)-E → H2O + O=Fe(IV)-E(.+)
H2O2 + O=Fe(IV)-E(.+) → H2O + Fe(III)-E + O2
2개의GSH( Monomeric Glutathione)이 과산화수소수와 결합하여 2개의 유황을 포함하는 하나의 GS–SG(Glutathione Disulfide)와 2개의 H2O로 가는 과정의 효소
1) 2GSH + H2O2 ——–Glutathione Peroxidase———→ GS–SG + 2H2O
2)RSeH(Simple Selenium Compound Protein) + H2O2 → RSeOH + H2O
RSeOH + GSH(Glutathione) → GS-SeR + H2O
GS-SeR + GSH → GS-SG + RSeH
3)GS–SG + NADPH + H+ ——Glutathione Reductase—→ 2 GSH + NADP+.
III-III. Peroxiredoxin
Prx(Peroxiredoxin). Thioredoxin (Trx)
자연계 대표적인 항산화 물질
파인엑솔(오레가노 꿀, 블랙커런트, 블루베리, 아로니아베리, 아사이베리, 노니 등), 카로테노이드류(베타카로틴, 라이코펜, 루테인), 플라보노이드류(안토시아닌, 카테킨, 레스베라트롤, 프로안토시아니딘), 이소플라본류(제니스테인, 다이드제인), 비타민, 미네랄 등
인체내 대표적인 항산화 물질
셀레늄(Selenium,Se)
20여 종이상의 셀레늄함유단백질의 키성분으로 생물학적으로 주로 셀레노시스테인의 형태로 존재한다.( 셀레노시스테인은 인체내 강력한 촉매제와 항산화제인 글루타치온의 성분중 하나인 시스테인과 비슷하나 분자말단에 유황대신 셀레늄이 들어있다.)
구리(Cu) .아연(Zn) .망간(Mn). 철(Fe)
SOD의 펩타이드를 연결하는 미네랄
비타민 E. C.A.K
항산화 작용의 조효소
GLUTATHION(백옥주사) : Cysteine ,Glycine, Glutamic acid 의 복합체.
1)강력한 항산화제.
2)간에서 독성물질 용해.
3)멜라닌세포에서 검은색 멜라닌대신 노란색 멜라닌을 합성하게 한다.
1) 강력한 항산화제
2)글루타치온 생성을 증가
3)뇌의 시상하부 내에 있는 단백질의 활성도를 떨어뜨려 식욕 억제 효과
1)지방을 미토콘드리아내로 옮긴 후 에너지와 물, 이산화탄소로 분해
2)혈액속의 당을 물과 이산화탄소로 분해
3)뼈를 단단하게 하고 질량을 유지. 근육의 힘을 강화 .정자 생산.
미토콘드리아에서 구연산회로에 의해 ATP(에너지)를 생산하게하는 조효소.Vit.E가 항산화작용을 하면서 불안정한 물질로 바뀌면 안정된 Vit.E로 바꿔준다.
식물의 색소로 수소 이온 농도에 따라 노란색 파란색 . 보라색, 빨간색을 띠며 이 수소가 활성산소와 결합하여 항산화 작용을 한다.(수국은 반대)
Peroxiredoxin :
적혈구에서 항산화작용
Catalase:
Polyphenol(폴리페놀)
