Chemical Basis of Reactive Oxygen Species Reactivity and Involvement in Neurodegenerative Diseases

Abstract

Increasing numbers of individuals suffer from neurodegenerative diseases, which are characterized by progressive loss of neurons. Oxidative stress, in particular, the overproduction of Reactive Oxygen Species (ROS), play an important role in the development of these diseases, as evidenced by the detection of products of lipid, protein and DNA oxidation in vivo. Even if they participate in cell signaling and metabolism regulation, ROS are also formidable weapons against most of the biological materials because of their intrinsic nature. By nature too, neurons are particularly sensitive to oxidation because of their high polyunsaturated fatty acid content, weak antioxidant defense and high oxygen consumption. Thus, the overproduction of ROS in neurons appears as particularly deleterious and the mechanisms involved in oxidative degradation of biomolecules are numerous and complexes. This review highlights the production and regulation of ROS, their chemical properties, both from kinetic and thermodynamic points of view, the links between them, and their implication in neurodegenerative diseases.

Hesperidin attenuates altered redox homeostasis in an experimental hyperlipidaemic model of rat

“…Under stress conditions, ROS attacks plasma proteins and produces carbonyl groups on different amino acids. Several molecular mechanisms have been proposed for protein carbonylation, some of them being induced by direct ROS attacks and leading to protein cleavage via an alkoxide radical formation . We observed the elevated level of PCO in an atherogenic supplemented group of rats and further decreased level with hesperidin supplementation.…”

Активные Формы Кислорода В Водных Средах (Обзор)

“…Биологические и химические проблемы АФК обусловлены тем обстоятельством, что в основе метаболизма любого организма лежит баланс между системой антиоксидантной защиты (АОЗ) и прооксидантной системой (ПОС), важнейшие звенья которых протекают с участием АФК. Системы АОЗ и ПОС в совокупности образуют сложный иерархический узел окислительно-восстановительных процессов с положительными и отрицательными обратными связями, в результате которых в клетках постоянно генерируются свободные радикалы [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][16][17][18][19][20][21][22]. Их регулируют самые мощные и многоуровневые ферментные системы организма, что указывает на их исключительную важность для жизни клетки.…”

“…Проблемы, связанные с поведением активных форм кислорода и воды (АФК) в биологических объектах и водных средах, затрагивают широкий круг вопросов на стыке физики, химии, биологии и медицины [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10], возможно поэтому история их исследований имеет много драматичных моментов. Биологические последствия проявления АФК выявились после открытия радиоактивности и попыток ее использования на практике, хотя само понятие АФК появилось много позднее.…”

“…Из первых важнейшими являются супероксидный (О •− 2 ) или в протонированной форме -гидроперекисный (НО · 2 ) и гидроксильный (OH • ) радикалы. Из вторых -озон (О 3 ), синглетный кислород ( 1 О 2 ) и перекись водорода (Н 2 О 2 ) [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]. Активные формы кислорода могут порождать, регулировать и обрывать цепные реакции [11].…”

The Exacerbation of Aging and Oxidative Stress in the Epididymis of Sod1 Null Mice

“…Reactive oxygen species (ROS) generate chain reactions that can affect numerous biomolecules, including lipids, RNA, DNA, proteins [1][2][3][4]. The consequences of these biochemical reactions are part of the normal cellular function but, in excess, they can be deleterious and severely damage major cellular processes.…”