정상적인 생리상태에서 활성산소의 발생양과 항산화 방어기전의 활성은 균형을 이루고 있다고 하였는데, 그렇다면 인체내 항산화 방어기전이란 무엇인가?
유해한 활성산소가 세포와 DNA를 공격하는 것을 막아 우리 몸을 지켜주는 항산화 방어기전은 체내 항산화 효소체계 및 항산화 영양성분으로 구분된다.
우선 항산화 효소들은 하기와 같다;
① 시토크롬 산화효소
: 가장 독성이 큰 활성산소인 슈퍼옥사이드 라디칼(superoxide radical) 대한 최선의 방어책은 근본적으로 생성을 억제하는 것이다. 이에 시토크롬 산화효소는 산소를 물분자로 환원시키는 과정에서 한번에 4가 환원을 수행하기 때문에 슈퍼옥사이드 라디칼과 같은 O2의 1가 환원 산물을 생성하지 않는다.
② 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제(Superoxide Dismutase, SOD)
슈퍼옥사이드 라디칼을 좀 덜 독성있는 과산화수소와 산소로 환원시켜주는 작용을 한다.
2O2- + 2H+ → H2O2 + O2
③ 카타라아제(Catalase, CAT)
2H2O2 → 2H2O + O2
④ 퍼록시다아제(Peroxidase)
AH2O + H2O2 → 2H2O + A
항산화제 혹은 항산화 영양성분은 생체내에서 생성되거나 식이로부터 섭취될 수 있는데, 근본적인 역할은 유해한 활성산소에 의한 피해를 방지 또는 최소화하는 것이라 할수 있다.
이미 생성된 반응성이 큰 활성산소는 다른 안정된 물질을 산화하는 것을 시작으로 연쇄반응을 일으킬 수 있는데, 항산화제가 활성산소에 직간접적으로 작용하여 반응성이 약해지면, 연쇄반응의 개시나 진행이 어렵게 되는 것이다.
대표적인 항산화 영양소는 다음과 같다.
1) 비타민E와 비타민C
; 이 두 비타민은 상호간의 작용을 통해 지질 과산화 과정에서 지질 과산화물들을 제거하여 반응이 계속되는 것을 차단한다. 비타민E는 지용성으로 생체막에 주로 존재하여 막구성 다불포화지방산의 산화를 억제하는데 매우 효율적이므로 지질과산화 방지에 가장 중요한 구실을 하게된다.
Lipid(hydroperoxy)radical과의 반응 {(1)식}에서 생성된 비타민E radical(E․)은 두 개가 결합하여 dimer(E․E)를 형성함으로서 반응을 종결하기도 하지만 비타민C와 반응하여 {(2)식} 재생된다. 이렇게 비타민C는 active 비타민E의 regeneration에 이용되므로 항산화 기능을 나타내고 수용액 상에서 독자적인 기능 - 주로 Fe(Ⅲ)을 Fe(Ⅱ)로 환원시켜 lipoxygenase의 활성을 감소시킴 -을 발휘하기도 한다. (2)식에서 생성된 비타민C는 semidehydro ascorbate reductase 반응 {(3)식}을 통하여 NADPH에 의하여 환원, 재생된다.
(1) LO2․+ E → E․+ LOOH
(2) E․+ C →E +C․
(3) C․+ NADPH → C + NADP
즉, 비타민E는 프리 라디칼의 공격으로부터 세포막 지질의 불포화지방산을 보호해주는 방어제로 작용하고, 비타민C는 수용성 상태에서 지질과산화의 연쇄반응을 차단하며, α-tocopherol과 β-carotene과 같은 지용성 항산화제의 재생을 돕는다.
2) 베타카로틴과 카로티노이드 (β-carotene & carotenoids)
; 식물성 비타민A 전구물질로 널리 알려져 있는 베타카로틴과 카로티노이드는 그 자체가 갖는 singlet oxygen quenching 효과로서 항산화 기능을 한다.
위의 항산화 비타민 혹은 식물영양 성분 외에도 항산화 효소들의 구성성분으로 알려진 망간, 아연, 구리, 셀레늄 등의 섭취는 항산화 효소들의 활성을 증가시켜 활성산소로부터 인체를 방어하는데 중요한 역할을 함이 알려져 있다는 점도 참고하기 바란다.
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