Tıp Araştırmaları Dergisi: 2011 : 9 (1) : Hayvan ve bitkilerde oksidatif stres ile antioksidanlar. Emrah Çaylak

Transkript

1 Tıp Araştırmaları Dergisi: 2011 : 9 (1) : T AD DERLEME Hayvan ve bitkilerde oksidatif stres ile antioksidanlar Sağlık Yüksekokulu, Biyokimya AD, Çankırı Karatekin Üniversitesi 18200, Çankırı/ Türkiye Özet Serbest radikaller aerobik metabolizma esnasında hayvan ve bitkilerde üretilirek, memeli ve bitkilerde lipit peroksidasyonu, protein ve DNA hasarı ile hücrelerin ölümüne neden olmaktadır. Ayrıca insanlarda oksidatif strese bağlı olarak Alzheimer, Parkinson, romatoid artirit, diabetes mellitus gibi rahatsızlıklar meydana getirdikleri de bilinmektedir. Yaşlanmaya da, serbest radikallerin çok fazla birikerek veya hücrenin tamir yeteneğini bozarak neden olduğu da ileri sürülmektedir. Geniş literatür kaynaklarına göre diyetle alınan antioksidanlar, serbest radikallere karşı korunmada yararlıdır ve insanlarda pek çok hastalığın ve kanserin önlenmesinde önemli rol oynarlar. Oksidatif strese karşı bu etkilerini zincirleme şekilde ilerleyen lipit peroksidasyonu gibi serbest radikal üreten basamaklara etki ederek, direkt olarak reaktif oksijen türleri (ROS) konsantrasyonunu azaltarak, serbest radikal üretimini başlatan ilk radikali etkisiz hale getirerek ya da geçiş metalleri ile şelat oluşturarak gösterirler. Antioksidan enzimler ve antioksidanlar serbest radikallerin temizlenmesinde sinerjistik etkiler sergiler. Hayvan ve bitkilerdeki enzimatik ve enzimatik olmayan oksidatif savunma sistemi mekanizmalarının bilinmesi, gelecekteki çalışmalar için faydalı bir prensip oluşturacaktır. Anahtar Kelimeler: Oksidatif stres, antioksidan, serbest radikal, hayvan, bitki Yazışma Adresi: Yard. Doç. Dr. Emrah ÇAYLAK (PhD), Sağlık Yüksekokulu, Biyokimya AD, Çankırı Karatekin Üniversitesi 18200, Çankırı/ Türkiye emrah333@hotmail.com Oxidative stress and antioxidants in the animals and the plants Abstract Free radicals and other reactive species are produced during the aerobic metabolism in the animals and plants. Those caused the deaths of cells by lipit peroxidation, damage in protein or DNA of mammals or plants. In addition, it is known that they also induced with oxidative stress the incidence of Alzheimer, Parkinson, rheumatoid arthritis or diabetes mellitus. In humans, it is also suggested that the free radicals caused the aging with accumulating so much or impaired the repairing ability of cells. According to large literature, the antioxidants in diet are useful in protection to free radicals and they are important to prevent much human diseases and cancer. They could these effects to oxidative stress by inhibiting the producing chained pathways of free radicals as lipit peroxidation, directly reducing the concentrations of reactive oxygen species (ROS), deactivating the first radical that started the generation of free radicals, and chelation with transition metals. Antioxidant enzymes and antioxidants exert synergistic actions in scavenging free radicals. The knowledge of enzymatic and non-enzymatic oxidative defense mechanisms of animals and plants will serve as a guiding principle for future studies. Key Words: Oxidative stress, antioxidant, free radical, animals, plant Bitkiler güneş enerjisini redükte moleküllere dönüştürmekte; memeliler ise bu redükte molekülleri birçok biyokimyasal basamak sonucunda CO 2 ve H 2 O ya indirgeyerek, enerjiyi kullanılabilir ve depo edilebilir yüksek enerjili ATP (Adenozin trifosfat) gibi fosfat bileşiklerine

2 74 çevirmektedir. Bu indirgenme-yükseltgenme reaksiyonları redoks reaksiyonları olup; okside edilebilir moleküllerden oksijene elektronların transferini içermektedir. Bir maddede elektronların kaybedilmesine oksidasyon; diğer bir maddenin ise elektronları almasına redüksiyon adı verilmektedir. Redoks reaksiyonları sadece elektronların transferi ile değil; aynı zamanda kovalent bağlarda elektron yörüngelerinin değişmesi ile de meydana gelmektedir. Okside olmuş ajanlar ise oldukça elektrofilik oldukları için, diğer moleküllerden elektron alabilmekte ve böylece serbest radikalleri meydana getirmektedirler (1). Serbest radikaller dış yörüngesinde paylaşılmamış bir elektron taşıyan kimyasal ürünlerdir. Radikal olmayan bir atom veya molekülden bir elektron çıkmasıyla ya da atom veya moleküle bir elektron ilavesiyle oluşurlar. Oluşan radikaller çok reaktif ve anstabildirler. Diğer moleküllere elektron verebildiklerinden ya da onlardan elektron alabildiklerinden dolayı vücutta indirgeyici veya yükseltgeyici olarak davranırlar (2-4). Organizmada oluşan serbest radikaller endojen ve ekzojen kaynaklıdır. Memelilerde, mitokondriyal elektron transport zinciri (ETZ), fagositik ve endotelyal hücrelerdeki oksidatif reaksiyonlar, redoks döngüleri, araşidonik asit metabolizması, otooksidasyon reaksiyonları esnasında ksantin oksidaz ile NADPH (nikotinamid adenin dinükleotid fosfat) oksidaz gibi enzimlerinin etkisiyle meydana gelirler. Ekzojen kaynaklar ise endüstriyel kirleticiler, ilaçlar, diyet, iyonize radyasyon, ultraviyole (UV) ışık, sigara dumanı ve ksenobiyotiklerdir (4). Bitkilerde ise serbest radikaller endojen olarak kloroplastlardaki fotosentez reaksiyonlarında, plastit ve peroksizomlarda, mitokondrilerdeki sitrik asit döngüsünde NADPH oksidaz, hücre duvarı peroksidazları ve amino oksidazlar gibi enzimlerin etkisiyle oluşur (5-7). Kuraklık, düşük ve yüksek ısı değerleri, ağır metaller, UV ışık, beslenme noksanlıkları, yüksek derecede tuzlu ortam, yüksek ışık stresi ve hipoksi ise ekzojen serbest radikal kaynaklarıdır (8,9). Serbest radikallerin oluşturduğu oksidatif stres; normal fonksiyon gösteren hücre ve organizmalardaki moleküllerde enzimatik olmayan oksidatif hasarın birikimi ile karakterize olmuş durumu ifade etmektedir (10). Bitkilerde ve memelilerdeki en yoğun olarak oluşan serbest radikaller ROS ve reaktif nitrojen türleri (RNS) olarak sınıflandırılmaktadır. Memelilerdeki Başlıca Serbest Radikaller Reaktif Oksijen Türleri (ROS): ROS, serbest radikallerin dış orbital yörüngesinde paylaşılmamış bir elektron ile bir oksijen atomu bulunması ile karakterizedir. Oksijenin indirgenmesi ya da oksijene iyonize radyasyonun etkimesi ile meydana gelirler. En önemlileri şunlardır (2,4,10): O 2 -. (Süperoksit) radikali: Moleküler oksijenin (O 2 ) bir elektron transferi sonucu indirgenmesi ile kararsız bir yapı olan O 2 -. radikali oluşur. İn vivo; adrenalin, flavin nükleotidleri, tiyol içeren bileşikler, glukoz ile demir ve bakır gibi geçiş metallerinin oksijene etkisiyle meydana gelmektedir. Mitokondrilerdeki ETZ, karaciğerde sitokrom P 450, adrenal medullada hormon sentezi, damar endotelinde nitrik oksitlerin elimine edilmesinde, fagozitozda, hücre büyümesi ve farklılaşmasında meydana gelmektedir (11): H 2 O 2 (Hidrojen peroksit): O 2 -. ye bir elektron transferi (süperoksit dismutasyonu) ya da O 2 ye iki elektronun eklenmesi (indirgenme) ile veya glikolat oksidaz ve D-amino asit oksidaz ile direkt olarak meydana gelir (2). OH. (Hidroksil) radikali, Fenton ve Haber-Weiss reaksiyonları: Moleküler oksijene üç elektron transferi ile meydana gelir. Serbest radikallerin çoğu zararlı etkileri hidroksil radikali ile oluşur. H 2 O 2 ve O 2 -. bir veya daha fazla çiftleşmemiş elektron taşıyan, ve serbest radikal karakterli geçiş metalleri ile reaksiyona girerek ya da diğer etkilerle hidroksil radikalini oluştururlar (12). Fenton reaksiyonu: H 2 O 2, Fe +2 ve diğer geçiş metalleri (Cu, Zn, Mn, Cr, Co, Ni, Mo) varlığında indirgenerek OH. radikali oluşturur: -. Haber-Weiss reaksiyonu: H 2 O 2, O 2 ile reaksiyona girerek (Fe +2 ve Cu +2 katalizi ile)

3 75 Fehidroksil radikalini oluşturur: Suyun yüksek enerjili iyonizan radyasyona maruz kalmasıyla da OH. oluşur: H 2 O 2 nin UV ışığına maruz kalması ile de OH. oluşabilir: HOCl (Hipokloröz asit): Bağışıklık sistemine ait fagositik özellikli nötrofiller içerdikleri myeloperoksidaz enzimi aracılığıyla O 2 -. nin dismutasyonuyla oluşan H 2 O 2 i, klorür iyonuyla birleştirerek güçlü bir antibakteriyel ajan olan HOCl ye dönüştürürler (13): Reaktif Nitrojen Türleri (RNS): Biyolojik sistemlerde oluşan reaktif nitrojen türlerinin en önemlisi nitrik oksittir: Nitrik Oksit (NO): Bir atom azot ile bir atom oksijenin çiftleşmemiş elektron vererek birleşmesinden meydana gelmiştir ve bu yüzden radikal tanımına uymaktadır. Damar endotel hücrelerinde nitrik oksit sentaz enzimi aracılığıyla L-arjininden sentezlenir. NO nun yarı ömrü saniyedir. Bu nedenle üretimi hakkında fikir sahibi olabilmek için NO 2 ölçümleri yapılmaktadır. Düz kaslarda siklik guanozin monofosfat (cgmp) sentezini uyarıp damar gevşemesini sağlar. NO metabolize olurken moleküler oksijen ile bağlanıp azot dioksit (NO 2 ) oluşturur: NO nun vücuttaki ROS lar ile reaksiyon vererek güçlü bir oksidan olan peroksinitrit (ONOOH) oluşturduğu ve bunun da ileri dekompozisyonla OH. radikali meydana getirdiği ifade edilmektedir: Singlet O 2 ( 1 O 2 ): Oksijen elektronlarından birinin dışarıdan enerji alması sonucu kendi dönüş yönünün tersi yönde olan farklı bir yörüngeye yer değiştirmesi neticesi oluşabileceği gibi; süperoksit radikalinin nitrik oksit ile reaksiyonu ve hidrojen peroksitin hipoklorit ile reaksiyonu sonucunda da oluşabilir (14). R. (Alkil radikali, organik radikaller): Hidroksil radikali; yağ asitleri, nükleik asitler, karbonhidratlar ve proteinler gibi çeşitli moleküllerden bir proton çıkarıp karbon merkezli organik radikallerin oluşmasına neden olur (15). HO 2. (Hidroperoksil radikali): Süperoksit radikalinin düşük ph da (pk a 4.8) protonlanmasıyla oluşur ve daha kuvvetli bir oksidandır(16): LO. (Alkoksil radikali): Fe +2 gibi geçiş metallerinin lipit hidroperoksidi indirgemesi ile oluşur, okside low-density lipoprotein (LDL) oluşturarak hücre ölümüne yol açar (2,17). OH. ise biyolojik olarak yıkıcı bir moleküldür. Ayrıca, peroksinitrit de tirozin gibi fenolik amino asitleri nitrolayarak toksik nitro-türevleri (nitrotirozin) oluşturmaktadır. Sonuç olarak NO, endotel hücre disfonksiyonu, ateroskleroz, hipertansiyon ve kalp-damar hastalıklarında rol oynayabilmektedir (18). Bitkilerdeki Başlıca Serbest Radikaller Bitkilerde Aktif Oksijen Türleri (AOS): Bitkiler de memeliler gibi enerji üretimi için oksijen kullanmaktadırlar ve O 2 nin H 2 O ya indirgenmesi esnasında bitki biyokimyacıları tarafından aktif oksijen türleri (AOS) olarak adlandırılan O.- 2, H 2 O 2 ve OH. açığa çıkarmaktadırlar. Fazla miktarda alınan enerji O 2 yi daha fazla reaktif olan singlet oksijene ( 1 O 2 ) dönüştürür (19). 1 O 2 diğer biyolojik moleküller ile reaksiyona girerek endoperoksit ya da hidroperoksit türevlerine dönüştürür (4). O.- 2, oldukça reaktiftir; yarı ömrü 2-4 μsn kadardır ve bu nedenle biyolojik membranları geçmeden hemen H 2 O 2 ye SOD ile dismutasyona uğratılır..- Ayrıca O 2 metal içeren enzimlerdeki Fe +3 ve Cu +2 yi ve quinonları indirgeyerek aktivitelerini ortadan kaldırır. O.- 2 den oluşan hidroperoksil

4 76 radikalleri (HO. 2) de biyolojik membranların sulu fazlarından geçerek, poliansatüre yağ asitlerinden ve lipit hidroperoksitlerden hidrojen atomu çıkarır ve oto-oksidasyona neden olurlar (4). H 2 O 2 ise orta derecede reaktif ve daha uzun ömürlü (1 msn) bir serbest radikaldir. Enzimlerin tiyol gruplarını okside ederek onları inaktif hale getirir. Bitkilerde özellikle Calvin döngüsü enzimleri, CuMg-SOD ile Fe-SOD H 2 O 2 tarafından inaktive edilmektedir (20). En reaktif AOS molekülü olan hidroksil radikali (OH. ) ise H 2 O 2 den metal katalizörlerin kullanıldığı Haber- Weiss veya Fenton reaksiyonları ile oluşmaktadır. OH., hücrelerin eliminasyonunda kullanılabilecekleri bir enzim sistemi olmadığından kolayca tüm biyolojik moleküller ile reaksiyona girebilir ve fazla miktarda üretildiğinde ise hücrelerin ölümüne sebep olur (4). Bitkilerdeki AOS kaynakları: CO 2 tutumunun sınırlanması, ozon, kuraklık, aşırı tuzlu veya çok düşük ya da yüksek ısı ortamları gibi çevresel faktörler ile Calvin döngüsü ile NADP + oluşumu ve fotosentez basamaklarında O 2 nin ileri basamaklarda indirgenmesi sonucunda süperoksit radikali ile singlet oksijen meydana gelmektedir (21). CO 2 solunumu esnasında peroksizomlarda NADP + oluşturulmasında, lipit katabolizmasınının son ürünü olan yağ asitlerinin β-oksidasyonu sonucunda da H 2 O 2 meydana gelmektedir (22). Peroksizomlardaki pürin katabolizmasında ksantinin, ksantin oksidazla ürik aside oksidasyonunda O.- 2 ve ürik asidin de allontoine oksidasyonu sonucunda CO 2 ve H 2 O 2 oluşmaktadır (23). Büyüme ve fazla enerjinin gerektiği hallerde elektron transport zincirine fazla yüklenildiğinde de O.- 2 oluşabilmektedir (24). Ayrıca bitkilerde özellikle sitokrom P 450 tarafından yapılan sitoplazma ve endoplazmik retikulumdaki detoksifikasyon reaksiyonları ile ilgili çok az bilgi bulunmasına rağmen; O.- 2 açığa çıktığı bildirilmiştir (25). Bitkilerde AOS, plazma membranlarında ve ekstraselüler olarak apoplastlarda da oluşabilmektedir. Patojenlere karşı memelilerdeki fagositlerde görülen oksidatif patlama, bitkilerde plazma membranlarında NADPH oksidazlar tarafından gerçekleştirilmekte ve bu durum difenil iyodinyum gibi inhibitörler ile engellendiğinde H 2 O 2 oluşmamaktadır (26). Ayrıca apoplastlarda oluşan H 2 O 2 nin kaynağı ise yine NADPH oksidazlar, germin-benzeri okzalat oksidazlar, amino oksidazlar ve ph-bağımlı hücre duvarı peroksidazlarıdır. Hücre duvarına ait peroksidazlar alkalinizayon sonucunda oksidatif patlama oluşturmakta ve H 2 O 2 açığa çıkarmakta; okzalat oksidazın okzalatı indirgemesi ile CO 2 ve H 2 O 2 ; yine amino oksidazların bitkilerdeki amin ve aldehit türevlerinin yıkımında da NH 3 ve H 2 O 2 oluşmaktadır. Bu H 2 O 2 ler ise duvara bağlı peroksidazlar tarafından hücre duvarının lignifikasyonu ve sıkılaştırılmasında, normal büyüme aşamasında ve ayrıca yaralanma ve patojenler gibi dış uyarımlara yanıt olarak kullanılmaktadır (27). Bitkisel biyolojik sistemlerde AOS un etkileri: Bitkilerde AOS ların meydana gelmesi sonucunda enzimlerin direk olarak inhibisyonu, proteinlerin oksidasyonu, membranlarda meydana gelen lipit peroksidasyonu ile toksik bileşiklerin ortaya çıkması ve oksidatif DNA ile RNA hasarı ortaya çıkmaktadır. AOS ve lipit peroksidasyonu sonucunda askorbat, glutatyon ve α-tokoferol gibi bazı küçük moleküller etkisizleştirme reaksiyonlarında tükenmekte; DNA ve proteinler gibi büyük moleküllü yapılar ise hasara uğratılmaktadır (28). Mitokondri taşıyan bitkisel ve hayvansal organizmalarda yoğun olarak ETZ esnasında oksijen kullanılması nedeniyle AOS ile ROS meydana gelmekte ve buna bağlı olarak buradaki enzimler etkilenebilmektedir. Hayvansal organizmalarda NADH dehidrojenaz (Kompleks I), süksinat dehidrojenaz (Kompleks II) ve ATP sentaz (Kompleks V) enzimlerinin mitokondride ROS ile inhibe olduğu veya hasara uğratıldığı bildirilmiştir (29). Bitkilerde ise AOS tarafından inhibe edildiği bildirilen ve inhibisyon mekanizması açığa kavuşturulan tek enzim akonitazdır. Sitrik asit döngüsünün bir bileşeni olan akonitaz, cis-akonitatı sitrat veya izositrata geri dönüşümlü hidrasyon basamağını katalizlemektedir. Patateste H 2 O 2 tarafından sitratla uyarılan O 2 kullanımını inhibe edildiği ve ortama izosistrat verilerek tekrar O 2 kullanımının başladığı gösterilmiştir (6). Oksidatif strese bağlı olarak Arabidopsis bitkisinde mitokondride NADH dehidrojenaz ile ATP sentazın seviyelerinin düştüğü de gösterilmiştir (30). Memelilerdeki Antioksidanlar Antioksidanlar düşük konsantrasyonlarda okside edilebilen ve diğer bir substratın oksidasyonunu azaltan veya engelleyen yani oksidasyona karşı mücadele eden maddelerdir. Antioksidanlar, oksidatif strese karşı etkilerini dört farklı şekilde gösterirler. Örneğin α- tokoferol, lipit faz zincir kıran bir antioksidan olarak zincirleme şekilde ilerleyen lipit peroksidasyonu gibi serbest radikal üreten basamaklara etki ederek reaksiyonları adeta kırar. Glutatyon gibi antioksidan moleküller ise direk

5 77 Tablo 1. Ana antioksidanların sınıflandırılması Antioksidan Enzimler Superoksit dizmutaz (SOD) Rolü O 2 - i H 2 O 2 ye dönüştürür. Özellikleri Manganez içerir (Mn-SOD) Bakır ve çinko içerir (CuZn-SOD) Mn ve Fe içerir (Fe-SOD) Ni içerir (Ni-SOD) Bakır içerir (Cu-SOD) Katalaz (CAT) H 2 O 2 yi H 2 O ya çevirir. Peroksizomlerde yer alan tetramerik bir proteindir. Glutatyon peroksidaz (GPx) Antioksidan Vitaminler Alfa tokoferol Beta karoten Askorbik asit H 2 O 2 ve lipit peroksitlerini etkisizleştirir. Rolü Lipit peoksidasyonunu kırar. Lipit peroksitlerini O 2 - ve OH. yi temizler. Peroksi radikalleri ile O 2 - ve OH. yi temizler. Vitamin A nın oksidasyonunu önler. Geçiş metallerini bağlar. Direk olarak O 2 -, OH. ve H 2 O 2 yu temizler. Nötrofiller tarafından uyarılan antioksidanları nötralize eder. Vitamin E nin rejenerasyonunu sağlar. Selenoprotein (Se 2+ içerir), daha çok sitozolde, az olarak mitokondride bulunur ve GSH kullanır. Özellikleri Yağda çözünür. Yağda çözünür. Suda çözünür. olarak ROS konsantrasyonunu azaltırlar. Süperoksit dismutaz gibi antioksidan enzimler serbest radikal üretimini başlatan ilk radikali etkisiz hale getirirler. Bazı maddeler ise geçiş metalleri ile şelat oluşturarak etkilerini gösterirler. Bu yolla laktoferritin, transferrin ile ferritin demirle; seruloplazmin ve albumin ise bakır ile uyarılan oksidan stresi engellerler (10). Antioksidan sistem: Tüm hayvansal ve bitkisel organizmalar serbest radikallerin etkilerini önlemek için endojen antioksidan sistemlere sahiptirler. Bu sistemler enzimatik olan ve olmayan diye iki kısma ayrılabilir (Tablo 1). Bu derlemede en önemli hayvansal ve bitkisel antioksidanlardan bahsedilecektir. Enzimatik Antioksidanlar Süperoksit Dismutaz (SOD): Endojen olarak üretilen ve organizmayı oluşturan her hücre için esansiyel bir enzimdir. Hücresel SOD çeşitli prostetik gruplar taşıyan metalloenzimlerin bir grubudur. SOD beş farklı formdadır: Vücutta en bol olarak bulunan bakır çinko CuZn-SOD sitoplazmada bulunur. Mn- SOD, mitokondrilerde yer alır. Fe-SOD, E. Coli, Bacteroides fragilis ve Propionibacterium shermanii bakterilerinde anaerobik ortamda Fe içeren, aerobik ortamda ise Mn içeren SOD enziminin kullanıldığı özel bir sistem şeklinde bulunmaktadır. Ni-SOD, Streptomyces griseus bakterinde tanımlanan homotetramerik yapılı nikel içeren bir izoenzimdir (31). Ekstraselüler SOD (EC-SOD), Marklund tarafından 1982 de tanımlanmıştır ve CuZn- SOD dan farklı olarak bakır ve çinko taşıyan salgısal SOD dur (32). EC-SOD, sadece fibroblast ve endotelyal hücreler tarafından sentez edilir ve heparan sülfatlara bağlı olarak hücre yüzeyinde eksprese edilir. Damar endotelinden salınan endotelyal heparin gevşetici faktör plazmada süperoksit tarafından nötrelize edildiği için EC-SOD damar tonusunun düzenlenmesinde muhtemel rol oynar (32): 2O H + + SOD H 2 O 2 + O 2 SOD, ROS lardan süperokside bir elektron vererek H 2 O 2 ye indirgerken; katalaz ve selenyum-bağımlı glutatyon peroksidaz (GPx) ise H 2 O 2 yi suya indirger. SOD un antioksidan etkisi süperoksit ile Fe 3+ ün, Fe 2+ ye indirgenmesi

6 78 sonucunda hidroksil radikalinin oluşmasının engellenmesi şeklindedir (31). Glutatyon Peroksidaz (GPx): Glutatyon redoks döngüsü, hücreiçi hidroperoksitlerin indirgenmesinde merkezi rol oynamaktadır. GPx, dört atom selenyum bağladığından dolayı seleno-sistein bileşiği sınıfına girer ve katalitik aktivitesini bu özelliği sağlar. Ko-subtsrat olarak glutatyona gereksinim duyar. GPx, glutatyonu okside ederek H 2 O 2 yu H 2 O ya indirgemektedir (Eşitlik A). Glutatyonun okside formunun (GSSG) tekrar GSH ya indirgenmesi ise glutatyon redüktaz (GR) tarafından sağlanır (Eşitlik B). SOD maksimum etkinlik için bakır, çinko ve manganez; GPx selenyum ve katalaz demir gibi geçiş metallerinin kofaktörlüğüne ihtiyaç duyar (33). H 2 O GSH GSSG + 2 H 2 O (Eşitlik A) GSSG + NADPH + H + 2 GSH + NADP + (Eşitlik B) Katalaz (CAT): Hayvansal organizmaların aerobik hücrelerinde; özellikle karaciğer ve eritrositlerde yoğun olarak bulunur. Beyin, kalp, iskelet kasları ise düşük miktarlarda CAT içermektedir. CAT ve GPx, hidrojen peroksidi su ve atomik oksijene indirgemektedirler. Bu enzimlerin aktiviteleri artmadan SOD un aktivitesinin artması hidrojen peroksitin birikmesine ve böylece hidroksil radikallerinin oluşmasına neden olur (33): 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 Enzimatik olmayan antioksidanlar Alfa tokoferol (Vitamin E): Hücrelerde bulunan yağda çözünen ana antioksidandır. Doğada yan zincirlerinin doyurulması ve metilasyon bakımından birbirinden farklı α, β, γ, ve δ-tokoferol ile α, β, γ, ve δ-tokotrienol isminde 8 tip vitamin E bulunmaktadır. Plazmada baskın olarak bulunan ve en yüksek antioksidan aktiviteye sahip olanı α- tokoferoldür. Vitamin E, insan vücudu için esansiyel olan bir antioksidan bileşiktir ve bu nedenle dışarıdan alınması gerekmektedir. Tokoferoller, yağlarda, fındıkta, çimlenen tohum ve tahıllarda bulunur. Barsaktan emilimi yağ emilimi ile birliktedir ve yaklaşık olarak % 40 ı emilmektedir. Emildikten sonra şilomikronlar ile lenfte taşınarak kan dolaşımına ulaştırılır. Yağ dokuda depolanır. Özellikle mitokondri, endoplazmik retikulum ve plazma membranlarındaki fosfolipitler alfa tokoferole afinite gösterdiği için buralarda yoğunlaşmaktadır. Vitamin E, bir vitaminden daha çok bir antioksidan olarak tarif edilmiştir. Çünkü diğer vitaminler enzimatik reaksiyonlarda kofaktör olarak rol alırken vitamin E nin böyle bir özelliği yoktur (31). Ana fonksiyonu membran fosfolipitlerinin peroksidasyonunun ve hücre membranlarının hasar görmesinin önlenmesidir. Lipofilik özelliği nedeniyle hücre membranlarının bilayer yapısı içine girebilmektedir (34,35). Tokoferol-OH, bir H atomu ile serbest radikale bir elektron transfer ederek, hücre membranı proteinleri ile reaksiyon girmesini ya da lipit peroksidasyonunu başlatmasını engeller. Tokoferol-OH serbest radikal ile etkileştiğinde tokoferol-o radikali meydana gelir. Eğer askorbik asit ortamda yeterli miktarda var ise tokoferol-o ile askorbat reaksiyona girerek tokoferol-oh ve zayıf bir radikal olan semidehidroaskorbat meydana gelir (10,36). Böylece kuvvetli bir radikal etkisiz hale getirilirken, zayıf bir radikal (dehidroaskorbat) oluşur ve tokoferol-oh tekrar kazanılır. Alfa tokoferol + LOO Alfa tokoferol + LOOH Alfa tokoferol + LOO LOO-alfa tokoferol Alfa-tokoferolün ferrik iyonunu ferröz iyonuna (güçlü bir pro-oksidan) indirgeyebildiği de gösterilmiştir. Ortamda daha fazla alfa-tokoferol olması ile bu oluşan ferröz demir etkisizleştirilebilir (10,37). Beta-karoten (Vitamin A): Karotenoidler, sebze ve meyveler renk veren maddelerdir ve vitamin A öncülleri olarak antioksidan etkileri vardır. En önemlileri α- karoten, β-karoten, likopen, krosetin, kantaksantin ve fukoksantindir. Bunlardan β- karoten, iki molekül vitamin A nın (retinol) birleşmesinden oluşmuştur. Diyetteki β-karoten ince barsak mukozası tarafından emilirken retinole çevrilmektedir. β-karotenin antioksidan etkisi singlet oksijeni yakalaması, serbest radikalleri temizlemesi ve hücre membranı lipitlerini oksidatif dejenerasyona karşı korumasıdır. Singlet oksijenden enerji karotenoide aktarılmakta ve geçici bir ara molekül oluşmaktadır. Fotosensitif bir rahatsızlık olan eritropoietik porfiride β- karotenin singlet oksijeni temizlemesi özelliğinden yararlanılmaktadır. β-karoten yüksek konsantrasyonlarda pro-oksidan olarak davranmakta ve proteazları aktive etmektedir. Ayrıca β-karoten diğer ROS ları da etkisiz hale getirmektedir. Düşük oksijen basıncında β- karoten peroksil radikali ile direk reaksiyona girmekte ve bu durum yüksek oksijen basıncında vitamin E nin aynı etkisi ile sinerji oluşturmaktadır (10).

7 79 β-karoten (CAR) + LOO LOO-CAR LOO-CAR + LOO LOO-CAR-OOL Vitamin C (Askorbik asit): Suda çözünebilen ve turunçgiller, patates, domates ile yeşil yapraklı sebzelerde yer alan antioksidandır. İnsanlar L-glukanolakton oksidaz enziminin eksikliği nedeniyle d-glikozdan l- askorbik asidi sentezleyemezler ve bu nedenle gıdaları ile almak zorundadırlar (10). Suda çözünebilen - zincir kıran bir antioksidan olması nedeniyle özellikle detoksifikasyon metabolizması esnasında meydana gelen serbest radikalleri ve ROS ları etkisiz hale getirir (36). Redükte edici (elektron verici) bir ajan olması nedeniyle moleküler oksijen, nitrat, sitokrom a ve c yi indirgeyebilir. Bir elektronun verilmesi sonucu askorbat, semidehidroaskorbat (DHA) radikaline çevrilir. Askorbat, süperoksit ve hidroksil radikalleri ile kolayca reaksiyona girerek DHA oluşturur. DHA, vitamin C kaynağı olarak kullanılır (10). Askorbik asit + 2O H + H 2 O 2 + DHA Hücresiz sistemlerde askorbatın α-tokoferole göre daha güçlü bir şekilde LDL oksidasyonu önlediği gösterilmiştir. LDL ile askorbatın birlikte oksidatif koşullarda inkübasyonu, LDL oksidasyonunu engelleyerek LDL partikülündeki endojen antioksidanların korunmasını sağlamıştır (36). Ayrıca vitamin C membrana bağlı Vitamin Tablo 2. Bitkisel enzimatik antioksidanlar (50). E nin rejenerasyonunu da sağlar. α-tokoferoksil radikali ile reaksiyona girerek, tokoferol meydana getirirken kendisi de dehidroaskorbik aside dönüşür. Hayvanlara vitamin C verilmesi plazma ve doku vitamin E seviyelerini arttırmaktadır. Ayrıca, askorbik asit tek başına pro-oksidan etkilidir ve bakır ile demir tuzları için indirgeyici olarak davranmaktadır. Askorbik asit tarafından Fe +3, Fe +2 e dönüştürülmektedir. Fe 2+ böylece hidrojen peroksidin hidroksil radikaline çevrilmesine neden olmaktadır (37). Diğer antioksidan moleküller Glutatyon (GSH): Vücutta direk olarak sistein, glisin ve glutamattan sentezlenmektedir. GSH redoks döngüsünün bir substratı olarak, hidroksil radikalleri ile singlet oksijenin temizlenmesinde yararlıdır. Direk olarak serbest radikalleri temizlemesinin yanısıra; GPx ile birlikte enzimatik olarak da etki gösterir. GSH hücrelerde enzim ve diğer hücresel bileşenlerin redükte halde tutulmamaları için hayati rol oynar. GSH en çok karaciğerde sentezlenir ve yaklaşık % 40 ı safra ile atılır. Safradaki bu GSH nın diyetteki ksenobiyotiklere karşı vücudu koruduğu, barsak lümenindeki lipit peroksidasyonun önlediği ve barsak epitelyumunu oksijen radikallerine karşı savunduğu düşünülmektedir (38). Enzim EC numarası Katalizlenen Reaksiyon Süperoksit dismutaz O 2 + O 2 + 2H + 2H 2 O 2 + O 2 Katalaz H 2 O 2 O 2 + 2H 2 O Glutatyon peroksidaz GSH + ROO. GSSG + ROOH + 2H 2 O Glutatyon S-transferaz RX + GSH HX + R-S-GSH Fosfolipit-hidroperoksit glutatyon peroksidaz GSH + H 2 O 2 GSSG + 2H 2 O Askorbat peroksidaz Askorbik asit (AA) + H 2 O 2 DHA + 2H 2 O Monodehidroaskorbat redüktaz NADH + 2MDHA NAD + + 2AA Dehidroaskorbat redüktaz GSH + DHA GSSG + AA Glutatyon redüktaz NADPH + GSSG NADP + + 2GSH Koenzim Q10 (CoQ10): Ubiquinon olarak da bilinir. Tüm yaşayan hücrelerde bulunur ve mitokondriler tarafından enerji üretilmesi için gereklidir. Ayrıca serbest radikallere karşı vücudu korur ve immun direnci arttırır (39). Ürik asit: Endojen olarak serbest radikal temizleyicisi ve antioksidan olarak davranır. Vücut sıvılarında yaklaşık olarak 0.5 mmol/l kadar bulunur ve pürin metabolizmasının son ürünü olarak sentezlenir. Ürik asit güçlü şekilde singlet oksijen, peroksil radikali (ROO ) ve OH. temizleyicisidir (40). Albumin: Her bir molekülünde bir tane sülfhidril grubu taşıdığı için kendi başına serbest radikallere karşı koyar ve primer olarak ekstraselüler antioksidan

8 80 savunma sisteminin ana üyesidir. Albumin de kendini adeta kurban eden bir molekül olarak bakırı sıkı; demiri ise zayıf bir şekilde bağlar ve bağlı metal yüzeyinde kalır. Bu metal Haber- Weiss reaksiyonlarına katılabilir; fakat oluşan OH. Albumin tarafından hemen etkisiz hale getirilir. Albuminde meydana gelen hasar, plazmada albuminin çok bol olarak bulunması ve serbest radikallerin diğer antioksidanlar ile de etkisiz hale getirilmesi nedeniyle önemli değildir. Diğer plazma proteinleri serüloplazmin ve transferrin de antioksidan aktivite göstermektedir (41). Bitkilerdeki Antioksidanlar Hayvansal organizmalarda olduğu gibi bitkiler de yaşamlarını sürdürebilmek için serbest radikallere ve AOS lara karşı çeşitli antioksidanlara sahiptirler. Bunlar enzimatik olanlar ve olmayanlar diye iki kısma ayrılırlar. Enzimatik olanların başlıcaları direkt olarak AOS ları temizleyen SOD, CAT, GPx ve peroksidazlar; antioksidanların aktif formlarının rejenarasyonunu sağlayan GR, dehidroaskorbat redüktaz ve monodehidroaskorbat redüktaz; lipit peroksit ürünlerini etkisiz hale getiren glutatyon S-transferazlar (GST), fosfolipit-hidroperoksit glutatyon peroksidaz ve askorbat peroksidaz (Tablo 2) ile antioksidan moleküller olan tokoferoller, askorbat, glutatyon ve fenolik bileşiklerdir. Enzimatik antioksidanlar Süperoksit Dismutaz (SOD): Hayvansal organizmalara benzer olarak O.- in H 2 O 2 ye dismutasyonunu gerçekleştirir. Fe-SOD kloroplast stromasında, Mn-SOD mitokondrilerde ve CuZn-SOD ise sitoplazma ve kloroplastlarda yer almaktadır (42). Katalaz (CAT): Hidrojen peroksidi etkisiz hale getirmek için bitkilerde de önce bir ara ürün olarak katalaz- H 2 O 2 bileşiği oluşturmakta; ikinci basamak reaksiyonunda ise H 2 O ve O 2 meydana getirirken enzim serbestlenmektedir (43). Fosfolipit hidroperoksit GPx ve peroksidazlar: Bu enzim membranları oksidatif strese karşı korumakta ve GSH varlığında fosfolipit hidroperoksitlerin rejenerasyonunu sağlamaktadır. Peroksidazlar ise glutatyonu okside ederek yüksek konsantrasyonlarda bulunan H 2 O 2 yu H 2 O ya indirgemektedir (44). Lipit peroksit ürünlerini detoksifiye eden enzimler: Bu enzimler aldehit dehidrojenaz, GST, fosfolipit-hidroperoksit GPx, askorbat peroksidaz, NADPH-bağımlı quinon oksiredüktaz ve aldoketoredüktazdır. Aldehit dehidrojenaz, bitkisel mitokondrilerde yavaş bir şekilde lipit peroksidasyonu ürünü olan 4-hidroksi-2-nonealı (HNE) etkisiz hale getirmektedir (45). GST ise HNE yi GSH ile konjuge ederek mitokondrilerde detoksifiye etmektedir (16). NADPH-bağımlı quinon oksiredüktaz lipit peroksidasyonu ürünü olan 2-alkenalların α-β-hidrojenasyon ile indirgenmesini katalizleyerek etkisizleştirir (47). Yine NADPH-bağımlı aldoketo redüktaz ise bitkisel mitokondrilerde HNE yi detoksifiye etmektedir (48). Askorbat peroksidaz, monodehidroaskorbat redüktaz, dehidroaskorbat redüktaz ile GR bitkilerdeki askorbat-glutatyon döngüsüne katılırlar. Membrana bağlı antioksidan enzim olan askorbat peroksidaz ile monodehidroaskorbat redüktaz peroksizomlardaki metabolizma için gerekli olan NAD + ın NADH dan oksidasyonunu ve peroksizomlardan sızabilecek olan H 2 O 2 nin inaktivasyonunu sağlar (49). Enzimatik olmayan antioksidanlar Vitamin E: Tokoferoller ile tokotrienoller olarak ve α, β, γ, δ alt grupları ile 8 farklı tiptedir. Tokoferoller sadece bitkisel organizmalar tarafından sentezlenir ve bitkilerin tüm kısımlarında bulunur. Özellikle kloroplast membranlarında α- tokoferol yoğun olarak bulunur ve bu kısımda oksijenin etkisi ile meydana gelen oksidatif strese karşı koruyucu etki sağlar (50). Hücre membranlarındaki lipit peroksidasyonu sonucu ortaya çıkan alkoksil, lipit peroksil ve alkil radikallerine karşı koruyucu etki sağlar ve oluşan tokoferil radikali ise askorbat, redükte glutatyon ve koenzim Q ile tokoferole dönüştürülür. Tokoferoller direk olarak AOS ları etkisizleştirir; özellikle singlet oksijeni tokoferolün geri dönüşümsüz oksidasyonu ile etkisizleştirirler. Ayrıca membranların akıcılığını ve geçirgenliğini düzenleyerek stabilizasyon da sağlar. Özellikle tokoferollerin membranlardaki yağ asitleri ve lizofosfolitlerle kompleks oluşturması membranları zararlı etkilere karşı korumaktadır (50). Askorbik Asit: Bitkilerin çoğu hücrelerinde, organellerde ve apoplastlarda tespit edilmiştir. Sulu fazlarda birçok enzimatik olan ve olmayan reaksiyonlarda elektron verebilme kabiliyeti nedeniyle ana AOS temizleyicisidir. Bitkilerin yapraklarında ve

9 81 kloroplastların özellikler stromasında yoğunlaşmış olarak askorbat halinde redükte formda bulunur. Kloroplastlarda fazla uyarılmış enerjiyi etkisizleştiren violaksantin-de-epoksidaz enziminin kofaktörü olarak davranır. Direk olarak AOS lardan süperoksit, hidroksil radikali, singlet oksijeni temizler; hidrojen peroksidi ise suya askorbat peroksidaz reaksiyonu ile indirger (9). Tokoferoksil radikalinden tokoferolün tekrar rejenerasyonunu sağlayarak membranların korunmasına katkıda bulunur (33,49). Glutatyon: Bitkilerin sitozol, endoplazmik retikulum, vakuol ve mitokondrileri başta olmak üzere tüm hücrelerinde yoğun olarak bulunur. Yapısında sülfür bulundurması nedeniyle GSHkonjugasyonu ile ksenobiyotiklerin detoksifikasyonunu sağlar (9). Antioksidan etkisini ise yapısında merkezi olarak bulunan sistein rezidüsü ile yerine getirir. Sitotoksik H 2 O 2 yi direk olarak, hidroksil, süperoksit radikalleri ile singlet oksijeni ise enzimatik olmayan biçimde etkisizleştirir (44). Askorbatglutatyon döngüsü ile suda çözünen güçlü bir antioksidan olan askorbatın rejenerasyonunu sağlar (9). Fenolik Bileşikler: Bu bileşikler arasında yer alan flavanoidler, tanninler, hidroksisinamat esterleri ve lignin bitkilerin yapısında bol miktarda yer alır. Polifenollerin tokoferoller ve askorbata göre in vitro olarak daha iyi antioksidan olduğu gösterilmiştir. Antioksidan özelliklerini iyi birer hidrojen veya elektron vericisi olmaları, zincir kırıcı özellikleri ve geçiş metalleri ile şelat oluşturmaları ile gösterirler. Membranların akıcığını azaltarak ve lipitlerin yer alış sırasını düzenleyerek de serbest radikallerin hücreye difüzyonunu engelleyerek peroksidasyon reaksiyonlarını keserler. Bitki hücrelerindeki H 2 O 2 nin temizlenmesi reaksiyonlarına da katılmaktadırlar (51). Sonuç Günümüzde serbest radikallerin birçok hastalığın, kanserin ve yaşlılığın etiyolojisinde yer aldığı bilinmektedir. Hayvanlarda ve bitkilerde biyolojik moleküllerin yapı ve fonksiyonlarını kaybetmelerine yol açmakta ve bu durum da organizmanın hastalıklarla karşı karşıya kalmasına neden olmaktadır. Bu derlemenin en önemli fikir temelini oluşturan antioksidanlar ise hayvansal ve bitkisel hücreleri oksidatif hasara karşı korumaktadırlar. Hayvansal diyette yer alan vitaminler (ör: vitamin E, C ve A) ve diğer besinlerin (ör: arjinin, sitrülin, taurin, metiyonin, N-acetylcysteine ve α-lipoik asit) antioksidan etkileri hayvanlar üzerinde yapılan deneylerde gösterilmiştir (52-54). Bunların farklı oranlarda karışımlarının hastalıklar üzerinde nasıl koruyucu etki yapacağı üzerine yeni çalışmalar yapılmalıdır. Bitkilerin hayvansal organizmaların diyetlerinin ve aynı zamanda antioksidanların en önemli kaynağını oluşturması nedeniyle gelecekte oksidatif stres ve antioksidatif mekanizmalar açısından daha fazla araştırma konusu olacağı ortadadır. Kaynaklar 1. Arasimowicz M, Floryszak-Wieczorek J, Milczarek G, Jelonek T. Nitric oxide, induced by wounding, mediates redox regulation in pelargonium leaves. Plant Biol (Stuttg) 2009;11: Flora SJ. Role of free radicals and antioxidants in health and disease. Cell Mol Biol 2007; 53: Baskin SI, Salem H. Oxidants, antioxidants, and free radicals. Washington DC: Taylor and Francis, 1997, pp Halliwell B, Gutteridge JMC. Free radicals in biology and medicine. 2nd ed. Oxford: Clarendon Press, 1989, pp Van Breusegem F, Dat JF. Reactive oxygen species in plant cell death. Plant Physiol 2006; 141: Verniquet F, Gaillard J, Neuburger M, Douce R. Rapid inactivation of plant aconitase by hydrogen peroxide. Biochem J 1991; 276: Van Camp W, Van Montagu M, Inze D. H 2 O 2 and NO: redox signals in disease resistance. Trends Plant Sci 1998; 3: Gechev T, Willekens H, Van Montagu M, et al. Different responses of tobacco antioxidant enzymes to light and chilling stress. J Plant Physiol 2003; 160: Lamb C, Dixon RA. The oxidative burst in plant disease resistance. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 1997; 48: Baskin SI, Salem H. Oxidants, antioxidants, and free radicals. Washington DC: Taylor and Francis, 1997, pp Becker LB, Vanden Hoek TL, Shao ZH, Li CQ, Schumacker PT. Generation of superoxide in cardiomyocytes during ischemia before reperfusion. Am J Physiol 1999; 277: Lloyd RV, Hanna PM, Mason RP. The origin of the hydroxyl radical oxygen in the Fenton reaction. Free Radic Biol Med 1997; 22: Güngör N, Knaapen AM, Munnia A, et al. Genotoxic effects of neutrophils and

10 82 hypochlorous acid. Mutagenesis 2010; 25: Wright A, Bubb WA, Hawkins CL, Davies MJ. Singlet oxygen-mediated protein oxidation: evidence for the formation of reactive side chain peroxides on tyrosine residues. Photochem Photobiol 2002; 76: Mugnaini V, Lucarini M. Hydrogen bonding affects the persistency of alkyl peroxy radicals. Org Lett 2007; 9: Sharp EN, Rupper P, Miller TA. The structure and spectra of organic peroxy radicals. Phys Chem Chem Phys 2008;10: Coffey MD, Cole RA, Colles SM, Chisolm GM. In vitro cell injury by oxidized low density lipoprotein involves lipid hydroperoxide-induced formation of alkoxyl, lipid, and peroxyl radicals. J Clin Invest. 1995;96: Rayner BS, Hua S, Sabaretnam T, Witting PK. Nitric oxide stimulates myoglobin gene and protein expression in vascular smooth muscle. Biochem J Sep 25;423(2): Foyer CH, Harbinson J. Oxygen metabolism and the regulation of photosyntetic electron transport. In: Foyer CH, Mullineaux PM, eds. Causes of photoxidative stress and ameliration of defense systems in plants. Boca Raton: CRC Press, 1994, pp Tsang EW, Bowler C, Herouart D, et al. Differential regulation of superoxide dismutases in plants exposed to environmental stress. Plant Cell 1991; 3: Krause GH. The role of oxygen in photoinhibition of photosynthesis. In: Foyer CH, Mullineaux PM, eds. Causes of photoxidative stress and ameliration of defense systems in plants. Boca Raton: CRC Press, 1994, pp Somerville C, Browse J, Jarowski JG, Ohlrogge JB. Lipids. In: Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL, eds. Biochemistry and molecular biology of plants. Rockville: American Society of Plant Physiologists, 2000, pp del Rio LA, Corpas FJ, Sandalio LM, Palma JM, Gomez M, Barroso JB. Reactive oxygen species, antioxidant systems and nitric oxide in peroxisomes. J Exp Bot 2002; 53: Popov VN, Purvis AC, Skulachev VP, Wagner AM. Stress-induced changes in ubiquinone concentration and alternative oxidase in plant mitochondria. Biosci Rep 2001; 21: Urban P, Mignotte C, Kazmaier M, Delorme F, Pompon D. Cloning, yeast expression, and characterization of the coupling of two distantly related Arabidopsis thaliana NADPHcytochrome P450 reductases with P450 CYP73A5. J Biol Chem 1997; 272: Rao MV, Davis KR. Ozone-induced cell death occurs via two distinct mechanisms in Arabidopsis: the role of salicylic acid. Plant J 1999; 17: Mithöfer A, Fliegmann J, Daxberger A, et al. Induction of H(2)O(2) synthesis by betaglucan elicitors in soybean is independent of cytosolic calcium transients. FEBS Lett 2001; 508: Mojović M, Vuletić M, Bacić GG, Vucinić Z. Oxygen radicals produced by plant plasma membranes: an EPR spin-trap study. J Exp Bot 2004; 55: Zhang Y, Marcillat O, Giulivi C, Ernster L, Davies KJ. The oxidative inactivation of mitochondrial electron transport chain components and ATPase. J Biol Chem 1990; 265: Sweetlove LJ, Heazlewood JL, Herald V, et al. The impact of oxidative stress on Arabidopsis mitochondria. Plant J 2002; 32: Baskin SI, Salem H. Oxidants, antioxidants, and free radicals. Washington DC: Taylor and Francis, 1997, pp Marklund S. Human copper-containing superoxide dismutase of high molecular weight. Proc Natl Acad Sci USA 1982;79: Garewal HS. Antioxidants and disease prevention. Florida: CRC Press LLC, 1997, pp Gey KF, Puska P, Jordan P, Moser UK. Inverse correlation between plasma vitamin E and mortality from ischemic heart disease in cross-cultural epidemiology. Am J Clin Nutr 1991; 53: McNeil JJ, Robman L, Tikellis G, Sinclair MI, McCarty CA, Taylor HR. Vitamin E supplementation and cataract: randomized controlled trial. Ophthalmology 2004; 111: Carr AC, Zhu BZ, Frei B. Potential antiatherogenic mechanisms of ascorbate (vitamin C) and alpha-tocopherol (vitamin E). Circ Res 2000; 87: Proteggente AR, Rehman A, Halliwell B, Rice-Evans CA. Potential problems of ascorbate and iron supplementation: prooxidant effect in vivo? Biochem Biophys Res Commun 2000; 277: Maher P, Lewerenz J, Lozano C, Torres JL. A novel approach to enhancing cellular glutathione levels. J Neurochem. 2008; 107: Sumien N, Heinrich KR, Shetty RA, Sohal RS, Forster MJ. Prolonged intake of coenzyme Q10 impairs cognitive functions in mice. J Nutr 2009; 139: Sinha S, Singh SN, Ray US. Total antioxidant status at high altitude in lowlanders and native

11 83 highlanders: role of uric acid. High Alt Med Biol 2009; 10: Soriani M, Pietraforte D, Minetti M. Antioxidant potential of anaerobic human plasma: role of serum albumin and thiols as scavengers of carbon radicals. Arch Biochem Biophys 1994; 312: Alscher RG, Hess JL. Antioxidants in higher plants. Boca Raton: CRC Pres, 1993, pp Gechev T, Willekens H, Van Montagu M, et al. Different responses of tobacco antioxidant enzymes to light and chilling stress. J Plant Physiol 2003; 160: Avsian-Kretchmer O, Eshdat Y, Gueta-Dahan Y, Ben-Hayyim G. Regulation of stressinduced phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase expression in citrus. Planta 1999; 209: Liu F, Schnable PS. Functional specialization of maize mitochondrial aldehyde dehydrogenases. Plant Physiol 2002; 130: Hubatsch I, Ridderstrom M, Mannervik B. Human glutathione transferase A4-4: an alpha class enzyme with high catalytic efficiency in the conjugation of 4-hydroxynonenal and other genotoxic products of lipid peroxidation. Biochem J 1998; 330: Downs CA, Heckathorn SA. The mitochondrial small heat-shock protein protects NADH: ubiquinone oxidoreductase of the electron transport chain during heat stress in plants. FEBS Lett 1998; 430: Oberschall A, Deak M, Torok K, et al. A novel aldose/aldehyde reductase protects transgenic plants against lipid peroxidation under chemical and drought stresses. Plant J 2000; 24: Mehlhorn H, Lelandais M, Korth HG, Foyer CH. Ascorbate is the natural substrate for plant peroxidases. FEBS Lett 1996; 378: Hofius D, Sonnewald U. Vitamin E biosynthesis: biochemistry meets cell biology. Trends Plant Sci 2003; 8: Paganga G, Miller N, Rice-Evans CA. The polyphenolic content of fruit and vegetables and their antioxidant activities. What does a serving constitute? Free Radic Res. 1999; 30: Çaylak E, Halifeoğlu İ. Sülfür içeren antioksidanların kurşuna maruz kalmış ratlarda karaciğer, böbrek ve beyin MDA ve katalaz düzeylerine antioksidan etkileri. Türkiye Klinikleri J Med Sci 2007; 27: Caylak E, Halifeoglu I, Aydin S, Telo S, Bulmus O, Celik H. The effects of sulfurcontaining compounds on total antioxidant capacity levels of liver, kidney and brain in lead-exposed rats. Türkiye Klinikleri J Med Sci 2007; 27: Caylak E, Aytekin M, Halifeoglu I. Antioxidant effects of methionine, alpha-lipoic acid, N-acetylcysteine and homocysteine on lead-induced oxidative stress to erythrocytes in rats. Exp Toxicol Pathol 2008; 60: