При патологічних процесах, які супроводжуються гіпоксією, відбувається неповне відновлення молекули кисню в дихальному ланцюзі і накопичення пероксиду водню. Вкажіть фермент, який забезпечує його руйнування:

Чому це правильна відповідь

За умов гіпоксії дихальний ланцюг функціонує неповноцінно: електрони не можуть повноцінно передаватися на кисень, що є фінальним акцептором, тому частина О₂ відновлюється не до води, а до активних форм кисню, зокрема пероксиду водню (H₂O₂). Пероксид водню є сильним окисником, який ушкоджує мембрани, білки і ДНК, тому клітина повинна мати ефективні механізми його знешкодження. Центральним ферментом, що каталітично розкладає H₂O₂ на воду і молекулярний кисень, є каталаза — фермент, локалізований у пероксисомах. Механізм дії каталази базується на активному центрі, що містить гем, здатний переходити між різними ступенями окиснення. Каталаза діє за двоетапним механізмом: спочатку H₂O₂ окиснює фермент, утворюючи ферментний пероксофериловий комплекс, а потім друга молекула H₂O₂ відновлює його, утворюючи воду й виділяючи кисень. Таким чином забезпечується швидке і безпечне руйнування пероксиду, що виникає при неповному відновленні кисню. Регуляція пероксидного обміну в умовах гіпоксії критично залежить від каталази та глутатіонпероксидази. Каталаза працює особливо ефективно при високих концентраціях H₂O₂, що характерно для тканин, які інтенсивно окиснюють жирні кислоти (печінка, нирки). При гіпоксії її активність запобігає подальшому утворенню гідроксильного радикала через реакцію Фентона, яка є надзвичайно небезпечною для клітин. Клінічно накопичення пероксиду водню без його ефективної детоксикації призводить до оксидативного стресу, порушення функцій мембран, інактивації ферментів та запуску апоптичних каскадів. Тому саме каталаза є ключовим ферментом, який запобігає токсичному впливу H₂O₂ і має вирішальне значення у відповідь на гіпоксичне ушкодження. Отже, у ситуації, коли при патологічних станах накопичується пероксид водню, саме каталаза забезпечує його безпечне руйнування, що робить цей варіант правильним у контексті умови задачі.