Feed Planet Magazine 71 - Şubat 2025

FEED PLANET • FEBRUARY - ŞUBAT 2025 FEED PLANET • FEBRUARY - ŞUBAT 2025 54 55 ARTICLE • MAKALE ARTICLE • MAKALE THE ANTIOXIDANT DEFENSE SYSTEM To counteract the damaging effects of free radicals, cells have a network of antioxidants (Figure 3), both enzymatic (for instance, superoxide dismutase, catalase and glutathi- one peroxidase) and non-enzymatic (such as vitamins A, C, E and polyphenols). Enzymatic antioxidants (also cal- led primary antioxidants) are endogenously produced and can be found in the cytoplasm but also in the mitochond- ria. These enzymes directly neutralize ROS by converting them into less harmful substances. For instance, SOD con- verts superoxide radicals into hydrogen peroxide, which is then detoxified by catalase or glutathione peroxidase into water and oxygen (Figure 4). Direct superoxide radicals converting (quenching) by primary antioxidants prevent or minimize the generation of hydroxyl radicals (OH°) respon- sible for initiating the free radical cascade and associated oxidative injuries. In comparison, non-enzymatic antioxidants (also called secondary antioxidants) can be endogenously produced or come from dietary sources. They indirectly combat oxi- dative stress by scavenging hydroxyl radicals (OH°), hence terminating the propagation of the free radical cascade. Accordingly, they also play a role in protecting cellular structures like cell membranes and DNA. While primary (enzymatic) antioxidants can metabolize ROS continuo- usly, secondary antioxidants cannot. It is one secondary antioxidant molecule that can neutralize only one free ra- dical molecule. Together, primary and secondary antioxidants build the antioxidant defense system. ANTİOKSİDAN SAVUNMA SİSTEMİ Serbest radikallerin zararlı etkilerine karşı koymak için hücreler hem enzimatik (örneğin süperoksit dismutaz, ka- talaz ve glutatyon peroksidaz) hem de enzimatik olmayan (A, C, E vitaminleri ve polifenoller gibi) bir antioksidan ağına sahiptir (Şekil 3). Enzimatik antioksidanlar (birincil antioksi- danlar olarak da adlandırılır) endojen olarak üretilir ve sitop- lazmanın yanı sıra mitokondride de bulunabilir. Bu enzimler ROS’u daha az zararlı maddelere dönüştürerek doğrudan nötralize eder. Örneğin, SOD süperoksit radikallerini hid- rojen peroksite dönüştürür, bu da katalaz veya glutatyon peroksidaz tarafından su ve oksijene detoksifiye edilir (Şe- kil 4). Primer antioksidanlar tarafından doğrudan süperoksit radikallerinin dönüştürülmesi (söndürülmesi), serbest radi- kal kaskadının ve ilişkili oksidatif hasarların başlatılmasın- dan sorumlu hidroksil radikallerinin (OH°) oluşumunu önler veya en aza indirir. Buna karşılık, enzimatik olmayan antioksidanlar (ikincil an- tioksidanlar olarak da adlandırılır) endojen olarak üretilebilir veya diyet kaynaklarından gelebilir. Hidroksil radikallerini (OH°) temizleyerek oksidatif stresle dolaylı olarak mücadele ederler ve böylece serbest radikal kaskadının yayılmasını sonlandırırlar. Buna bağlı olarak, hücre zarları ve DNA gibi hücresel yapıların korunmasında da rol oynarlar. Birincil (enzimatik) antioksidanlar ROS’u sürekli olarak metabolize edebilirken, ikincil antioksidanlar bunu yapamaz. Sadece bir serbest radikal molekülünü nötralize edebilen bir ikincil antioksidan moleküldür. Birincil ve ikincil antioksidanlar birlikte antioksidan savun- ma sistemini oluşturur. The number of mitochondria in a cell can vary widely de- pending on the type of cell and its energy needs. Some cells have a few hundred mitochondria, while others may have thousands. For example: Muscle cells: Muscle cells are highly energy deman- ding, and they can contain thousands of mitochondria. This is because they need a substantial amount of energy to contract and perform their functions. Liver cells: Liver cells, which perform various metabolic functions, also have a significant number of mitochondria, ranging from several hundred to over a thousand. Nerve cells: Nerve cells, or neurons, typically have fe- wer mitochondria compared to muscle or liver cells becau- se they are more focused on transmitting electrical signals rather than generating energy. Red blood cells: Mature red blood cells lack mitoc- hondria entirely, as their main role is to transport oxygen without using it for energy production. Oocytes: Mature oocytes can contain around 100,000 mitochondria. No other mammalian cell contains a higher number of mitochondria. Bir hücredeki mitokondri sayısı, hücrenin türüne ve enerji ihtiyacına bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir. Bazı hücre- lerde birkaç yüz mitokondri bulunurken bazılarında binlerce mitokondri olabilir. Örneğin: Kas hücreleri: Kas hücreleri yüksek oranda enerji ge- rektirir ve binlerce mitokondri içerebilirler. Bunun sebebi, kasılmak ve işlevlerini yerine getirmek için önemli miktarda enerjiye ihtiyaç duymalarıdır. Karaciğer hücreleri: Çeşitli metabolik işlevleri yerine getiren karaciğer hücreleri de birkaç yüz ile binin üzerinde değişen sayıda mitokondriye sahiptir. Sinir hücreleri: Sinir hücreleri (nöronlar), enerji üret- mekten ziyade elektrik sinyallerini iletmeye odaklandıkları için kas veya karaciğer hücrelerine kıyasla tipik olarak daha az mitokondriye sahiptir. Alyuvarlar: Olgun alyuvarlar mitokondriden tamamen yoksundur, çünkü ana görevleri enerji üretimi için kullanma- dan oksijen taşımaktır. Oositler: Olgun oositler yaklaşık 100 bin mitokondri içe- rebilir. Başka hiçbir memeli hücresi daha fazla sayıda mito- kondri içermez. Figure 1- Exogenous and endogenous sources of reactive oxygen species (ROS) (Kohen and Nyska, 2002) & Tab. Overview of ROS and their characteristics (adapted from Domej et al., 2014). Şekil 1- Reaktif oksijen türlerinin (ROS) eksojen ve endojen kaynakları (Kohen ve Nyska, 2002) & Tab. ROS ve özelliklerine genel bakış (Domej ve ark., 2014’ten uyarlanmıştır). Figure 2 - Link between energy production and ROS production inside of the mitochondrion: (1) Mitochondria provide cell energy and control programmed cell death (apoptosis). (2) Electronic losses arise along the respiratory chain giving rise to ROS. (3) If antioxidant defenses are insufficient, excess ROS initiate the free radical cascade Şekil 2 - Mitokondri içinde enerji üretimi ve ROS üretimi arasındaki bağlantı: (1) Mitokondri hücre enerjisini sağlar ve programlanmış hücre ölümünü (apoptoz) kontrol eder. (2) Elektronik kayıplar solunum zinciri boyunca ortaya çıkarak ROS’a yol açar. (3) Antioksidan savunma yetersizse, aşırı ROS serbest radikal kaskadını başlatır