6. Свободно-радикальное окисление липидов.

Свободно-радикальное окисление липидов также называется перекисное окисление липидов (ПОЛ). Этому процессу легче подвергаются полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), находящиеся в составе фосфолипидов мембран. ПОЛ инициируют активные формы кислорода (АФК):

Образование активных форм кислорода происходит следующим образом:

Образование АФК увеличивается при воспалении, воздействии радиации, увеличении содержания кислорода, озона и NO₂ в окружающей среде, старении, реоксигенации после временной гипоксии тканей (например, в результате спазма сосуда).

Легче всего свободные радикалы кислорода отрывают электрон от –СН₂-групп, находящихся рядом с углеродом, имеющим двойную связь. При этом образуется свободный радикал жирной кислоты. Затем в результате развития цепной реакции образуются перекиси липидов.

Результатом перекисного повреждения мембран клеток является увеличение их проницаемости, Са²⁺, Na⁺ и вода входят в клетки и субклеточные структуры, вызывая их набухание и разрушение. Свободные радикалы проникают в ядро и митохондрии, окисляя азотистые основания в составе нуклеотидов ДНК, что приводит к разрыву цепей ДНК и другим повреждениям.

Схема цепи перекисного окисления липидов

Один из конечных продуктов деградации жирных кислот при ПОЛ-малоновый диальдегид (МДА), уровень которого имеет диагностическое значение.

МДА

7.Основные компоненты антиоксидантной защитной системы.

Свободнорадикальные процессы в норме происходят в клетке постоянно, но с низкой активностью, так как клетки имеют различные системы защиты от активных форм кислорода (антиоксидантные системы):

1. Неферментативные - витамины С, Е, каротиноиды- могут останавливать развитие цепи свободнорадикальных реакций. Наиболее активен витамин Е, так как он встраивается в мембраны между молекулами фосфолипидов и защищает от ПОЛ полиненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав фосфолипидов.

2. Ферментативные: в клетках содержатся ферменты, которые инактивируют активные формы кислорода,- супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза.

Супероксиддисмутаза (СОД) катализирует реакцию:

О₂^- + О₂^- + 2Н⁺→ Н₂О₂+О₂

Каталаза катализирует реакцию:

2 Н₂О₂→2Н₂О +О₂

Глутионпероксидаза ускоряет реакцию:

Н₂О₂+ 2GSH→2Н₂О + GS-SG

Глутатионредуктаза ускоряет реакцию:

GS-SG +НАДФН₂→2GSH+НАДФ

Упражнения и ситуационные задачи для самоконтроля:

1.Какое количество ацетил-КоА образуется при окислении 1 молекулы стеариновой кислоты.

2. Напишите формулу дипальмитоилфосфатидилхолина. Этот фосфолипид является основным компонентом сурфактанта – вещества, выстилающего альвеолы легких и предотвращающего слипание альвеол во время выдоха.

3. Какие сдвиги липидного спектра будут наблюдаться у больного с генетическим дефектом липопротеинлипазы.

4. Объясните, почему β-окисление жирных кислот может происходить только в аэробных условиях.

5. Сколько молекул АТФ образуется при окислении олеиновой кислоты по сравнению со стеариновой ? Ответ поясните.

6. Один цикл β-окисления включает 4 последовательные реакции. Укажите правильную последовательность:

А. Окисление, дегидратация, окисление. расщепление

Б. Восстановление, дегидрирование, восстановление, расщепление.

В. Дегидрирование, гидратация, дегидрирование расщепление

Г. Гидрирование, дегидратация, гидрирование, расщепление

Д. Восстановление, гидратация, дегидрирование, расщепление

7.Могут ли жирные кислоты быть источником энергии в первые секунды работы скелетных мышц. Ответ поясните.

8. При окислении 2-х молекул жирной кислоты образовалось 296 молекул АТФ. Какая СЖК подверглась окислению? Докажите.

9.Какой нуклеозидтрифосфат участвует в синтезе фосфолипидов?

10. Какое низкомолекулярное азотистое основание принимает участие в переносе остатка жирной кислоты через мембрану митохондрий?

11. Какому веществу соответствует эта формула:

R-CH₂- CH(OH)-CH₂-CO-S-KoA

12. Сколько молей АТФ фактически образуется за один цикл β-окисления 1 моля жирной кислоты?

13. С возрастом увеличивается количество пигментных пятен на коже, особенно на дорсальной поверхности ладоней. Этот пигмент называется липофусцином («темные липиды») и представляет собой смесь липидов и белков, связанных между собой поперечными ковалентными связями и денатурированных в результате взаимодействия с химически активными группами продуктов ПОЛ. Этот пигмент фагоцитируется, но не гидролизуется ферментами лизосом и поэтому накапливается в клетках. Напишите реакцию образования ковалентной связи при взаимодействии. Например, функциональных групп компонента мембран-фосфатидилэтаноламина, белка и

малонового диальдегида.

Эти реакции приводят к нарушению структуры и функции фосфолипидов и белков мембран клеток.

14. Объясните, почему употребление в пищу таких растительных продуктов, как морковь и цитрусовые, снижает активность ПОЛ в организме человека.

Такой рацион считается профилактическим для снижения риска развития ряда заболеваний: атеросклероза, злокачественных и др.

Занятие: «ОБМЕН ЛИПИДОВ. ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

АЦЕТИЛ-КоА. БИОСИНТЕЗ СЖК, ХОЛЕСТЕРИНА, КЕТОНОВЫХ ТЕЛ. ОБМЕН ХОЛЕСТЕРИНА. ВЫДЕЛЕНИЕ КОНЕЧНЫХ ПРОДУКТОВ ОБМЕНА ЛИПИДОВ. НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ЛИПИДОВ ».