Механизмы перекисного окисления липидов

В процессах перекисного окисления липидов активатором молекулярного кислорода являются ионы Fe²⁺и металлы переменной валентности (Сu,Mn,Co).

При взаимодействии ионовFe²⁺с молекулярным кислородом образуются активные формы кислорода, а те, в свою очередь, связываясь с жирными кислотами, образуют органические гидроперекиси:

Fe²⁺ + ROOH → Fe³⁺ + RO^. + OH^-, (1)

RO^. + RO^. → Молекулярные продукты,(2)

RO^. + RH + O₂ → ROH + ROO^., (3)

ROO^. + ROO^. + H⁺ → ROH + RO + O₂. (4)

РадикалыROO^., которые образуются в ходе реакции, способны инициировать новые цепные реакции окисления липидов.

ROO^. + RH → R^. + ROOH, (5)

R^. + O₂ → ROO^.. (6)

Рассмотренные выше реакции можно разделить на две группы: реакции разложения гидроперекисей (1 – 4) и цепные реакции окисления липидов (5-6).

Кроме того, участие ионов Fe²⁺в процессе переокисления в качестве инициатора заключается в способности к образованию разветвлённых цепей.

Перекисное окисление липидов в клетках можно определять самыми разнообразными методами. Начальным этапом перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот являются диеновые коньюгаты жирных кислот. Они имеют максимум поглощения в УФ – области (232 – 233нм). Этот образующий продукт является следствием мигрирования двойных связей в молекулах ненасыщенных жирных кислот. Средним этапом перекисного окисления принято считать образование гидроперекисей липидов. Существуют много методов, которые позволяют определять эти продукты. И конечным этапом данного процесса является образование малонового диальдегида – короткоцепочного продукта жирных кислот. Этот продукт также определяться различными методами. Наиболее известным методом определения МДА является образование триметинового комплекса МДА – тиобарбитуровая кислота. Метод прост в исполнении, очень чувствителен и активно используется для определения интенсивности ПОЛ. Для более точного определения конечных короткоцепочных продуктов invivoможно определять с помощью газовой хроматографии в выдыхаемом воздухе концентрации этана и пентана.

Антиоксидантная система клеток

Антиоксиданты – соединения, способные в малых концентрациях тормозить свободнорадикальное неферментативное окисление энергетических субстратов, в первую очередь ненасыщенных жирных кислот, углеводов, углеводородов и некоторых аминокислот. В нормальных физиологических концентрациях антиокислители необходимы для осуществления функции ферментативного окисления – дыхания, брожения – и, как правило, или стимулируют, или нормализуют его.

Антиоксидантная система клетки делится на неферментативную и ферментативную: к неферментативной относятся жирорастворимые и водорастворимые биологические компоненты клеток, а к ферментативной системе относится ряд ферментов, которые осуществляют превращение и защиту от свободных радикалов.

К жирорастворимым неферментативным антиоксидантам можно отнести витамины группы Е (токоферолы), большинство фосфолипидов, витамины группы К, витамины группы Р – флавоноиды (рутин, квартецин), билирубин, биливердин. Антиокислительным действием обладают также коэнзим Q₁₀– убихинон и некоторые стероидные гормоны.

К водорастворимым неферментативным антиоксидантам относят аскорбиновую, лимонную и никотиновые кислоты, мочевину, серусодержащие аминокислоты (цистеин, цистин), трипептид глутатион, ряд других аминокислот, адреналин, катехин, бензойная кислота и др.

К ферментативной антиоксидантной системе относят супероксиддисмутазу, каталазу, глутатионпероксидазу, другие пероксидазы и глутатионредуктазу.