Реакции ПОЛ в норме происходят в клетке постоянно, но с низкой активностью, так как клетки имеют различные системы защиты от активных форм кислорода (антиоксидантные системы). С появлением неблагоприятных факторов процесс ПОЛ приобретает патологические черты.
Окисление липидов приводит к нарушению нормальной упаковки мембранного бислоя , что может вызвать повреждение и мембраносвязанных белков. ПОЛ может приводить к инактивации мембранных рецепторов, а также таких ферментов, как глюкозо-6-фосфатаза и Na/K-АТФаза, принимающая непосредственное участие в поддержании ионного гомеостаза клетки. В митохондриях могут повреждаться ферменты матрикса, компоненты дыхательной цепи. Поврежденные мембраны утрачивают энергетический потенциал, электровозбудимую функцию, контроль за ионными потоками и медиаторными системами, возникают патологические (воспалительные, нейродегенеративные, злокачественные) изменения в тканях, что приводит организм к гибели. Усиление процессов ПОЛ в липопротеинах сыворотки крови усиливает их захват макрофагами и лежит в основе атерогенеза.
определение скорости и объема ПОЛ
для характеристики ПОЛ часто используют определение малонового диальдегида, конечного продукта ПОЛ. Но это лишь приблизительно описывает процесс ПОЛ, так как МДА является продуктом окисления некоторых аминокислот и нуклеотидов. Более корректным является метод хемилюминесценции, с помощью которого можно измерить уровень липидных радикалов. Именно этот метод позволил экспериментально определить константы скоростей основных реакций цепного окисления липидов.
практическое значение определения уровня ПОЛ
исследование уровня спонтанного ПОЛ у больных с начальными формами сосудистых заболеваний головного мозга позволило обнаружить, что уровень ПОЛ повышен, снижена активность антиоксидантной системы, в клетках происходит накопление ионов Са. У больных с начальными формами сосудистых заболеваний головного мозга неврологиеская симптоматика немногочисленна, в силу чего обычная диагностика затруднена. Единственным действенным методом диагностики в этом случае является орпеделение объема и скорости ПОЛ.
АНТИОКСИДАНТЫ
Антиоксиданты (антиокислители) — ингибиторы окисления, природные или синтетические вещества, способные тормозить процессы свободнорадикального окисления и контролировать в организме количество свободных радикалов.
Они позволяет нам в максимальной степени использовать окислительные свойства кислорода и при
этом оставаться живыми (не переокисляться т.е. не сгорать). Т.е.Защищают организм от переокисления.
При отсутствии в организме этих веществ мы бы умерли в течении нескольких секунд. Образно говоря, когда мы сжигаем (окисляем) пищу, ради получения энергии, роль защитного экрана, ограничивающего процессы окисления, играют антиоксиданты.
Механизмы действия
Механизм действия наиболее распространённых антиоксидантов (ароматические амины, фенолы, нафтолы и др.) состоит в обрыве реакционных цепей: молекулы антиоксиданта взаимодействуют с активными радикалами с образованием малоактивных радикалов.
Окисление замедляется также в присутствии веществ, разрушающих гидроперекиси (диалкилсульфиды и др.). В этом случае падает скорость образования свободных радикалов. Даже в небольшом количестве (0,01—0,001 %) антиоксиданты уменьшают скорость окисления, поэтому в течение некоторого периода времени (период торможения, индукции) продукты окисления не обнаруживаются. В практике торможения окислительных процессов большое значение имеет явление синергизма — взаимного усиления эффективности антиоксидантов в смеси, либо в присутствии других веществ.
Антиоксидантами являются:
Ферменты:
супероксиддисмутаза, метионин – редуктаза, каталаза и глутатионпероксидаза, - которые синтезируются в организме;
Некоторые витамины и микроэлементы: витамины А, С, Е, бета-каротин, ликопин, цинк, селен;
Гармон мелатонин, аминокислота таурин;
Антиоксиданты, используемые как пищевые добавки:
Пектин
Аскорбиновая кислота (витамин C)
Лимонная кислота
Бутилгидроксианизол BHA, бутилгидрокситолуол BHT
Антоцианины
Дигидрокверцетин
Дополнительные компоненты для связывания ионов переходных металлов:
Трилон Б (ЭДТА)
Ферментативные антиоксиданты.
Супероксиддисмутаза (SOD, СОД)
Супероксиддисмутаза (супероксид'супероксид- оксидоредуктаза, superoxide dismutase, КФ 1.15.1.1) представлена семейством металлоферментов, катализирующих реакцию дисмутации супероксидных радикалов.
Структура и активность СОД
Ферменты различаются по первичной структуре и по природе металлов, входящих в активный центр. Cu,Zn-СОД можно рассматривать как эукариотический цитозольный фермент, Fe-СОД и Mn- СОД - как прокариотические ферменты, СОД являются в основном внутриклеточными ферментами и лишь небольшая часть активности обнаружена во внеклеточных жидкостях млекопитающих в виде гликозилированного тетрамера Cu,Zn-СОД.
СОД характеризуется необычайной структурной стабильностью и является одним из наиболее термостабильных глобулярных белков. Фермент активен в 8 М мочевине; он не реагирует с дитионитробензоатом (ДТНБ) в 8 М гуанидингидрохлориде при рН 11,4 (24 ) в течение 24 часов. При выдерживании в 86%-ном этаноле при 24 в течение трех часов фермент теряет активность только на 10%.
Функции СОД
Физиологическую функцию СОД связывают с защитой клеток от свободно радикального повреждения.
В условиях нормального обмена супероксиддисмутазы поддерживают стационарную концентрацию супероксидных радикалов на определенном уровне, защищая тем самым клеточные структуры от повреждающего действия как самих радикалов О -, так и от появления гидроксильных радикалов, которые могут образовываться из О - и Н О .
Существенная роль отводится супероксидным радикалам в развитии воспалительных процессов. Успешное лечение СОД воспалительных процессов позволяет рассматривать этот фермент как альтернативу кортикостероидам.
Супероксиддисмутаза катализирует дисмутацию супероксида в кислород и пероксид водорода. Таким образом, она играет важнейшую роль в антиоксидантной защите практически всех клеток, так или иначе находящихся в контакте с кислородом.