2014-02-03
1334
Биологические последствия пероксидации липидов
См. также лекцию 7
Увеличенное образование свободных радикалов в организме и связанное с этим усиление процессов пероксидации липидов (которое иногда называют "оксидативным стрессом") сопровождается рядом нарушений в свойствах биологических мембран и функционировании клеток. В таблице 2 приведены наиболее важные изменения в мембранных структурах при перекисном окислении липидов.
Таблица 2. Наиболее важные изменения в мембранных структурах при перекисном окислении липидов
| Действие перекисного окисления на мембранные белки | Действие перекисного окисления на липидный слой мембран |
| Окисление тиоловых соединений Повреждение переносчиков Появление проницаемости для ионов Повреждение транспортных АТФаз | Увеличение микровязкости мембран Изменение поверхностного заряда мембран и липопротеинов Уменьшение гидрофобного объема Увеличение полярности липидной фазы Увеличение проницаемости для ионов водорода Увеличение проницаемости для ионов кальция |
Этот процесс может приводить в результате к неферментативной реакции SH-групп со свободными радикалами липидов; при этом образуются сульфгидрильные радикалы, которые затем взаимодействуют с образованием дисульфидов либо окисляются кислородом с образованием производных сульфоновой кислоты:
Pr-SH + L· -> LH + Pr-S·
Pr1-S· + Pr2-S· -> Pr1-SS- Pr2
Pr-S· + O2 -> Pr-SO2· -> производные сульфоновой кислоты
Связанное с перекисным окислением липидов окисление белков и образование белковых агрегатов в хрусталике глаза заканчивается его помутнением; этот процесс играет важную роль в развитии старческой и других видов катаракты у человека. Большую роль в патологии клетки играет также инактивация ион-транспортных ферментов, в активный центр которых входят тиоловые группы, в первую очередь Ca2+-АТФазы. Инактивация этого фермента приводит к замедлению "откачивания" ионов кальция из клетки и, наоборот, к входу кальция в клетку, увеличению внутриклеточной концентрации ионов кальция и повреждению клетки. Наконец, окисление тиоловых групп мембранных белков приводит к появлению дефектов в липидном слое мембран клеток и митохондрий. Под действием разности электрических потенциалов на мембранах через такие поры в клетки входят ионы натрия, а в митохондрий - ионы калия. В результате происходит увеличение осмотического давления внутри клеток и митохондрий и их набухание. Это приводит к еще большему повреждению мембран.
Изменение свойств липидного слоя
Увеличение микровязкости мембран
Изменение поверхностного заряда мембран и липопротеинов
Уменьшение гидрофобного объема
Увеличение полярности липидной фазы
Увеличение проницаемости для ионов водорода
Увеличение проницаемости для ионов кальция
Увеличение проницаемости для ионов кальция – второй результат перекисного окисления липидов – связано с тем, что продукты пероксидации обладают способностью непосредственно увеличивать ионную проницаемость липидного бислоя. Так показано, что продукты перекисного окисления липидов делают липидную фазу мембран проницаемой для ионов водорода и кальция. Это приводит к тому, что в митохондриях окисление и фосфорилирование разобщаются, а клетка оказывается в условиях энергетического голода (т.е. недостатка АТФ). Одновременно в цитоплазму выходят ионы кальция, которые повреждают клеточные структуры. Третий (и быть может, самый важный) результат пероксидации – это уменьшение стабильности липидного слоя, что может привести к электрическому пробою мембраны собственным мембранным потенциалом, т.е. под действием разности электрических потенциалов, существующей на мембранах живой клетки. Электрический пробой приводит к полной потере мембраной ее барьерных функций.
