Пероксидное окисление, значение, ферменты, участвующие в этом процессе, конечные продукты. Образование активных форм кислорода

Пероксидное окисление или перекисное, или свободно-радикальное - происходит при одноэлектронном восстановлении О₂. Этому типу окисления подвергаются ПНЖК в составе ФЛ мембран. ПОЛ инициируется под действием АФК, такими как супероксиданион, пероксид-радикал, гидроксильный радикал, радикал оксида азота, гипохлорит-анион и др. АФК образуются при взаимодействии кислорода с металлами переменной валентности.

O₂+ Fe²⁺→ O₂⁻ + Fe³⁺

O₂⁻+ O₂⁻+ 2Н⁺→ Н₂О₂+ O₂

Н₂О₂+ O₂⁻ → НО + НО⁻ + O₂

Н₂О₂, взаимодействуя с супероксиданионом, может образовать гидроксильный радикал

АФК в больших количествах опасны для клеток. Так, супероксиданион может вызвать деполимеризацию ГАГов, окисление адреналина и тиолов. Перекись водорода токсична, хотя механизм токсичности не ясен. Известно, что избыток перекиси водорода вызывает окисление тиогрупп белков, может приводить к образованию гидроксильного радикала. Главная опасность АФК – инициация ПОЛ.

Свободно-радикальное окисление носит цепной характер:

ПНЖК → ДК → ГПЛ(ROOH) → МДА

диеновые гидропероксиды малоновый

конъюгаты липидов диальдегид

В нормальных условиях ПОЛ протекает в небольших масштабах и необходимо для: 1) образования простагландинов, 2) это единственный способ утилизации ПНЖК. Перекисному окислению также подвергаются белки и НК, что вызывает нарушение их функции. Высокая скорость ПОЛ способна вызвать разрушение мембран и гибель клеток. Но в небольших количествах эти реакции необходимы для обновления мембран.

Скорость ПОЛ контролируется антиоксидантной системой (АОС). АОС подразделяется на ферментную и неферментную. К первой относятся

1) СОД, которая переводит супероксидный радикал в менее токсичную перекись водорода: 2^.О₂ + 2Н⁺ → Н₂О₂ + О₂

2)Каталаза, которая разрушает Н₂О₂ до воды и молекулярного кислорода.

3)Глутатионпероксидаза (ГПО), которая при участии глутатиона восстанавливает гидроперекись липидов до легко выводимых с мочой оксикислот, при этом образуется вода и окисленный глутатион.

4) Глутатионредуктаза (ГР), восстанавливающая окисленный глутатион

Клетки живых организмов обычно содержат значительные количества восстановленного и намного меньшее количество окисленного глутатиона. В клетках могут также присутствовать смешанные дисульфиды восстановленного глутатиона с белками.

К неферментным антиоксидантам относятся жирорастворимые витамины, витамин С, витамин Р, витамин В₂, карнозин (нейтрализует гидроксильный радикал), ферритин (связывает двухвалентное железо, которое является источником электронов для образования АФК), церулоплазмин (связывает медь, что уменьшает возможность ее окисления и образования АФК), металлотионеины (связывают медь и другие металлы, выполняя не только антиоксидантную функцию, но и антитоксическую), таурин (нейтрализует гипохлорит-анион).