Основные реакции в липидной фазе биологических мембран и липопротеинов крови, а также место действия антиоксидантов в ограничении скорости этих процессов можно продемонстрировать с помощью схемы, приведенной на рис. 6: Цепные реакции "ведут" свободные радикалы липидов (L· и LOO·), разветвление цепей происходит при взаимодействии продукта пероксидации – гидроперекиси липидов (LOOH) с ионами Fe2+. Все соединения, снижающие концентрацию перечисленных веществ, выполняют функцию антиоксидантов. Сюда относятся:
1. Ферменты фосфолипаза и глутатионпероксидаза, которые разрушают гидроперекиси липидов, предотвращая разветвление цепей окисления липидов в мембранах. При этом действие фосфолипазы заключается в отщеплении от фосфолипидов окисленной жирной кислоты, содержащей гидроперекисную группу (LOOH), а действие глутатионпероксидазы сводится к восстановлению этой группы до спиртовой с одновременным окислением глутатиона (GSH) до дисульфида (GSSG):
OOH + 2GSH -> LOH + GSSG + H2O
2. Ловушки радикалов, которые называют иногда "липидными антиоксидантами". По своей химической природе липидные антиоксиданты - это производные фенола. К ним относится a-токоферол (витамин Е), убихинон (коэнзим Q), тироксин и синтетические соединения, например ионол (бутилированный гидрокситолуол) (см. рис7.).
|
|
3. Соединения, связывающие железо. Большинство из них, включая такие природные соединения как дипептид карнозин, не просто связывают железо, но, самое главное, не дают ему возможности приникнуть в липидную фазу мембран, поскольку образующиеся комплексы, в силу своей полярности, не проникают в гидрофобную зону.
Для детоксикации двухвалентного железа в организме существует, по-видимому, целая система окисления и связывания ионов железа. В плазме крови эта система представлена ферментом церрулоплазмином (феррооксидазой), который окисляет Fe2+ до Fe3+ кислородом без образования свободных радикалов, и белком трансферрином, который связывает и переносит в кровяном русле ионы трехвалентного железа, которые затем захватывается клетками. В клетках железо может восстанавливаться аскорбиновой кислотой и другими восстановителями, но затем окисляется и депонируется в окисленной форме внутри ферментного белкового комплекса ферритина
Рис.7. Ловушки радикалов или "липидные антиоксиданты": a-токоферол (сверху) и ионол (снизу)
Вопросы для самоконтроля
1.Мембранные структуры, повреждаемые при действии неблагоприятных факторов. Основные механизмы нарушения барьерных свойств мембран в патологии.
2.Свободные радикалы. Определение и классификация.
3.Происхождение и метаболизм супероксид-радикала.
4.Происхождение и действие на клеточные структуры радикала гидроксила.
5.Основные реакции цепного окисления липидов.
6.Действие процесса перекисного окисления липидов на клеточные структуры (белки и липиды) – перечислить.