stringtranslate.com

Перекисное окисление липидов

Упрощенный путь автоокисления липидов. Реакция инициируется гидроксильным радикалом, который генерирует пентадиенильный радикал (показана только одна резонансная структура). Этот радикал присоединяется к O 2 с образованием гидропероксильного радикала (красный). На этапе распространения этот гидропероксильный радикал отрывает атом H от нового диена, образуя новый пентадиенильный радикал и гидропероксид (синий).

Перекисное окисление липидов – это превращение липидов в пероксиды и производные гидропероксидов . Эти производные, известные как пероксиды липидов или продукты окисления липидов ( LOP ), восприимчивы к дальнейшим реакциям, которые имеют отношение к «модификации ДНК и белков, радиационному повреждению, старению...» [1] Перекисное окисление липидов в основном применяется к ненасыщенным жирам, особенно полиненасыщенные жиры, например, полученные из линолевой кислоты .

Механизм

Преобразование состоит из трех этапов: инициирование, распространение и завершение. Вначале свободный радикал атакует цепь жирных кислот . Природа свободных радикалов неясна, но описывается как активные формы кислорода (АФК). Распад перекиси водорода ионами двухвалентного железа приводит к образованию OH· в так называемой реакции Фентона . Другая ROS — HOO· . Эти радикалы отрывают атом водорода от жирной кислоты, образуя радикал жирной кислоты. [1]

На стадии распространения процесса радикал жирной кислоты легко реагирует с молекулярным кислородом, образуя пероксильный радикал жирной кислоты. Этот пероксильный радикал может подвергаться различным реакциям, включая перемещение группы O 2 , отрыв атомов H от других жирных кислот или присоединение к другой ненасыщенной жирной кислоте. Все эти процессы производят новые радикалы, поэтому этот процесс называется «радикальной цепной реакцией», которая является примером цепной реакции в живых организмах . Радикальная реакция прекращается при объединении двух радикалов. Терминация происходит, когда концентрация радикальных частиц высока.

Генерация исходного радикала чувствительна к кинетическому изотопному эффекту . Армированные липиды , такие как 11,11-D2-этиллинолеат , подавляют перекисное окисление липидов [2].

Роль антиоксидантов

Свободнорадикальные механизмы повреждения тканей. Перекисное окисление липидов, индуцированное ксенобиотиками, и последующая детоксикация клеточными ферментами (терминация).

Перекисное окисление липидов замедляется антиоксидантами , которые нейтрализуют свободные радикалы путем прекращения радикальных цепных реакций. К антиоксидантам относятся витамин С и витамин Е. [3] Другие антиоксиданты включают ферменты супероксиддисмутаза , каталаза и пероксидаза , которые действуют путем подавления доступности перекиси водорода, распространенного источника гидроксильных радикалов .

Медицинские последствия

Фототерапия может вызвать перекисное окисление липидов, приводящее к разрыву мембран эритроцитов . [4]

Кроме того, конечные продукты перекисного окисления липидов могут быть мутагенными и канцерогенными . [5] Например, конечный продукт MDA реагирует с дезоксиаденозином и дезоксигуанозином в ДНК, образуя с ними аддукты ДНК , в первую очередь M 1 G . [5]

Реакционноспособные альдегиды также могут образовывать аддукты Михаэля или основания Шиффа с тиоловыми или аминогруппами в боковых цепях аминокислот. Таким образом, они способны инактивировать чувствительные белки посредством электрофильного стресса. [6]

Токсичность гидроперекисей липидов для животных лучше всего иллюстрируется летальным фенотипом мышей, нокаутных по глутатионпероксидазе 4 ( GPX4 ). Эти животные не доживают до 8-го дня эмбрионального развития, что указывает на то, что удаление гидроперекисей липидов необходимо для жизни млекопитающих. [7]

С другой стороны, неясно, являются ли пищевые перекиси липидов биодоступными и играют ли роль в возникновении заболеваний, поскольку в организме здорового человека имеются защитные механизмы против таких опасностей. [8]

Тесты

Существуют определенные диагностические тесты для количественного определения конечных продуктов перекисного окисления липидов, в частности малонового диальдегида (МДА). [5] Наиболее часто используемый тест называется TBARS Assay ( анализ реактивных веществ тиобарбитуровой кислоты ). Тиобарбитуровая кислота реагирует с малоновым диальдегидом с образованием флуоресцентного продукта. Однако существуют и другие источники малонового диальдегида, поэтому этот тест не является полностью специфичным для перекисного окисления липидов. [9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Портер, Нед А.; Колдуэлл, Сара Э.; Миллс, Карен А. (1995). «Механизмы свободнорадикального окисления ненасыщенных липидов». Липиды . 30 (4): 277–290. дои : 10.1007/BF02536034. PMID  7609594. S2CID  4051766.
  2. ^ Хилл, С.; и другие. (2012). «Небольшие количества усиленных изотопами ПНЖК подавляют автоокисление липидов». Свободно-радикальная биология и медицина . 53 (4): 893–906. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2012.06.004. ПМЦ 3437768 . ПМИД  22705367. 
  3. ^ Хуан, Хан-Яо; Аппель, Лоуренс Дж.; Крофт, Кевин Д.; Миллер, Эдгар Р.; Мори, Тревор А.; Падди, Ян Б. (сентябрь 2002 г.). «Влияние витамина С и витамина Е на перекисное окисление липидов in vivo: результаты рандомизированного контролируемого исследования». Американский журнал клинического питания . 76 (3): 549–555. дои : 10.1093/ajcn/76.3.549 . ISSN  0002-9165. ПМИД  12197998.
  4. ^ Острея, Энрике М.; Сепеда, Юджин Э.; Флери, Шерил А.; Балун, Джеймс Э. (1985). «Перекисное окисление липидов мембран эритроцитов и гемолиз вследствие фототерапии». Акта Педиатрика . 74 (3): 378–381. doi :10.1111/j.1651-2227.1985.tb10987.x. PMID  4003061. S2CID  39547619.
  5. ^ abc Marnett, LJ (март 1999 г.). «Перекисное окисление липидов – повреждение ДНК малоновым диальдегидом». Мутационные исследования . 424 (1–2): 83–95. дои : 10.1016/s0027-5107(99)00010-x. ПМИД  10064852.
  6. ^ Бочков, Валерий Н.; Осколкова Ольга Владимировна; Бирюков Константин Георгиевич; Левонен, Анна-Лииза; Биндер, Кристоф Дж.; Штокль, Йоханнес (2010). «Поколение и биологическая активность окисленных фосфолипидов». Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 12 (8): 1009–1059. дои : 10.1089/ars.2009.2597. ПМК 3121779 . ПМИД  19686040. 
  7. ^ Мюллер, Флорида, Ластгартен, М.С., Джанг, Ю., Ричардсон, А. и Ван Реммен, Х. (2007). «Тенденции в теориях окислительного старения». Свободнорадикальная биология и медицина . 43 (4): 477–503. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034. ПМИД  17640558.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Виейра, Саманта А.; Чжан, Годун; Декер, Эрик А. (2017). «Биологическое значение продуктов окисления липидов». Журнал Американского общества нефтехимиков . 94 (3): 339–351. дои : 10.1007/s11746-017-2958-2. S2CID  90319530.
  9. ^ Тревизан, М.; Браун, Р.; Рам, М; Мути, П; Фройденхайм, Дж; Карозелла, AM; Армстронг, Д. (2001). «Корреляты маркеров окислительного статуса у населения в целом». Американский журнал эпидемиологии . 154 (4): 348–56. дои : 10.1093/aje/154.4.348 . ПМИД  11495858.

Внешние ссылки