БХ – Ксенобиотики – 2. «Механизм повреждающего действия активных форм кислорода на клетки (ПОЛ, окисление белков и нуклеиновых кислот)»

БХ – Ксенобиотики – 2

«Механизм повреждающего действия активных форм кислорода на клетки (ПОЛ, окисление белков и нуклеиновых кислот)»

ПОЛ – перекисное окисление липидов – свободнорадикальные цепные реакции, постоянно протекающие в организме.

ПОЛ подвержены жирные кислоты, содержащие двойные связи, расположенные через СН₂-группу. От этой СН₂-группы свободный радикал способен отнимать электрон, это превращает данную жирную кислоту в новый свободный радикал.

Повреждению в результате перекисного окисления также подвержены молекулы белков (нарушение строительных, регуляторных и иных функций) и нуклеиновых кислот (повреждение ДНК, появление мутантных генов, канцерогенез).

Инициаторы окисления: ОН^- (и Н₂О₂ как источник ОН_-) и O₂^2- (синглетный кислород). Оба они забирают водород и электроны, превращаясь в итоге в воду.

Стадии ПОЛ:

1) Инициация: образование свободного радикала:

Реакцию чаще всего инициирует гидроксильный радикал (ОН-), отнимающий водород от СН₂-групп полиеновой кислоты, что приводит к образованию липидного радикала.

2) Развитие цепи:

L • + О₂ → LOO •

LOO • + LH → LOOH + L •

или

LOO • + LH → LH + O₂^2- + L •

Развитие цепи происходит при присоединении О₂, в результате чего образуется липопероксирадикал LOO • или пероксид липида LOOH.

ПОЛ представляет собой свободнорадикальные цепные реакции, т. е. каждый образовавшийся радикал инициирует образование нескольких других.

3) Разрушение структуры липидов:

Конечные продукты перекисного окисления полиеновых кислот - малоновый диальдегид и гидропероксид жирной кислоты.

4) Обрыв цепи - взаимодействие радикалов между собой:

LOO• + L• → LOOH + LH

L• + vit E → LH + vit E•

vit E• + L• → LH + vit Е_окисл_.

Развитие цепи может останавливаться при взаимодействии свободных радикалов между собой или при взаимодействии с различными антиоксидантами, например, витамином Е, который отдаёт электроны, превращаясь при этом в стабильную окисленную форму.

Последствия ПОЛ:

Липиды, в состав которых входят жирные кислоты, - гидрофобные соединения, поэтому вода и растворённые в ней вещества не могут свободно пройти сквозь мембрану клеток.

Гидропероксиды жирных кислот – гидрофильные соединения. При наличие в мембранах липидов, содержащих гидропероксиды, вместо нормальных жирных кислот, повышается поступление воды в клетку, она набухает и погибает.

Синглетный кислород появляется в ситуации, когда ткань после гипоксии (недостатка кислорода) резко восстанавливает поступление кислорода (реоксигенация). Например, инфаркт, тромбоэмболия, атеросклероз, опухоли.

Липофусцин (пигмент старения) – ответственен за старческие пятна на коже. Является следствием «погашения» липидного радикала белковым радикалом. Соединение функционально неактивно, так как оно имеет ненормальное строение, у фагоцитов нет фермента для их расщепления. Они поглощают липофусцин и невольно депонируют его.