Перекисное окисление липидов - Lipid peroxidation

Механизм перекисного окисления липидов.

Перекисное окисление липидов это окислительный деградация липиды. Это процесс, в котором свободные радикалы «украсть» электроны у липидов в клеточные мембраны, что приводит к повреждению клеток. Этот процесс протекает под действием свободного радикала цепная реакция механизм. Чаще всего поражает полиненасыщенный жирные кислоты, потому что они содержат несколько двойных связей, между которыми лежат метиленовые мостики (-CH2-) обладающие особо реактивными водород атомы. Как и любая радикальная реакция, реакция состоит из трех основных этапов: инициирования, распространения и прекращения. Химические продукты этого окисления известны как перекиси липидов или же продукты окисления липидов (LOP).

Посвящение

Механизмы свободных радикалов при повреждении тканей. Перекисное окисление липидов, вызванное ксенобиотиками, и последующая детоксикация клеточными ферментами (терминация).

Инициирование - это этап, на котором жирная кислота радикальный производится. Наиболее заметными инициаторами в живых клетках являются: активные формы кислорода (ROS), например ОЙ· и HOO ·, который соединяется с атомом водорода, образуя воду и радикал жирной кислоты.

Распространение

Жирный кислотный радикал не очень стабильный молекула, поэтому он легко вступает в реакцию с молекулярным кислородом, образуя радикал пероксил-жирной кислоты. Этот радикал также является нестабильной разновидностью, которая реагирует с другой свободной жирной кислотой, образуя другой радикал жирной кислоты и перекись липидов или циклическую перекись, если она прореагировала сама с собой. Этот цикл продолжается, поскольку новый радикал жирной кислоты реагирует таким же образом.

Прекращение

Когда радикал реагирует с нерадикалом, он всегда дает другой радикал, поэтому этот процесс называется «механизмом цепной реакции». Радикальная реакция прекращается, когда два радикала вступают в реакцию с образованием нерадикальных частиц. Это происходит только тогда, когда концентрация радикалов достаточно высока, чтобы была высокая вероятность столкновения двух радикалов. У живых организмов есть разные молекулы, которые ускоряют завершение за счет нейтрализации свободных радикалов и, следовательно, защиты клеточной мембраны. Один важный антиоксидант является витамин Е. Еще один важный антиоксидант - это Витамин С. Другие антиоксиданты, вырабатываемые в организме, включают ферменты супероксиддисмутаза, каталаза, и пероксидаза.

Конечные продукты перекисного окисления липидов

Конечными продуктами перекисного окисления липидов являются реактивные альдегиды, такие как малоновый диальдегид (MDA) и 4-гидроксиноненал (HNE), второй из которых известен также как «вторичный посланник свободных радикалов» и главный биоактивный маркер перекисного окисления липидов из-за его многочисленных биологических активностей, напоминающих активность активных форм кислорода h.[1][требуется полная цитата ]

Опасности

Если не прекратить работу достаточно быстро, произойдет повреждение клеточная мембрана, который состоит в основном из липидов. Фототерапия может привести к гемолиз разрывом эритроцит клеточные мембраны таким образом.[2]

Кроме того, конечные продукты перекисного окисления липидов могут быть мутагенный и канцерогенный.[3] Например, конечный продукт малоновый диальдегид реагирует с дезоксиаденозин и дезоксигуанозин в ДНК, образуя Аддукты ДНК к ним, прежде всего M1грамм.[3]

Токсичность гидропероксидов липидов для животных лучше всего иллюстрируется летальным фенотипом глутатионпероксидазы 4 (GPX4 ) Нокаут мышей. Эти животные не выживают после 8-го эмбрионального дня, что указывает на то, что удаление гидропероксидов липидов необходимо для жизни млекопитающих.[4]

Подавление перекисного окисления липидов

Антиоксиданты, такие как витамин C и витамин E, могут ингибировать перекисное окисление липидов.[5] Альтернативный метод использует дейтерирование из полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) на метиленовых мостиках (бис-аллильных сайтах) между двойными связями, что приводит к ингибированию цепной реакции благодаря кинетический изотопный эффект. Такие D-ПНЖК, например, 11,11-D2-этиллинолеат, подавляют перекисное окисление липидов даже при относительно низких уровнях включения в мембраны.[6]

Тесты

Некоторые диагностические тесты доступны для количественного определения конечных продуктов перекисного окисления липидов, а именно: малоновый диальдегид (МДА).[3] Наиболее часто используемый тест называется ТБАРС Анализ (тиобарбитуровая кислота реактивные вещества). Тиобарбитуровая кислота реагирует с малоновым диальдегидом с образованием флуоресцентного продукта. Однако есть и другие источники малонового диальдегида, поэтому этот тест не является полностью специфичным для перекисного окисления липидов.[7]

В последние годы развитие иммунохимического определения аддуктов HNE-гистидин открыло более передовые методологические возможности для качественного и количественного определения перекисного окисления липидов в различных тканях человека и животных.[1][требуется полная цитата ] а также в биологических жидкостях, включая образцы сыворотки и плазмы человека.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б http://informahealthcare.com/toc/fra/44/10
  2. ^ Ostrea, Enrique M .; Cepeda, Eugene E .; Флери, Шерил А .; Балун, Джеймс Э. (1985). «Перекисное окисление липидов мембран красных клеток и гемолиз, вторичный по отношению к фототерапии». Acta Paediatrica. 74 (3): 378–381. Дои:10.1111 / j.1651-2227.1985.tb10987.x. PMID  4003061.
  3. ^ а б c Марнетт, LJ (март 1999 г.). «Перекисное окисление липидов - повреждение ДНК малоновым диальдегидом». Мутационные исследования. 424 (1–2): 83–95. Дои:10.1016 / с0027-5107 (99) 00010-х. PMID  10064852.
  4. ^ Мюллер, Ф. Л., Люстгартен, М. С., Янг, Ю., Ричардсон, А. и Ван Реммен, Х. (2007). «Тенденции в теориях окислительного старения». Свободный Радич. Биол. Med. 43 (4): 477–503. Дои:10.1016 / j.freeradbiomed.2007.03.034. PMID  17640558.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ Хуанг, Хань-Яо; Аппель, Лоуренс Дж .; Крофт, Кевин Д.; Миллер, Эдгар Р .; Мори, Тревор А .; Пудди, Ян Б. (сентябрь 2002 г.). «Влияние витамина C и витамина E 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. PMID  12197998.
  6. ^ Hill, S .; и другие. (2012). «Небольшие количества усиленных изотопами ПНЖК подавляют автоокисление липидов». Свободный Радич. Биол. Med. 53 (4): 893–906. Дои:10.1016 / j.freeradbiomed.2012.06.004. ЧВК  3437768. PMID  22705367.
  7. ^ Trevisan, M .; Браун, Р.; Рам, М; Мути, П; Freudenheim, J; Carosella, A.M .; Армстронг, Д. (2001). «Корреляты маркеров окислительного статуса в общей популяции». Американский журнал эпидемиологии. 154 (4): 348–56. Дои:10.1093 / aje / 154.4.348. PMID  11495858.
  8. ^ Вебер, Д; Милкович, L; Bennett, S.J .; Griffiths, H.R .; Жаркович, Н; Грюне, Т. (2013). «Измерение аддуктов HNE-белка в плазме и сыворотке человека с помощью ELISA - Сравнение двух первичных антител». Редокс Биология. 1 (1): 226–233. Дои:10.1016 / j.redox.2013.01.012. ЧВК  3757688. PMID  24024156.

внешняя ссылка