Peroksidacija (avtooksidacija) lipidov ob stiku s kisikom ne le povzroči neuporabnost živil (žarkost), ampak povzroči tudi poškodbe tkiva in vivo, kar prispeva k razvoju tumorskih bolezni. Škodljiv učinek sprožijo prosti radikali, ki nastanejo pri tvorbi peroksidov maščobnih kislin, ki vsebujejo dvojne vezi, ki se izmenjujejo z metilenskimi mostovi (to menjavanje se pojavi v naravnih polinenasičenih maščobnih kislinah) (slika 15.28). Peroksidacija lipidov je verižna reakcija, ki zagotavlja razširjeno razmnoževanje prostih radikalov, ki sprožijo nadaljnje širjenje peroksidacije. Celoten proces je mogoče predstaviti na naslednji način.

1) Začetek: tvorba R iz predhodnika

2) Razvoj reakcije:

3) Prekinitev (prenehanje reakcije):

Ker hidroperoksid ROOH deluje kot predhodnik v iniciacijskem procesu, je peroksidacija lipidov razvejana verižna reakcija, ki lahko povzroči pomembne

riž. 15.27. Dolichol (-alkohol).

riž. 15.28. Peroksidacija lipidov. Reakcijo sprožijo lahki ali kovinski ioni. Malondialdehid, ki nastane samo iz maščobnih kislin s tremi ali več dvojnimi vezmi, se uporablja kot indikator peroksidacije lipidov, skupaj z etanom, ki nastane s cepitvijo končnega dvoogljikovega dela o-maščobnih kislin, in pentanom , ki nastane s cepitvijo končnega petogljikovega dela o-maščobnih kislin.

poškodbe. Za uravnavanje procesa peroksidacije maščob tako ljudje kot narava uporabljamo antioksidante. V ta namen se živilom dodajajo propil galat, butil hidroksianizol in butil hidroksitoluen. Naravni antioksidanti vključujejo v maščobi topen vitamin E (tokoferol), kot tudi vodotopne urate in vitamin C. - Karoten je antioksidant le pri nizkih vrednostih. Antioksidanti spadajo v dva razreda: 1) preventivni antioksidanti, ki zmanjšajo stopnjo iniciacije verižne reakcije in 2) antioksidanti za dušenje (prekinitev verige), ki preprečujejo razvoj verižne reakcije. Prvi vključujejo katalazo in druge peroksidaze, ki uničujejo ROOH, in sredstva, ki tvorijo kelatne komplekse s kovinami - DTP A (dietilentriamin pentaacetat) in EDTA (etilendiamin tetraacetat). Fenoli ali aromatski amini se pogosto uporabljajo kot antioksidanti, ki prekinjajo verigo. V pogojih in vivo sta glavna antioksidanta, ki prekinjata verigo, superoksid dismutaza (glej str. 126), ki lovi proste radikale superoksida v vodni fazi, pa tudi vitamin E, ki lovi proste radikale ROO v lipidni fazi, in morda tudi urin. kislina.

Peroksidacijo in vivo katalizirajo tudi hemske spojine in lipoksigenaze, ki jih najdemo v trombocitih, levkocitih itd.

riž. 15.29. a-tokoferol.

Vitamin E (a-tokoferol)

Obstaja več naravno prisotnih tokoferolov. Vsi so 6-hidroksikromani ali tokoli z izoprenoidnimi substituenti (slika 15.29). α-Tokoferol je najbolj razširjen in ima največjo biološko aktivnost kot vitamin.

Vitamin E ima vsaj dve presnovni funkciji. Prvič, služi kot najmočnejši naravni v maščobi topen antioksidant in drugič, ima specifično, čeprav ne popolnoma razumljeno vlogo pri presnovi selena.

Zdi se, da je vitamin E prva stopnja zaščite celičnih in subceličnih membranskih fosfolipidov pred peroksidacijo. Fosfolipidi mitohondrijev, endoplazmatskega retikuluma in plazemskih membran imajo specifično afiniteto za α-tokoferol, zato je vitamin očitno koncentriran v teh membranah. Tokoferoli delujejo kot antioksidanti, ki prekinejo oksidacijske verige s svojo sposobnostjo prenosa fenolnega vodika na peroksidni radikal (slika 15.30). Fenoksi radikal je resonančno stabilizirana in relativno nereaktivna struktura, razen njegove interakcije z drugimi peroksidnimi radikali. Tako α-tokoferol skoraj ni vključen v oksidacijsko verižno reakcijo; Pri oksidaciji kromanskega obroča in stranske verige α-tokoferola nastane produkt, ki ni prosti radikal (slika 15.31). Ta produkt tvori konjugat z glukuronsko kislino in se izloči z žolčem. Antioksidativni učinek α-tokoferola se ohrani tudi pri visokih koncentracijah kisika, zato ni presenetljivo, da

riž. 15.30. Antioksidativni učinek tokoferolov proti verižni reakciji proti peroksidnim radikalom

riž. 15.31. Produkt oksidacije a-tokoferola. Številčenje atomov omogoča primerjavo njihovega položaja v produktu in matični spojini.

vitamin se kopiči v lipidno bogatih predelih v stiku z okoljem, kjer se vzdržuje visok parcialni tlak kisika - v membranah eritrocitov in celicah dihalnih poti.

Vendar pa tudi ob zadostni količini vitamina E nastane nekaj peroksidov. Drugi nivo zaščite membrane pred uničujočimi učinki peroksidov (glej str. 204) je glutation peroksidaza, ki vsebuje selen. Tako se zdi, da učinek vitamina E in selena ščiti celične in podcelične komponente pred poškodbami s peroksidi, zagotavlja celovitost organelov in s tem preprečuje razvoj patoloških stanj pod vplivom fizikalnih, kemičnih ali drugih stresnih dejavnikov.

Med primarnimi mehanizmi celične poškodbe med oksidativnim stresom je vodilni oksidacija ostankov maščobnih kislin v membranskih fosfolipidih. S tem se zmanjša njihova hidrofobnost in poruši stabilnost membran, spremeni se delovanje membransko vezanih encimov in poveča prepustnost membran za ione.

Reakcije prostih radikalov z maščobnimi kislinami so postale splošno znane zaradi njihove pomembnosti v prehrambeni industriji. Videz neprijetnega vonj in žarkost izdelki - to je manifestacija lipidna peroksidacija(NADSTROPJE).

Glavni substrat za reakcije prostih radikalov so dvojne vezi polinenasičenih maščobnih kislin. IN celične membrane večkrat nenasičene maščobne kisline najdemo v fosfolipidih in glikolipidih. Prav tako je lokalizirano veliko število fosfolipidov s polinenasičenimi maščobnimi kislinami lipoproteinska lupina visoke, nizke in zelo nizke gostote, ki je pomembna v patogenezi ateroskleroze.

Kot posledica oksidacije prostih radikalov maščobnih kislin, hidroperoksidov in dienskih konjugatov(primarni proizvodi), ki so zelo nestabilni. S sodelovanjem kovin s spremenljivo valenco se hitro presnovijo v sekundarne ( aldehidi in dialdehidi) in terciarno ( Schiffove baze) produkti peroksidacije lipidov.

Lipidna peroksidacija vključuje več stopenj:

1. Iniciacija.
2. Razvoj.
3. Razvejanje.
4. Prekinitev tokokroga.

V trenutku iniciacije , na primer hidroksil- Radikal napade metilensko skupino, ki se nahaja med dvojnimi vezmi, in izloči atom vodika, kar reducira hidroksilni radikal v vodo. Nato se dvojna vez prerazporedi v maščobni kislini, radikalna skupina se premakne in interagira s kisikom. Kot rezultat, lipoperoksilni radikal.

Nadaljnja interakcija nastalega lipoperoksi radikala s sosednjimi maščobnimi kislinami vodi do njegove nevtralizacije in pojava novih lipoperoksi radikalov, t.j. do razvoja linearne verižne reakcije s pojavom novih oksidiranih maščobnih kislin.

Razvoj reakcij peroksidacije lipidov

Poleg linearnega razvoja lahko pride do razvejanosti reakcije zaradi nastanka hidro elektronski peroksid iz katere koli kovine ali pri izpostavljenosti sevanju.

Razvejanje in zaključek reakcij lipidne peroksidacije

Verižna reakcija se prekine, ko radikali medsebojno delujejo ali v reakciji z različnimi antioksidanti, na primer vitaminom E, ki daje elektrone in se spremeni v dokaj stabilno oksidirano obliko.

Produkti lipidne peroksidacije

Primarni proizvodi LPO so hidroperoksidi maščobnih kislin, se nadalje razgradijo s tvorbo sekundarnih produktov lipidne peroksidacije - različnih alkoholov, ketonov, aldehidov in dialdehidov, epoksidov in drugih spojin.

Najbolj reaktiven sekundarni Izdelki LEX so malondialdehid(MDA), ki je sposoben tvoriti kovalentne vezi s skupinami NH 2 proteinov in drugimi molekulami, da tvorijo Schiffove baze.

Shema reakcij za nastanek malondialdehida

Vloga malondialdehida

(MDA), ki nastane med peroksidacijo lipidov, lahko reagira s skupinami ε-NH 2 lizin ali N-terminalne aminokisline proteinov, s skupinami NH 2 fosfolipidi in glikozamini. MDA tvori mostove znotraj in med molekulami, da tvorijo Schiffove baze.

Značilnosti, proizvodi, biološki
in patofiziološko vlogo

Lipidna peroksidacija – veriga prostih radikalov
proces,
pušča
V
biomembrane
in
lipoproteini,
spremlja oksidativna razgradnja večkrat nenasičenih
maščobnih kislin (PUFA) s tvorbo prostih radikalov in
molekularni izdelki.
Reakcije prostih radikalov lipidne peroksidacije se nenehno pojavljajo v vseh
organizmov – od mikroorganizmov do živali in ljudi.
Vloga SPOLA:
- obnova membranskih lipidov
- vzdrževanje strukturne homeostaze
- biosinteza biološko aktivnih spojin (prostaglandinov,
tromboksani, levkotrieni)
- delovanje membranskih encimov
- izražanje genov
- delitev celic
- uravnavanje apoptoze
- Prekomerna aktivacija LPO vodi v razvoj patoloških
procesi (oksidativni stres).

Leta 1956 je N.N. Semenov skupaj s S. Hinshelwoodom prejel Nobelovo nagrado
Nagrada za kemijo »Za raziskave mehanizma kemijskih reakcij, in
predvsem za ustvarjanje teorije verižnih reakcij."
Cyril Norman Hinshelwood
Akademik N.N. Semenov

Tarusov B.N.
Avtor vodilne hipoteze
vloga prostih radikalov
LPO reakcije v razvoju
patološki procesi v
kletka
Vladimirov Yu.A.
Burlakova E.B.

Emanuel N.M.
Tarusov B.N.
Predstavili so idejo o vlogi LPO v izvoru in patogenezi
različne bolezni. To je bila osnova koncepta SRO as
univerzalni mehanizem za poškodbe membranskih struktur
celic, kot tudi oksidativno modifikacijo biomolekul med
različna patološka stanja, izpostavljenost ekstremnim
dejavnikov, kot tudi med staranjem.

Splošna enačba prostih radikalov
TLA izgledajo takole:
(L + LO ) + LH + O2 → (L + LO ) +
LOOH + H2O
L, LO - lipidni radikali
LH polinenasičen
kislina (PUFA)
LOOH – lipidni hidroperoksid
maščoba

Najpomembnejše lastnosti FLOOR:

1. O2 je odvisen proces. O2 je potreben za nastanek
AKM, za sprožitev postopka, nadaljevanje reakcij in
verižne veje;
2. hitrost procesa ni odvisna samo od koncentracije
začetne in končne snovi, ampak tudi na vsebino
vmesne spojine – lipidni radikali;
3. visoka odvisnost LPO od temperature okolja
(Q10 > 5);
4.
hitrost
NADSTROPJE
močno
odvisno
od
stopnje
lipidna nenasičenost;
5. LPO se začne z odvzemom atoma vodika iz atoma
ogljik v α-položaju, tj. sosednji z dvojno vezjo;
6. Glede na vrsto uporabe kisika se LPO nanaša
dioksigenazna oksidacijska pot.

Shema udeležbe molekularnega kisika v
oksidativne transformacije substratov (S) v celici
S obnoviti
O2
S oksid
O2 oksidazna pot
H 2O
SH
monooksigenazna pot SOH H 2O
SH
SOOH dioksigenazna pot

Aktivatorji in zaviralci proizvodnje ROS

Glavne "tovarne" za proizvodnjo prostih radikalov v našem
telesu služijo majhna podolgovata telesa znotraj živega
celice – mitohondrije, njegove najpomembnejše energetske postaje.

V fizioloških pogojih več
95 % molekularnega kisika
sodelujejo v oksidativnem procesu
fosforilacija v mitohondrijih.
Molekula kisika pa lahko
do nepopolne ozdravitve, ki
vodi do nastanka
izjemno reaktiven
kisikovi radikali.

nesparjeni elektron
seznanjeni elektroni
Prosti radikali so zelo aktivni
molekule ali atomi, ki imajo enega ali več
neparnih elektronov v zunanji orbitali, ki
jih naredi še posebej aktivne in "agresivne".
Prosti radikali se želijo povrniti
manjkajoči elektron tako, da ga odvzame tistim okoli sebe
molekule.

Zmanjšanje kisika v bioloških sistemih in
tvorba reaktivnih kisikovih spojin (ROS)

Aktivirani kisikovi metaboliti (AOM)
- v glavnem zelo reaktiven
radikalne kisikove spojine,
ki se zaradi tega tvorijo v živih organizmih
nepopolna obnova molekularne
kisika ali spreminjanje vrtenja enega od njih
elektroni, ki se nahajajo v zunanjih orbitalah.
Odkritih je bilo med 300 in 800 različnih organskih spojin
radikali: radikali lipidov, proteinov,
nizkomolekularni peptidi, nukleinske kisline
kisline, fenoli, anorganske molekule

Menščikova E.B. et al., 2006

Vladimirov Yu.A., 2000

Presnova naravnih prostih radikalov
(Vladimirov Yu.A., 1998)
Nastajanje radikalov
Primarni
NE, KoQ
radikali:
Radikalna odstranitev
O2‾ ,
Reducirajoča sredstva, SOD, hemoglobin, albumin
Oblikovanje radikalov
Molekule katalaze, peroksidaze, glutationa: H2O2, LOOH, HOCl, peroksidaza,
ceruloplazmin,
ioni Fe2+
feritin, kompleksoni
Sekundarni radikali: OH, L,
LO, LO2
Radikalne pasti
Terciarni radikali: radikali Antioksidanti in inhibitorji
antioksidanti itd.
prosti radikalski procesi

Proste radikale delimo na
terciar (Vladimirov Yu.A.).
primarni,
sekundarni in
Primarni prosti radikali nenehno nastajajo med
vitalna aktivnost telesa kot sredstvo za zaščito pred
bakterije, viruse, tujke in tumorske celice. Da, fagociti
sproščajo in uporabljajo proste radikale kot orožje
proti mikroorganizmom in rakavim celicam.
Sekundarni radikali za razliko od primarnih radikalov ne delujejo
fiziološko uporabne funkcije.
Nasprotno, imajo uničujoč učinek na celice
strukture, ki poskušajo odvzeti elektrone "polnopravnim" molekulam,
zaradi česar postane sama »poškodovana« molekula
prosti radikal (terciarni), največkrat pa šibki, ne
sposobni destruktivnega delovanja.

Klasifikacija AKM
1. Reaktivne kisikove spojine (ROS) – produkti eno-, dvo- in trielektronske redukcije molekulskega kisika (O2 ‾, HO2, H2O2, OH) oz.
spremembe v spinu enega od elektronov v zunanji orbitali (1O2).
2. Hipohalogeniti - aktivne oblike halogenov (AFH) - (HOCl, HOBr, HOI,
HOSCN) – produkti encimske reakcije vodikovega peroksida in halogenov,
ki ga katalizira mieloperoksidaza, eozin peroksidaza,
laktoperoksidaza. Označevalci vnetja.
3. Dušikov oksid NO in njegovi metaboliti - reaktivne dušikove vrste (RNS) - (NO2,
NO+, NO‾, ONOO‾, S-nitrozotioli). Fiziološke funkcije NO: regulacija
vaskularni tonus (endotelijski relaksacijski faktor), nova vrsta mediatorja,
baktericidni in protirakavi učinek.
4. Lipidni radikali (L, LO, LO2) - nastajajo med peroksidacijo lipidov, med
visoke koncentracije - citotoksični učinek, pri stacionarnem
koncentracije - regulatorji bioloških procesov.

Oksidativni stres (OS) - stanje premika
dinamično ravnotežje v sistemu
prooksidanti↔antioksidanti (LPO↔AO) na stran
povečana oksidacija prostih radikalov (FRO) v ozadju
motnje antioksidativnega sistema.
Mehanizmi OS vključujejo:
- sam OS (AFK);
- nitrozilni stres (NSS);
- halogenirni stres (HSS)
- karbonilni stres (AKS – aldehidi, ketoni)

Različne ravni ROS povzročajo različne
celični procesi:
nizke ravni ROS so signalne molekule,
mitogene ali promotorje diferenciacije in
proliferacija, visoke stopnje blokiranja rasti ROS,
prekomerna proizvodnja ROS povzroči OS, aktivira apoptozo

ROS → LPO → oksidativni stres → celična smrt

Viri superoksidnega anionskega radikala (O2●▬)
v kletki
1. Avtooksidacija organskih spojin (npr.
hemoglobin).
2. Ksantin oksidaza, ki katalizira oksidacijo
ksantina (hipoksantina) v sečno kislino.
3. ETC mitohondrijev (5-6% ROS).
4. ETC mikrosomov (75 % ROS)
5. NADPH oksidaza
Poti za odstranitev O2●▬ v celici
1. Superoksid dismutaza
2. Nizkomolekularni antioksidanti - α-tokoferol,
askorbat, sečna kislina itd.

Ksantin oksidoreduktaza – vir
superoksid in vodikov peroksid v celici
Ksantin oksidoreduktazo predstavljata dva
izooblike: ksantin dehidrogenaza (KD) in
ksantin oksidazo (XO).
CD KO je skupina dveh strukturno podobnih Mo6+
in encimi, ki vsebujejo Fe2+, so lokalizirani v
večina organov ima širok substrat
specifičnost. Oksidirajo purine (prek
hipoksantin in ksantin v sečno kislino), pirimidini,
adrenalin, dehidrogenat NADH, NADPH.

Shema katabolizma purina, ki ga katalizira
ksantin oksidoreduktaza. ksantin oksidaza –
vir superoksida in vodikovega peroksida

Mitohondrijski ETC je vir ROS. Dva obraza mitohondrijev kot »elektrarn celice« in najpomembnejših proizvajalcev ROS

Proizvodnja superoksida in vodikovega peroksida v mitohondrijih

Vloga mitohondrijev pri indukciji apoptoze. Guido Kraemer (1994) je odkril faktor, ki povzroča apoptozo (AIF).

Oblikovanje mitoptičnega telesa in mitoptoza

.

Konformacijske bolezni (CD) so bolezni
povezana z motnjami naravnih zgibnih mehanizmov
celične beljakovine (zvijanje) med njihovim zorenjem in
izvajanje fizioloških funkcij.
Pri vseh teh boleznih obstaja
mitohondrijska disfunkcija, ki vodi do
povečana proizvodnja ROS, ki prispevajo k
motnje normalnega zvijanja in kopičenja beljakovin
molekule z nenormalno konformacijo.

Vloga mitohondrijskih ETC pri razvoju nevrodegenerativnih bolezni - Parkinsonova bolezen (PB), amiotrofična lateralna skleroza

(ALS), Huntingtonova bolezen (HD),
Alzheimerjeva bolezen (AD)

Parkinsonovo bolezen je prvi opisal James Parkinson leta 1817 v svojem Eseju o paralizi kvasovk. Osnova kliničnega

Parkinsonova bolezen - prvi jo je opisal James Parkinson
leta 1817 v "Eseju o tresoči se paralizi." Osnova
Klinično sliko PB sestavlja klasična triada:
akinezija (hipokinezija), rigidnost mišic in tremor v mirovanju.

Presnovne motnje pri Parkinsonovi bolezni
(Kryzhanovsky et al., 2000):
1. mitohondrijska disfunkcija - motnja I
encimski kompleks ETC (ETC I FC);
2. energijska pomanjkljivost nevrona;
3. povečana peroksidacija lipidov s tvorbo strupenih
izdelki;
4. Ca-preobremenitev nevronov, celična smrt;
5. mutacije v genu za α-sinuklein → sprememba
zgradba proteina α-sinukleina → njegovo kopičenje
v nevronu → združevanje beljakovin s tvorbo
Lewyjevo telo. Trenutno je α-sinuklein ključni molekularni marker PD.

Mehanizmi Alzheimerjeve bolezni

Najbolj priznana razvojna hipoteza
AD je domnevna patologija
amiloidna kaskada in z njo povezana
hiperfosforilacija proteina tau
.

bolezen
Alzheimerjeva bolezen
(senilno
demenca)
-
nevrodegenerativna bolezen, prvič opisana leta 1906
leta nemški psihiater Alois Alzheimer. kako
običajno najdemo pri ljudeh, starejših od 65 let.
Svetovna stopnja incidence za leto 2006 je bila ocenjena na
26,6 milijona ljudi, do leta 2050 pa se lahko število bolnikov poveča
štirikrat.
Patomorfološki in biokemični mehanizmi astme
povezano z:
- mitohondrijska disfunkcija (kršitev FC IV
ETC);
- kopičenje in tvorba β-amiloidnega peptida
zunajcelični amiloid
plošče;
- hiperfosforilacija proteina tau, povezana z
mikrotubule,
in izobraževanje
znotrajcelično
nevrofibrilarne pentlje. Smrt nevronov.

Amiotrofična lateralna skleroza (Lou Gehrigova bolezen, bolezen motoričnih nevronov, motnja FC II in IV ETC)

Kopičenje beljakovin v nevronu pri Lou Gehrigovi bolezni

Henry Louis Gehrig, vzdevek je dobil zaradi svoje vzdržljivosti
"The Iron Horse" je izjemen igralec baseballa. IN
pri 36 letih je zbolel za stransko
amiotrofična skleroza, ki je razširjena
v ZDA in Kanadi znana kot "Loujeva bolezen"
Gehrig."
Strokovnjak za črne luknje, Hawking -
eden najbolj izjemnih
astrofiziki. Njegovi dosežki so še vedno
pomembnejši, ker znanstvenik
trpi zaradi degenerativnih
genetske bolezni, ki
je bila diagnosticirana, ko je bil Stephen
21 let; potem bo bodoči znanstvenik imel zdravnike
Obljubili so le nekaj let. Ampak
Hawking ni samo živel dlje
pol stoletja, naredil pa tudi veliko
temeljna odkritja v
področje teoretične astrofizike.

Mitohondrijsko ciljno zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni

Struktura in mehanizem delovanja
antioksidant, usmerjen v mitohondrije
SkQ1S, ustvarjen na Moskovski državni univerzi

Mikrosomski ETC je vir ROS
Tvorba O2‾ in H2O2 v mikrosomskem sistemu
oksidacija (75 % ROS)
Glavna funkcija monooksigenaz je razstrupljanje
ksenobiotiki s hidroksilacijo:
CHN + O2 + AN2 → CHON + H2O + A

Fagocitna NADPH oksidaza je vir ROS
Tvorba superoksida in hidroperoksida
NADPH oksidaza fagocitov

Tvorba ROS med dihanjem
eksplozija fagocitov.

Zgradba NADPH oksidaze.

1) Sestavljen je iz 6 heterogenih podenot: 2 membransko vezanih (gp 91, p 22) in 4 citosolnih (p47, p40, p67,
Rac), ki se pod vplivom poživil združijo v obliko
encimski kompleks, ki ustvarja O2‾.
2) Najpomembnejša sestavina NADPH oksidaze je citokrom b558
sestoji iz glikoproteinske - podenote (gp91) in α podenote (p22). -podenota (gp91) vsebuje 6
transmembranske α-vijačnice na N-koncu in odseke
glikozilacija. C-konec ima vezavna mesta FAD in
NADPH, cyt b558 vsebuje 2 hema

Struktura flavocitokroma b558
NADPH → FAD → FADN → hem (notranji) → hem (zunanji) → O2 → O2‾

Vloga NADPH oksidaze v patogenezi bolezni.

Kronična granulomatoza (»infantilna smrt
kronična granulomatoza"; 1:200-250 tisoč) –
genetske okvare podenot NADPH oksidaze,
nezmožnost razvoja respiratornega izbruha levkocitov.
Limfogranulomatoza (Hodgkinova bolezen, maligni granulom) je maligna bolezen.
limfoidno tkivo, katerega značilnost
je prisotnost Berezovsky-Sternbergovih velikanskih celic in inhibicija NADPH oksidaze.

Mikroskopski vzorec: biopsija bezgavk. Značilna celica
Reed - Berezovski - Sternberg med boleznijo
Hodgkin

Superoksid dismutaza
Superoksidne dismutaze (SOD) so naddružina encimov, povezanih z
v razred oksidoreduktaz in katalizira dismutacijsko reakcijo
superoksidni anionski radikal, da nastane vodikov peroksid in
kisik:
О2‾ + О2‾ → Н2О2 + 3О2
SOD so prisotne v vseh aerobnih organizmih.
SOD (eritrokuprein) sta leta 1969 odkrila McCord in Fridovich.
SOD je razvrščen glede na zgradbo aktivnega centra in strukturno
organizacijo molekule.
Obstajajo 3 družine SOD:
- Cu,Zn-SOD (evkarionti, rastlinski kloroplasti, bakterije)
- Fe-SOD, Mn-SOD (prokarionti, evkariontski mitohondriji, kloroplasti)
- Ni-SOD (Streptomyces, cianobakterije)

Struktura različnih izoencimov SOD

Viri vodikovega peroksida v celici:

1.
2.
3.
4.
5.
NADPH oksidaza
Mitohondrijska transportna veriga elektronov
Elektronska transportna veriga mikrosomov
Ksantin oksidoreduktaza (XOR)
Superoksid dismutaza
Načini odstranjevanja vodikovega peroksida:
1. Katalaza
2. Glutation peroksidaza
3. Peroksiredoksini

Izločanje vodikovega peroksida v celici poteka encimsko:

1. Katalaza je znotrajcelični encim (tetramer), ki vsebuje hem:
2H2O2 → 2H2O + O2
2. Glutation peroksidaza je konstitutivna družina encimov,
ki so sposobni obnoviti organske in anorganske
hidroperokside v hidroksi spojine ali druge reducirane
enakovredni. Obstajajo selenski in neselenski GPO. Selen
GPO vsebujejo selenocistein v aktivnem mestu, ki
sodeluje v katalitičnem ciklu.
2GSH + H2O2 → GSSG + 2 H2O
3. Peroksiredoksini so citosolne beljakovine, ki imajo peroksidazo
aktivnost, na kateri so fiksirani cisteinski ostanki
koncih molekul, reducira H2O2

Indukcija LPO

1. Najučinkovitejši induktor LPO je hidroksilni radikal
OH, ki nastane v reakcijah Fentona, Osipova, v
reakcije dušikovega oksida in superoksida. Primarni izdelki LPO

Zgradba karbonilnih spojin – sekundarnih produktov LPO

Lipofuscin (pigment staranja) je glikolipoprotein, v katerem
prevladujejo fosfolipidi. Predstavljajo ga zrna zlate oz
rjava v citoplazmi jeter, ledvic, miokarda, skeletnih celic
in gladkih mišic, simpatičnih ganglijev in skorje nadledvične žleze. Avtor:
kemijske narave se tvori po vrsti Schiffovih baz – konč
izdelki POL.

Izoprostani – stabilni izdelki LPO
Izoprostani so skupina prostaglandinom podobnih
komponente, ki nastanejo med prostim radikalom
oksidacija arahidonske kisline, ne glede
COX poti

Vpliv LPO na lipidni dvosloj membran

Povečanje prepustnosti za protone je motnja dihalne verige.
Dihalna veriga – transportna veriga elektronov (ETC) mitohondrijev vsebuje 5
encimski kompleksi
NADH – dehidrogenaza (NADH-ubikinol reduktaza)
2) sukcinat dehidrogenaza
3) Ubikinon-citokrom-c-reduktaza
4) Citokrom C oksidaza
5) ATP sintetaza
1)
Oddelek FGOU VPO SFU. biokemija in
mikrobiologija

Oksidativna poškodba DNK
Vrste poškodb DNK:
1) prelomi enojne in dvoverižne DNA
2) nastanek AP mest (tj. izguba purinov oz
pirimidini)
3) oksidativna modifikacija baz in sladkorjev v
Sestava DNA (timin glikoli, navzkrižne povezave timin-timin,
8-oksogvanozin)

Biološka kemija Lelevich Vladimir Valeryanovich

Lipidna peroksidacija (LPO)

Reakcije LPO so prostoradikalne in se nenehno pojavljajo v telesu, kot tudi reakcije nastajanja ROS.

Običajno se vzdržujejo na določeni ravni in opravljajo številne funkcije:

1. povzročijo apoptozo (programirano celično smrt);

2. uravnavajo strukturo celičnih membran in s tem zagotavljajo delovanje ionskih kanalčkov, receptorjev in encimskih sistemov;

3. zagotavljajo sproščanje arahidonske kisline iz membrane, iz katere se sintetizirajo bioregulatorji (prostaglandini, tromboksani, levkotrieni);

4. LPO lahko deluje kot sekundarni posrednik, ki sodeluje pri preoblikovanju signalov iz zunanjega in notranjega okolja telesa, kar zagotavlja njihov znotrajcelični prenos;

5. ROS sodelujejo pri celični imunosti in fagocitozi.

TALNI mehanizem:

1. Iniciacija. Reakcijo najpogosteje sproži hidroksilni radikal, ki odstrani vodik iz CH2 skupin nenasičene maščobne kisline L, kar povzroči nastanek lipidnega radikala L:

2. Razvoj verige. Razvoj verige nastane ob dodajanju kisika, kar povzroči nastanek peroksidnega radikala LOO ali lipidnega peroksida LOOH (lipidni hidroperoksid).

LOO + LH ? LOOH + LR?

3. Prekinitev tokokroga. Razvoj verige se lahko ustavi, ko prosti radikali medsebojno delujejo ali medsebojno delujejo z različnimi antioksidanti (vitamin E), ki so donorji elektronov:

LOO? +L? LOOH + LH

L? + vitamin E? LH + vitamin E?

Vitamin T E + L ? LH + vitamin E oksid

Zaradi LPO se navadni lipidi pretvorijo v primarne produkte LPO (lipidni hidroperoksidi). To vodi do pojava območij ("lukenj") v membranah, skozi katere izstopa vsebina samih celic in njihovih organelov.

Primarni produkti LPO se uničijo s tvorbo sekundarnih produktov LPO: aldehidi, ketoni, malondialdehid, dienski konjugati. Kopičenje malondialdehida (MDA) v krvi pojasnjuje sindrom zastrupitve, ki spremlja številne bolezni notranjih organov. Z reakcijo s SH in CH 3 skupinami proteinov MDA zavira aktivnost citokrom oksidaz (s čimer zavira tkivno dihanje) in hidroksilaz. MDA povzroča tudi pospešen razvoj ateroskleroze.

Pri interakciji MDA z amino skupinami fosfolipidov nastanejo končni produkti peroksidacije lipidov - Schiffove baze. Primer teh spojin je pigment lipofuscin, ki se s starostjo pojavi na očesni sluznici in na koži. Lipofuscin je mešanica lipidov in proteinov, ki so med seboj povezani s kovalentnimi navzkrižnimi povezavami in denaturirani kot posledica interakcije s kemično aktivnimi skupinami produktov lipidne peroksidacije. Ta pigment je fagocitiran, vendar ga ne hidrolizirajo lizosomski encimi, kopiči se v celicah in moti njihovo delovanje.

Negativne posledice aktivacije LPO:

1. Poškodbe lipidnega dvosloja membran, zaradi česar voda, natrijevi in ​​kalcijevi ioni prodrejo v celice, kar povzroči otekanje celic, organelov in njihovo uničenje.

2. Prezgodnje staranje celic in telesa kot celote.

3. Interakcija visoko reaktivnih produktov peroksidacije lipidov z amino skupinami proteinov s tvorbo Schiffovih baz.

4. Spremembe fluidnosti (viskoznosti) membran, zaradi česar je motena transportna funkcija membran (delovanje ionskih kanalov).

5. Oslabljeno delovanje membransko vezanih encimov in receptorjev.

Aktivacija LPO je značilna za številne bolezni in patološka stanja:

1. ateroskleroza in druge bolezni srca in ožilja;

2. lezije CNS (Parkinsonova bolezen, Alzheimerjeva bolezen);

3. vnetni procesi katerega koli izvora;

4. mišična distrofija (Duchennova bolezen);

5. rak;

6. poškodbe zaradi sevanja;

7. bronhopulmonalne patologije.

Iz knjige Biologija [Celoten priročnik za pripravo na enotni državni izpit] avtor Lerner Georgij Isaakovič

Iz knjige Antropologija in koncepti biologije avtor Kurčanov Nikolaj Anatolievič

2.5. Biološka oksidacija Pri analizi posameznih stopenj celičnega metabolizma se je treba vedno zavedati, da gre za en sam, celovit, med seboj povezan mehanizem (Bohinski R., 1987). Procesi anabolizma in katabolizma potekajo hkrati v celici in

Iz knjige Biološka kemija avtor Lelevič Vladimir Valerijanovič

Poglavje 10. Energijska presnova. Biološka oksidacija Živi organizmi so z vidika termodinamike odprti sistemi. Možna je izmenjava energije med sistemom in okoljem, ki poteka v skladu z zakoni termodinamike. Vsak organski

Iz avtorjeve knjige

Poglavje 19. Tkivni lipidi, presnova in transport lipidov Lipidi so kemijsko heterogena skupina snovi biološkega izvora, katerih skupna lastnost je hidrofobnost in sposobnost raztapljanja v nepolarnih organskih topilih.

Iz avtorjeve knjige

Poglavje 21. Presnova kompleksnih lipidov Med kompleksne lipide uvrščamo tiste spojine, ki poleg lipida vsebujejo tudi nelipidno komponento (beljakovine, ogljikove hidrate ali fosfate). V skladu s tem obstajajo proteolipidi, glikolipidi in fosfolipidi. Za razliko od preprostih lipidov,

Produkti tega procesa vključujejo malondialdehid in 4-hidroksinonenal.

Reakcije biološke oksidacije spremlja tvorba prostih radikalov, delcev z neparnim elektronom v zunanji orbiti. To povzroča visoko kemično aktivnost teh radikalov. Na primer, reagirajo z nenasičenimi maščobnimi kislinami v membranah in porušijo njihovo strukturo. Antioksidanti preprečujejo oksidacijo prostih radikalov.

Skozi stopnjo peroksidnih derivatov nenasičenih maščobnih kislin poteka biosinteza prostaglandinov in levkotrienov, tromboksani, ki močno vplivajo na adhezivno-agregacijske lastnosti krvnih celic in mikrocirkulacijo, pa so sami hidroperoksidi. Tvorba hidroperoksidov holesterola je ena od povezav v sintezi nekaterih steroidnih hormonov, zlasti progesterona.

Literatura

• Vladimirov Yu.A., Arčakov A.I. Peroksidacija lipidov v bioloških membranah. - M.: Nauka, 1972. - 252 str.
• Baraboj V.A., Orel V.E., Karnaukh I.M. Peroksidacija in sevanje. - K.: Naukova Dumka, 1991.
• Kovshevny V.V.- oksidacija prostih radikalov

Opombe

Fundacija Wikimedia.

2010.

Oglejte si, kaj je "lipidna peroksidacija" v drugih slovarjih: lipidna peroksidacija - proces interakcije lipidov (njihovih nenasičenih delov), ki so del celičnih membran, z oksidanti (anion O2, radikal H20 itd.), ki nastanejo pod vplivom ionizirajočega sevanja in v presnovnih procesih nekaterih snovi; ...

Priročnik za tehnične prevajalce Lipidna peroksidacija lipidna peroksidacija. Proces interakcije lipidov (njihovih nenasičenih delov), ki so del celičnih membran, z oksidacijskimi sredstvi (O2 anion, HO radikal itd.), Nastalih pod vplivom ionizirajočega... ...

Molekularna biologija in genetika. Razlagalni slovar. Kompleksen večstopenjski verižni proces oksidacije lipidnih substratov, predvsem večkrat nenasičenih maščobnih kislin, s kisikom, vključno s stopnjami interakcije lipidov s spojinami prostih radikalov in tvorbo lipidnih prostih radikalov ...

Medicinska enciklopedija

mehanizem POL. Lipidna peroksidacija (LPO) je oksidativna razgradnja lipidov, ki poteka predvsem pod vplivom prostih radikalov. Ena glavnih posledic sevanja. Eden od produktov tega procesa je malondialdehid. Literatura Yu ... Wikipedia

Pri diabetes mellitusu telo razvije pomanjkanje vitaminov in mineralov. To je posledica treh razlogov: prehranskih omejitev, presnovnih motenj in zmanjšane absorpcije hranil. Po drugi strani pa pomanjkanje vitamina in... ... Wikipedia

DIBUNOL (Dibunolum) (glej tudi tokoferol acetat). 2.6 Di tert butil 4 metilfenol. Sinonimi: butiloksitoluen, ionol. Bel ali bel z rahlo rumenkastim odtenkom kristalni prah. Praktično netopen v vodi, lahko topen v alkoholu... Slovar zdravil

I Maščobne kisline, karboksilne kisline; V telesu živali in rastlin proste maščobne kisline in tiste, ki jih vsebujejo lipidi, opravljajo energetske in plastične funkcije. Maščobne kisline v sestavi fosfolipidov sodelujejo pri izgradnji bioloških... ... Kompleksen večstopenjski verižni proces oksidacije lipidnih substratov, predvsem večkrat nenasičenih maščobnih kislin, s kisikom, vključno s stopnjami interakcije lipidov s spojinami prostih radikalov in tvorbo lipidnih prostih radikalov ...

Atomi ali skupine kemijsko povezanih atomov, ki imajo proste valence, tj. neparni (nekompenzirani) elektroni v zunanji (valenčni) orbitali. Prisotnost neparnih elektronov določa visoko kemijsko reakcijo... ... Kompleksen večstopenjski verižni proces oksidacije lipidnih substratov, predvsem večkrat nenasičenih maščobnih kislin, s kisikom, vključno s stopnjami interakcije lipidov s spojinami prostih radikalov in tvorbo lipidnih prostih radikalov ...

Učinkovina ›› Aminokisline za parenteralno prehrano+Druga zdravila [Maščobne emulzije za parenteralno prehrano + Dekstroza + Mineralne soli] (Aminokisline za parenteralno prehrano+Druga zdravila)