Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами - Артюхов В.Г.
ISBN 5-7455-1162-1
Скачать (прямая ссылка):
Разветвление цепи осуществляется в соответствии с реакцией
ROOH Д3 RO* + ОН', (3)
где RO' — алкоксильный радикал; ОН’ — гидроксильный радикал.
С реакциями продолжения конкурируют реакции, приводящие к обрыву цепи. Возможны следующие варианты спонтанного обрыва цепи:
R‘ + R* —» R-R, (4)
ks
RO*2 + R* 4 ROOR, (5)
ke
RO”2 4- RO 2 -» молекулярные продукты. (6)
Сущность цепного процесса окисления состоит в чередовании двух реакций — образования пероксидного радикала липида R0'2, а также гидропероксида ROOH и нового радикала липида R*:
Qa RH Q. RH
R* i R02 R‘ i R02 j* R' -» R02 ROOH ROOH
Таким образом, в процесс вовлекаются все новые молекулы липида (RH) и кислорода, при этом накапливаются гидропероксиды, а число радикалов R' и R0'2 не изменяется в соответствии с принципом неуничтожимости свободной валентности.
Генерирование липопероксидов в организме сопряжено с нормальными метаболическими реакциями, осуществляемыми специализированными ферментными системами: NADPH-зависимыми микросомальными оксигеназами, циклооксигеназами и липоокси-геназами, и служит источником биосинтеза внутриклеточных медиаторов — простагландинов, тромбоксанов, простациклина, лей-котриенов и липоксинов. Свободная по линенасыщенная жирная кислота, в частности арахидоновая, образовавшаяся в результате ферментативного гидролиза (З-ацилов лецитинов фосфолипазой А2, может окисляться по двум альтернативным путям — цикло- или липооксигеназному. При циклооксигеназном окислении арахидо-ната образуются циклические эндопероксиды — простагландины G2 и Н2, служащие универсальными метаболическими предшественниками различных простагландинов (PGE2, PGE2a, PGD2), тромбоксанов (ТХА2, ТХВ2) и простациклина (PGI2). Продуктами липоок-сигеназного окисления арахидоната являются алифатические гидропероксиды — гидропероксиэйкозатетраеновые кислоты (НРЕТЕ) — промежуточные продукты биосинтеза нового класса биологически активных веществ — лейкотриенов (LTA4, LTB4, LTC4, LTD4) — рис. 27. Производные С20-полиненасыщенных жирных кислот типа арахидоновой, так называемые эйкозаноиды, участвуют в осуществлении защитных реакций клеток желудка, сердца и других органов от повреждений, способствуют развитию воспаления, стимулируют сокращение гладкой мускулатуры. Циклоокси-геназные системы обнаружены в большинстве тканей животных, липооксигеназные — в различных животных клетках и тканях: лейкоцитах, тромбоцитах, ретикулоцитах; легких, селезенке, семенниках. Между липооксигеназным и циклоокситеназным путями окисления полиненасыщенных жирных кислот в организме существует тесная взаимосвязь. Ингибирование циклооксигеназ-ного пути окисления этих клеток in vivo сопровождается активацией их липооксигеназного окисления, т.е. липооксигеназный путь окисления может использоваться для быстрой утилизации избыточного субстрата биосинтеза простагландинов.
Регуляция процессов ПОЛ в организме также осуществляется ферментативным путем. В микросомах наряду с фермента-
NADPH-зависимая диоксигеназа микросом'
Арахидоновая кислота
"WVWNAM ’ЛАГ\^Л/вЛГУ\/\ ЧЕ)"(§) Фосфолипид
ООН
\r\Jv
Гидроперокси-
фосфолипид
Липоксигеназа
?"7' v'N^/vNcooh
1 ООН pgg2
yf
9---^ V''\_/S/\C00H
он pgh2
Лейкоциты Легкие
(-ОН)
ООН \ ---УХ/Ч/
/=^Г~к/\/СЮОН ?оН (11-НРЕТЕ)
(-ОН) (11-НЕТЕ)
ООН Т ромбоциты
(-ОН) /гггч/гггч/ч/ С О О Н
(5,12-DIHPETE) ioi^^(12^PETE)
(-ОН) (12-НЕТЕ)
Рис. 27. Основные пути ферментативного биосинтеза пероксидов липидов в тканях млекопитающих (В. 3. Ланкин, 1984): НЕТЕ — гид-роксикозатетраеновые кислоты; НРЕТЕ — гидропероксиэйкозатетра-еновые кислоты; DIHPETE — дигидропероксиэйкозатетраеновая кислота; LTB - лейкотриены; PGG2, PGH2 - простагландины
тивным синтезом пероксидов липидов происходит и их ферментативная утилизация, так как терминальная оксидаза цепи переноса электронов в микросомах — цитохром Р460 — может функционировать как активная пероксидаза. В цитозоле клеток содержатся восстанавливающие пероксиды липидов глутатионпер-оксидазные и глутатиои-З-трансферазные системы, одной из функций которых является ограничение распространения неферментативных реакций ПОЛ в случае “утечки” свободнорадикальных продуктов ферментативного ПОЛ. Существование специализированных ферментных систем синтеза и утилизации активных форм кислорода и пероксидов липидов делает маловероятным (если не невозможным) протекание в нормальных тканях животных неспецифического процесса — неферментативного ПОЛ с физиологически значимой интенсивностью.
Необходимо отметить, что в клетке существует несколько пусковых и защитных систем, которые рассматриваются как факторы, влияющие на скорость окисления липидов на разных стадиях (зарождение и продолжение цепи; разветвление; обрыв цепи):
