Лекция 4. Перекисное окисление липидов
Перекисное окисление липидов в основном протекает в биологических мембранах как прокариотических, так и эукариотических клетках. Это цепной химический процесс или цепная реакция, которая протекает с участием свободных радикалов, в котором повторяются стадии превращения исходных веществ в конечные, причём в реакции продолжения цепи сохраняется свободная валентность. Цепные реакции могут быть как разветвлёнными, так и неразветвлёнными. Реакции перекисного окисления липидов относятся к разветвлённым цепным реакциям. Теорию развития таких реакций была разработана лауреатом Нобелевской премии Н.Н. Семеновым. Цепная реакция может развиваться благодаря наличию свободных радикалов. Свободные радикалы это нестойкие частицы, которые содержат неспаренные электроны. Наличие неспаренного электрона обуславливает высокую реакционную способность, потому что радикал стремиться приобрести недостающий электрон. В частности два радикала легко соединяются друг с другом, образуя новое соединение. Цепной процесс при перекисном окислении липидов протекает следующим образом. Попадая в организм любой свободный радикал (особенно у аэробов свободными радикалами служат свободнорадикальные формы кислорода, такими как супероксидный радикал, синглетный кислород, пероксирадикалы, гидроксильные радикалы и др.) связывается с жирными кислотами, входящими в состав фосфолипидов. В основном источником перекисного окисления липидов служат ненасыщенные жирные кислоты. В животных клетках основная роль отводится арахидоновой кислоте (20:4), а в бактериальных клетках в связи с тем, что арахидоновая кислота отсутствует, в процесс перекисного окисления липидов вовлекается пальмитоолеиновая кислота (16:1) и очень редко цис – вакценовая (18:1). Эти кислоты окисляются и отдают электрон свободному радикалу, в свою очередь образуется свободный радикал жирной кислоты и та в свою очередь забирает один электрон у другой жирной кислоты и запускается цепная реакция, которая в начале развивается медленно, но по мере вовлечения других молекул жирных кислот скорость реакции резко ускоряется. Теоретически данная реакция будет продолжаться до тех пор, пока будут в мембране находиться такие вещества, которые могут превращаться в свободные радикалы. А, говоря более простым языком пока не окисляться все жирные кислоты и другие липоиды, способные к окислению. В нормальных условиях этого не происходит, так как в организме существуют специальные вещества и механизмы способные регулировать данные процессы. Подобные вещества называют антиоксидантами, а систему с ферментами называют антиоксидантной системой.
В дальнейшем исследования, которые были проведены разными учёными показали, что перекисное окисление липидов является основным адаптационным механизмом клетки. Этот связан с биосинтезом клеточных регуляторов, а также благодаря перекисному окислению липидов происходит изменение проницаемости мембраны. Преобразования состава липидов в мембране сопровождается изменением её микровязкости, что в свою очередь, приводит к структурным переходам в мембранах, и при этом происходят изменения физико – химических свойств мембраны. Активность мембрано – связанных ферментов изменяется. Перекисное окисление липидов является одним из важнейших процессов, обуславливающее многие патологические состояния.