47. Повреждение мембран, связь с развитием болезней. Основные повреждающие факторы. Перекисное окисление липидов (пол). Роль неблагоприятной экологической обстановки в активации этого процесса.
Перекисное окисление липидов (ПОЛ) — окислительная деградация липидов, происходящая, в основном, под действием свободных радикалов. Одно из главных последствий радиоактивного облучения.
В числе продуктов этого процесса — малондиальдегид и 4-гидроксиноненал.
Реакции биологического окисления сопровождаются образованием свободных радикалов — частиц, имеющих на внешней валентной орбитали неспаренный электрон. Это обусловливает высокую химическую активность этих радикалов. Например, они вступают в реакцию с ненасыщенными жирными кислотами мембран, нарушая их структуру. Антиоксиданты предотвращают свободнорадикальное окисление.
Через стадию перекисных производных ненасыщенных жирных кислот осуществляется биосинтез простагландинов и лейкотриенов, а тромбоксаны, оказывающие мощное влияние на адгезивно-агрегационные свойства форменных элементов крови и микроциркуляцию, сами являются гидроперекисями. Образование гидроперекисей холестерина — одно из звеньев в синтезе некоторых стероидных гормонов, в частности, прогестерона.[1]
Учебник Николаева стр. 197-224
48. Роль липидов в организации структуры клеточных мембран. Текучесть мембран. Влияние фазовых состояний и фазовых переходов липидов на функции мембран. Факторы, инициирующие фазовые переходы. Значение процесса.
Основ роль липидов в сос мембр закл-ся в стабилиз-ии биослоя. Клетки окружены таким слоем липидов кот сформир-н из особ типа липидов, кот облад одновр гидрофиль и гидрофоб св.вом* в билог мембр липид слой по всем представлениям явл-ся жидким телом вяз-ти близкой к вязкости подсолнеч масла. текуч мембр ограничена внутр гидрофоб фазой. Эта фаза не всегда быв жидкой. При пониж t мембрана замерзает,т.е. жидкая превр-ся в кристалич-ю. При кристал сост-ии мембрана пропускная сп-ть об-ки сниж-ся и за счет этого сниж-ся жизнедеят.
49. Ненасыщенные и полиненасыщенные (пнжк) жирные кислоты. Зависимость их концентрации от питания. W-3 и w-6 жирные кислоты как предшественники синтеза эйкозаноидов, простагландинов и лейкотриенов.
Учебник Т. Т. Березова стр. 277
1) В тканях млекопитающих присутствуют ненасыщенные жирные кислоты, различающиеся длиной алифатической цепи между концевой метильной группой и ближайшей двойной связью. Установлено что наиболее распространенные мононенасыщенные жирные кислоты -пальмитоолеиновая и олеиновая-синтезируются из пальмитиновой и стеариновой кислот. Образование двойной связи происходит в микросомах клеток печени и жировой ткани при участии специфической оксигеназы и молекулярного кислорода.
В этой реакции одна молекула кислорода используется в качестве акцептора двух пар электронов, одна из которых принадлежит субстрату (Ацил-КоА), а другая -НАДФН2:
Пальмитоил-КоА Пальмитоолеил- КоА
С15Н31-СО-S-КоА+НАДФН2+О2→СН3-(СН2)5-СН=СН-(СН2)7-СО-S-КоА+НАДФН2++2Н2О
Вместе с тем ткани человека и ряда животных, неспособны синтезировать линолевую и линоленовую кислоты, а долны получать их с пищей .
Биологическая роль полиненасыщенных жирных кислот в значительнй мере прояснилась с открытием нового класса актиных соединений - простагландинов.
2) Эйкозаноиды, включающие в себя простагландины, тромбоксаны, лейкотриены и ряд других веществ, - высокоактивные регуляторы клеточных функций
- Структура и номенклатура простагландинов и тромбоксанов
Простагландины (рис. 8-45) обозначают символами, например PG А, где PG обозначает слово "простагландин", а буква А обозначает заместитель в пятичленном кольце в молекуле эйкозаноида.
Каждая из указанных групп простагландинов состоит из 3 типов молекул, отличающихся по числу двойных связей в боковых цепях. Число двойных связей обозначают нижним цифровым индексом, например, PG Е2.
Число двойных связей в боковых цепях простагландинов зависит от структуры предшественника - полистовой кислоты, из которой образовались простагландины. Две двойные связи полиеновой кислоты используются при образовании кольца в молекуле простагландина, а количество оставшихся двойных связей в радикалах, связанных с кольцом, определяет серию простагландина: 1 - если одна двойная связь, 2 - если две двойные связи и 3 - если в радикалах имеются три двойных связи.
PG I - простациклины. Имеют 2 кольца в своей структуре: одно пятичленное, как и другие простагландины, а другое - с участием атома кислорода. Их также подразделяют в зависимости от количества двойных связей в радикалах (PG I2, PG I3).
Структура и синтез лейкотриенов, ГЭТЕ, липоксинов
Лейкотриены также образуются из эйкозаноевых кислот, однако в их структуре отсутствуют циклы, как у простагландинов, и они имеют 3 сопряжённые двойные связи, хотя общее число двойных связей в молекуле больше (рис. 8-49). Лейкотриены С4, D4 и Е4 имеют заместители в виде трипептида глутатиона, дипептида глицилцистеина или цистеина, соответственно.
Липоксигеназный путь синтеза, приводящий к образованию большого количества разных эйкозаноидов, начинается с присоединения молекулы кислорода к одному из атомов углерода у двойной связи, с образованием гидропероксидов - гидропероксидэйкозатетраеноатов (ГПЭ-ТЕ). Далее гидропероксиды превращаются в соответствующие гидроксиэйкозатетроеноаты (ГЭТЕ).
Структура и синтез лейкотриенов и ГЭТЕ
Синтез лейкотриенов идёт по пути, отличному от пути синтеза простагландинов, и начинается с образования гидроксипероксидов - гидропероксидэйкозатетраеноатов (ГПЭТЕ). Эти вещества или восстанавливаются с образованием гидроксиэйкозатетроеноатов (ГЭТЕ) или превращаются в лейкотриены или липоксины. ГЭТЕ отличаются по положению гидроксильной группы у 5-го, 12-го или 15-го атома углерода, например: 5-ГЭТЕ, 12-ГЭТЕ.
Липоксигеназы действуют в 5-й, 12-й или 15-й позиции арахидоновой кислоты в зависимости от типа ткани. Например, в ПЯЛ содержится в основном 5-липоксигеназа, в тромбоцитах - 12-липоксигеназа, в эозинофилах - 15-липоксигеназа.
В лейкоцитах и тучных клетках 5-ГПЭТЕ превращается в эпоксидлейкотриен А4 (LT А4), где нижний индекс 4 обозначает общее количество двойных связей. Наличие 3 сопряжённых двойных связей обусловливает название "лейкотриен".
Эффекты омега-3 и омега-6 кислот
Сохранение здоровья и жизни немыслимо без омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот. Отличаясь по химическому строению, эти вещества выполняют во многом противоположные функции. При дефиците омега-3 жирных кислот эффекты их омега-6 «оппонентов» переходят все разумные границы, что грозит появлением большого числа недомоганий и даже тяжёлых заболеваний. Сегодня в условиях обеднения пищи омега-3 кислотами от их дефицита страдают практически все без исключения, и необходимым условием сохранения здоровья стали грамотный выбор и регулярный приём препаратов омега-3 полиненасыщенных жирных кислот.
Химические отличия омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот
Полиненасыщенные жирные кислоты представляют собой длинные молекулы, «склелет» которых состоит из 18−22 атомов углерода. Большинство углеродных атомов соединено одиночной связью, но часть – двойными. Двойная связь может превращаться в одиночную, обеспечивая присоединение дополнительных атомов. Этот процесс называют «насыщением», а двойные связи, соответственно, «ненасыщенными». Организм использует способности ненасыщенных связей при синтезе важных регуляторных веществ, что делает омега-3 и омега-6 кислоты незаменимыми компонентами пищи.
Ненасыщенные связи располагаются ближе к «концу» молекул полиненасыщенных жирных кислот. Для более краткого названия химики договорились отсчитывать расстояние до ближайшей двойной связи не от первого, а от последнего атома углерода в молекуле. Традиционно атомы обозначаются буквами греческого алфавита, последняя из них – «омега». Таким образом, у «омега-3» полиненасыщенной жирной кислоты ближайшая с конца двойная связь начинается от третьего атома, у «омега-6» – от шестого.
Сравнение эффектов омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот
При равном потреблении омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот их эффекты взаимно сбалансированы. К сожалению, мы с Вами живём в эпоху острого дефицита омега-3 кислот в пище.
Омега-6 жирные кислоты очень полезны и жизненно необходимы организму. Однако, их эффекты становятся чрезмерными и очень опасными на фоне дефицита омега-3 жирных кислот.
Эффекты омега-3 полиненасыщенных жирных кислот и заболевания, возникающие при их дефиците, приводящем к избыточности эффектов омега-6 жирных кислот
|
ЗАБОЛЕВАНИЯ |
ЭФФЕКТЫ ОМЕГА-3 ЖИРНЫХ КИСЛОТ |
ЭФФЕКТЫ ОМЕГА-6 ЖИРНЫХ КИСЛОТ(ПРИ ДЕФИЦИТЕ ОМЕГА-3) |
|
Атеросклероз, инфаркты, инсульт |
Защищают |
Провоцируют |
|
Некоторые формы гипертонической болезни |
Ослабляют |
Усиливают |
|
Хронические воспаления суставов и внутренних органов |
Препятствуют |
Способствуют |
|
Аллергии |
Противостоят |
Стимулируют |
|
Старение кожи, аллергические дерматиты, акне («прыщи») |
Тормозят |
Ускоряют |
|
Диатез у детей, атопический дерматит у взрослых, астма |
Защищают |
Провоцируют |
|
Остеопороз |
Противостоят |
Стимулируют |
|
Поздний токсикоз беременности и преждевременные роды («выкидыши») |
Препятствуют |
Способствуют |
|
Недоразвитие плода, интеллектуальное отставание ребёнка от сверстников |
Защищают |
Не влияют |
|
Гиперактивность и связанная с ней низкая обучаемость у детей |
Исправляют, приводя к норме |
Не влияют |
|
Депрессии |
Защищают |
Не влияют |
Современный человек питается продуктами, крайне бедными омега-3 жирными кислотами. Дефицит омега-3 кислот в организме нередко становится причиной тяжёлых заболеваний. Сегодня единственный способ держать ситуацию под контролем – приём препаратов, содержащих естественные омега-3 жирные кислоты. Однако, эффективность профилактики дефицита омега-3 жирных кислот и связанных с ним заболеваний напрямую зависит от правильного, научно-обоснованноговыбора препарата.