липидна пероксидация
Пероксидацията (автоокислението) на липидите при контакт с кислород не само прави хранителните продукти неизползваеми (гранясване), но също така причинява увреждане на тъканите in vivo, което допринася за развитието на туморни заболявания. Увреждащият ефект се инициира от свободните радикали, които възникват по време на образуването на пероксиди на мастни киселини, съдържащи двойни връзки, редуващи се с метиленови мостове (такова редуване се среща в естествените полиненаситени мастни киселини) (фиг. 15.28). Липидната пероксидация е верижна реакция, която осигурява разширено възпроизвеждане на свободни радикали, които инициират по-нататъшното разпространение на пероксидацията. Целият процес може да бъде представен по следния начин.
1) Иницииране: образуване на R от прекурсор
2) Развитие на реакцията:
3) Прекратяване (прекратяване на реакцията):
Тъй като ROOH хидропероксидът действа като прекурсор в процеса на иницииране, липидната пероксидация е разклонена верижна реакция с потенциал да причини значителни
Ориз. 15.27. Долихол (-алкохол).
Ориз. 15.28. липидна пероксидация. Реакцията се инициира от леки или метални йони. Малоновият диалдехид, който се образува само от мастни киселини с три или повече двойни връзки, се използва като индикатор за липидна пероксидация, заедно с етан, който се образува в резултат на елиминирането на крайния двувъглероден фрагмент на о-мастни киселини, и пентан, който се образува чрез отделяне на крайния пет въглероден фрагмент на о-мастни киселини.
щета. За регулиране на процеса на прекисно окисление на мазнините и човекът, и природата използват антиоксиданти. За тази цел пропил галатът се добавя към хранителни продукти,бутилиран хидроксианизол и бутилиран хидрокситолуен. Естествените антиоксиданти включват мастноразтворим витамин Е (токоферол), както и водоразтворими урати и витамин С. -Каротинът е антиоксидант само при ниски стойности.Антиоксидантите попадат в два класа: 1) превантивни антиоксиданти, които намаляват скоростта на започване на верижна реакция, и 2) охлаждащи (разкъсващи веригата) антиоксиданти, които предотвратяват развитието на верижна реакция. Първите включват каталаза и други пероксидази, които разрушават ROOH, и агенти, които образуват хелатни комплекси с метали - DTP A (диетилентриаминпентаацетат) и EDTA (етилендиаминтетраацетат). Фенолите или ароматните амини често действат като антиоксиданти, прекъсващи веригата. In vivo основните антиоксиданти, прекъсващи веригата, са супероксид дисмутазата (виж стр. 126), която улавя свободните супероксидни радикали във водната фаза, както и витамин Е, който улавя ROO свободните радикали в липидната фаза и вероятно пикочната киселина.
Пероксидацията in vivo също се катализира от хем съединения и липоксигеназни ензими, присъстващи в тромбоцитите, левкоцитите и др.
Ориз. 15.29. а-токоферол.
Витамин Е (a-токоферол)
Има няколко естествени токофероли. Всички те са 6-хидроксихромани или токоли с изопреноидни заместители (фиг. 15.29). a-Tocopherol е най-разпространеният и с най-висока биологична активност като витамин.
Витамин Е изпълнява най-малко две метаболитни функции. Първо, той служи като най-мощният естествен мастноразтворим антиоксидант и, второ, има специфична, макар и не напълно разбрана роля в метаболизма на селена.
Витамин Е изглежда е първото нивозащита на клетъчните и субклетъчните мембранни фосфолипиди от пероксидация. Фосфолипидите на митохондриите, ендоплазмения ретикулум и плазмените мембрани имат специфичен афинитет към a-токоферола, така че витаминът изглежда е концентриран в тези мембрани. Токоферолите действат като антиоксиданти, прекъсвайки окислителните вериги поради способността им да пренасят фенолен водород към пероксидния радикал (фиг. 15.30). Фенокси радикалът е резонансно стабилизирана и относително нереактивна структура, с изключение на взаимодействието му с други пероксидни радикали. По този начин α-токоферолът почти не участва във верижната реакция на окисление; по време на окисляването на хромановия пръстен и страничната верига на a-токоферол се образува продукт, който не е свободен радикал (фиг. 15.31). Този продукт образува конюгат с глюкуроновата киселина и се екскретира в жлъчката. Антиоксидантният ефект на a-токоферола се запазва при високи концентрации на кислород, така че не е изненадващо, че
Ориз. 15.30 ч. Потушаване на верижната реакция на антиоксидантното действие на токоферолите по отношение на пероксидните радикали
Ориз. 15.31. Продукт на окисление на α-токоферол. Номерирането на атомите позволява да се сравни тяхната позиция в продукта и изходното съединение.
витаминът се натрупва в богати на липиди зони в контакт с околната среда, където се поддържа високо парциално налягане на кислорода - в мембраните на еритроцитите и клетките на дихателните пътища.
Въпреки това, дори при наличието на достатъчно количество витамин Е, се образуват някои пероксиди. Второто ниво на защита на мембраната срещу вредните ефекти на пероксидите (виж стр. 204) е глутатион пероксидазата, която съдържа селен. По този начин действието на витамин Е иселенът очевидно е в защитата на клетъчните и субклетъчните компоненти от увреждане от пероксиди, осигурявайки целостта на органелите и по този начин предотвратявайки развитието на патологични състояния под въздействието на физически, химични или други стресови фактори.