81546

Повреждение мембран в результате перекисного окисления липидов. Механизмы защиты от токсического действия кислорода: неферментативные (витамины Е, С, глутатион и др.) и ферментативные (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза)

Доклад

Биология и генетика

Активация перекисного окисления характерна для многих заболеваний: дистрофии мышц болезнь Дюшенна болезни Паркинсона при которых ПОЛ разрушает нервные клетки в стволовой части мозга при атеросклерозе развитии опухолей. Изменение структуры тканей в результате ПОЛ можно наблюдать на коже: с возрастом увеличивается количество пигментных пятен на коже особенно на дорсальной поверхности ладоней. Этот пигмент называют липофусцин представляющий собой смесь липидов и белков связанных между собой поперечными ковалентными связями и...

Русский

2015-02-20

114.75 KB

2 чел.

Повреждение мембран в результате перекисного окисления липидов. Механизмы защиты от токсического действия кислорода: неферментативные (витамины Е, С, глутатион и др.) и ферментативные (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза).

Повреждение клеток в результате перекрестное окислени лепидов

Активные формы кислорода повреждают структуру ДНК, белков и различные мембранные структуры клеток. В результате появления в гидрофобном слое мембран гидрофильных зон за счёт образования гидропероксидов жирных кислот в клетки могут проникать вода, ионы натрия, кальция, что приводит к набуханию клеток, органелл и их разрушению. Активация перекисного окисления характерна для многих заболеваний: дистрофии мышц (болезнь Дюшенна), болезни Паркинсона, при которых ПОЛ разрушает нервные клетки в стволовой части мозга, при атеросклерозе, развитии опухолей. Перекисное окисление активируется также в тканях, подвергшихся сначала ишемии, а затем реоксигенации, что происходит, например, при спазме коронарных артерий и последующем их расширении. Такая же ситуация возникает при образовании тромба в сосуде, питающем миокард. Формирование тромба приводит к окклюзии просвета сосуда и развитию ишемии в соответствующем участке миокарда (гипоксия ткани). Если принять быстрые лечебные меры по разрушению тромба, то в ткани восстанавливается снабжение кислородом (реоксигенация). Показано, что в момент реоксигенации резко возрастает образование активных форм кислорода, которые могут повреждать клетку. Таким образом, даже несмотря на быстрое восстановление кровообращения, в соответствующем участке миокарда происходит повреждение клеток за счёт активации перекисного окисления. Изменение структуры тканей в результате ПОЛ можно наблюдать на коже: с возрастом увеличивается количество пигментных пятен на коже, особенно на дорсальной поверхности ладоней. Этот пигмент называют липофусцин, представляющий собой смесь липидов и белков, связанных между собой поперечными ко-валентными связями и денатурированными в результате взаимодействия с химически активными группами продуктов ПОЛ. Этот пигмент фагоцитируется, но не гидролизуется ферментами лизосом, и поэтому накапливается в клетках, нарушая их функции. ПОЛ происходит не только в живых организмах, но и в продуктах питания, особенно при неправильном приготовлении и хранении пищи. Прогоркание жиров, образование более тёмного слоя на поверхности сливочного масла, появление специфического запаха у молочных продуктов - всё это признаки ПОЛ. В продукты питания, содержащие ненасыщенные липи-ды, обычно добавляют антиоксиданты - вещества, ингибирующие ПОЛ и сохраняющие структуру компонентов пищи.

Ферменты антиоксидантного действия

К ферментам, защищающим клетки от действия активных форм кислорода, относят супе-роксиддисмутазу, каталазу и глутатионпероксидазу; Наиболее активны эти ферменты в печени, надпочечниках и почках, где содержание митохондрий, цитохрома Р450 и пероксисом особенно велико. Супероксиддисмутаза (СОД) превращает супероксидные анионы в пероксид водорода:

2 + 2H+ → H2O2 + O2

Изоферменты СОД находятся и в цитозоле и в митохондриях и являются как бы первой линией защиты, потому что супероксидный анион образуется обычно первым из активных форм кислорода при утечке электронов из дыхательной цепи. СОД - индуцируемый фермент, т.е. синтез его увеличивается, если в клетках активируется перекисное окисление.

Пероксид водорода, который может инициировать образование самой активной формы ОН•, разрушается ферментом каталазой:

2Н2О2 → 2 Н2О + О2.

Каталаза находится в основном в пероксисомах, где образуется наибольшее количество пероксида водорода, а также в лейкоцитах, где она защищает клетки от последствий "респираторного взрыва".

Глутатионпероксидаза - важнейший фермент, обеспечивающий инактивацию активных форм кислорода, так как он разрушает и пероксид водорода и гидропероксиды липидов. Он катализирует восстановление пероксидов с помощью трипептида глутатиона (γ-глутамилцистеинилглицин). Сульфгидрильная группа глутатиона (GSH) служит донором электронов и, окисляясь, образует дисульфидную форму глутатиона, в которой 2 молекулы глутатиона связаны через дисульфидную группу.

Н2О2 + 2 GSH → 2 Н2О + G-S-S-G.

Окисленный глутатион восстанавливается глутатионредуктазой:

GS-SG + NADPH + Н+ → 2 GSH + NADP+.

Глутатионпероксидаза, которая восстанавливает гидропероксиды липидов в составе мембран, в качестве кофермента использует селен (необходимый микроэлемент пищи). При его недостатке активность антиоксидантной защиты снижается.

Витамины, обладающие антиоксидантным действием

Витамин Е (α-токоферол) - наиболее распространённый антиоксидант в природе - является липофильной молекулой, способной инактивировать свободные радикалы непосредственно в гидрофобном слое мембран и таким образом предотвращать развитие цепи перекисного окисления. Различают 8 типов токоферолов, но α-токоферол наиболее активен. Витамин Е отдаёт атом водорода свободному радикалу пероксида липида (ROO•), восстанавливая его до гидропероксида (ROOH) и таким образом останавливает развитие ПОЛ. Свободный радикал витамина Е, образовавшийся в результате реакции, стабилен и не способен участвовать в развитии цепи. Наоборот, радикал витамина Е непосредственно взаимодействует с радикалами липидных перекисей, восстанавливая их, а сам превращается в стабильную окисленную форму - токоферолхинон.

Витамин С (аскорбиновая кислота) также является антиоксидантом и участвует с помощью двух различных механизмов в ингибировании ПОЛ. Во-первых, витамин С восстанавливает окисленную форму витамина Е и таким образом поддерживает необходимую концентрацию этого антиоксиданта непосредственно в мембранах клеток. Во-вторых, витамин С, будучи водорастворимым витамином и сильным восстановителем, взаимодействует с водорастворимыми активными формами кислорода - , Н2О2, ОН• и инактивирует их.

β-Каротин, предшественник витамина А, также обладает антиоксидантаьш действием и ингибирует ПОЛ. Показано, что растительная диета, обогащённая витаминами Е, С, каротиноидами, существенно уменьшает риск развития атеросклероза и заболеваний ССС, подавляет развитие катаракты - помутнения хрусталика глаза, обладает антиканцерогенным действием. Имеется много доказательств в пользу того, что положительное действие этих компонентов пищи связано с ингибированием ПОЛ и других молекул и, следовательно, с поддержанием нормальной структуры компонентов клеток.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82859. Прикметники – синоніми, прикметники – антоніми. Пряме й переносне значення прикметників 237.5 KB
  Мета: ознайомити учнів з прикметниками із синонімічними та антонімічними значеннями; вчити вживати прикметники в прямому та переносному значеннях, розкривати багатозначність; розвивати вміння добирати та використовувати прикметники – синоніми та антоніми у мовленні...
82860. Які бувають рослини 39 KB
  Ці рослини кольорові Запашні такі чудові. На скільки груп розподілено рослини Назвіть рослини першої групи другої третьої Як можна назвати одним словом березу дуб тополю клен Як можна одним словом назвати смородину калину бузок малину Чим відрізняються кущі від дерев...
82861. Что за прелесть эти сказки! Учимся сочинять сказку 68 KB
  Цели: Обучающие: Учить различать виды русских народных сказок Формировать представление о традиционных началах и концовках как неотъемлемой части художественного построения волшебной сказки. Сформировать представление о таком характерном приеме в построении сказки как троекратные повторы...
82862. Незвичайна яблуня. А.М’ястківський «Казка про яблуню». В.Коломієць «Не лови метелика» 71 KB
  Мета: удосконалювати навички усвідомленого, виразного читання художніх творів; навчати правильно оцінювати вчинки дійових осіб; формувати вміння знаходити за допомогою вибіркового читання уривки тексту, які характеризують дійових осіб; збагачувати словниковий запас учнів...
82863. Урок-путешествие. Дорогою добра 49.5 KB
  Цель: формировать представление о добре о доброте о способах их проявления; развивать умение анализировать сравнивать делать выводы; воспитывать стремление совершать добрые поступки. Оборудование: проектор компьютер слайд-презентация звукозапись песни раздаточный материал выставка книг.
82864. Творчість генія українського народу – Т. Г. Шевченка 81 KB
  Мета. Розширити знання учнів про життя і творчість генія українського народу – Т. Г. Шевченка, про його прагнення допомагати пригнобленим; викликати гордість за талановитих дітей з простолюду, за їхнє бажання вчитися, служити своєму народу.
82865. О. Донченко «Лісовою стежкою» 1.14 MB
  Мета. Познайомити з оповіданням О. Донченка «Лісовою стежкою»; розвивати вміння знаходити в текстах описи, роздуми; формувати уміння аналізувати, узагальнювати, характеризувати головну героїню з опорою на текст і малюнок, складати словесний портрет, удосконалювати вміння складати план і переказувати прочитане...
82866. Анализ основных направлений деятельности информационно-аналитического отдела С.Суг-Бажы Каа-Хемского района Республики Тыва 141.46 KB
  Современная обостренность проблемы связей с общественностью в местных органах власти вызвана: во-первых, общими потребностями демократизации; во-вторых, необходимостью трансформации местной власти, в сторону большей открытости, поиска новых форм коммуникативных отношений местных органов власти и граждан...
82867. ВПЛИВ ФОНУ ЖИВЛЕННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ І ЯКІСТЬ ПОСІВНОГО ТОМАТУ 285.79 KB
  Стан вивченості питання впливу добрив на процеси росту рівень урожаю та показники якостітоматів. Приріст надземної маси та фотосинтетична діяльність рослин томатів залежно від добрив. В умовах зрошення де створюються оптимальні умови зволоження ґрунту для сільськогосподарських культур...