Перекисное окисление липидов

Перекисное окисление липидов , или окисление липидов , является сложным химическим процессом , который приводит к окислительной деградации липидов , ^{[ 1 ]} приводя к образованию производных пероксид и гидропероксид . ^{[ 2 ]} Это происходит, когда свободные радикалы , в частности, реактивные формы кислорода (АФК), взаимодействуют с липидами в клеточных мембранах , как правило, полиненасыщенные жирные кислоты (PUFA), поскольку они имеют двухуглеродные двойные связи . Эта реакция приводит к образованию липидных радикалов , в совокупности, называемых пероксидами липидов или продуктами окисления липидов ( LOP ), которые, в свою очередь, реагируют с другими окислительными агентами , что приводит к цепной реакции , которая приводит к окислительному стрессу и повреждению клеток .

В патологии и медицине перекисное окисление липидов играет роль в повреждении клеток, которое в целом участвовало в патогенезе различных заболеваний и болезней, включая старение , ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} в то время как в пищевой науке перекисное окисление является одним из многих путей к проголовству . ^{[ 5 ]}

Механизм реакции

Упрощенный путь для липидного автоокисления: *инициирован* гидроксильным радикалом, который абстрагирует водород и образует пентадиенильный радикал (только одна резонансная структура показана). Этот радикал добавляет O ₂ с получением гидропероксильного радикала (красный). На *стадии распространения* этот гидропероксильный радикал реферат и h ⁺ Атом от нового диена, генерируя новый пентадиенильный радикал и гидропероксид (синий).

Химическая реакция перекисного окисления липидов состоит из трех фаз: инициация , распространение и прекращение . ^{[ 4 ]}

На инициации фазе прооксидантный гидроксильный радикал ( OH • ) реферат водород 2 в аллильном положении (–CH _-Ch = CH ₂ ) или метиновый мост (= CH-) ^{[ нужно разъяснения ]} На стабильном липидном субстрате, как правило, полиненасыщенная жирная кислота (PUFA), образуя липидный радикал ( L • ) и вода (H ₂ O).

В фазе распространения липидный радикал ( L • ) реагирует с молекулярным кислородом ( O ₂ ) для образования липидного гидропероксильного радикала ( Loo • ). Липидный гидропероксильный радикал ( LOO • ) может дополнительно абстрактный водород от нового субстрата PUFA, образуя другой липидный радикал ( L • ) и теперь, наконец, липидный гидропероксид (LOOH). ^{[ 6 ]}

Липидный гидропероксильный радикал ( LOO • ) также может подвергаться разнообразным реакциям для получения новых радикалов. ^{[ Цитация необходима ]}

Дополнительный липидный радикал ( L • ) продолжает цепную реакцию , в то время как липидный гидропероксид (LOOH) является основным конечным продуктом. ^{[ 6 ]} Образование липидных радикалов чувствительно к кинетическому изотопному эффекту . Усиленные липиды в мембране могут подавлять цепную реакцию перекисного окисления липидов. ^{[ 7 ]}

Этап прекращения может варьироваться как в ее фактической химической реакции, так и в том, когда это произойдет. ^{[ 6 ]} Перекисное окисление липидов является самопроизводительной цепной реакцией и будет продолжаться до тех пор, пока липидный субстрат не будет потреблен, а два последних оставшихся радикала объединятся, или реакция, которая его возникает. ^{[ 3 ]} Завершение может произойти, когда два липидных гидропероксильных радикала ( LOO • ) реагировать на образу перекиси и кислорода (O ₂ ). ^{[ 3 ]}^{[ нужно разъяснения ]} Прекращение также может происходить, когда концентрация радикальных видов высока. ^{[ Цитация необходима ]}

Основными продуктами перекисного окисления липидов являются липидные гидропероксиды (LOOH). ^{[ 3 ]}

Арахидоновая кислота в качестве субстрата

Когда арахидоновая кислота является субстратом, изомеры гидропероксиикозатетраеновой кислоты (HPETES) и гидроксиикозатетраеновых кислот (HETES). образуются ^{[ Цитация необходима ]}

Роль антиоксидантов

Антиоксиданты играют решающую роль в смягчении перекисного окисления липидов путем нейтрализации свободных радикалов, тем самым останавливая радикальные цепные реакции. Ключевые антиоксиданты включают витамин С и витамин Е. ^{[ 8 ]} Кроме того, ферменты, включающие супероксиддисмутазу , каталазу и пероксидазу, способствуют окислению , уменьшая присутствие перекиси водорода , что является распространенным предшественником гидроксильного радикала ( OH• ).

Например, витамин Е может пожертвовать атом водорода на липид -гидропероксильный радикал ( LOO • ) с образованием витамина E -радикала, который дополнительно реагирует с другим липидным гидропероксильным радикалом ( LOO • ) Формирование нерадикальных продуктов. ^{[ 2 ]}

Медицинские последствия

Фототерапия может вызывать перекисное окисление липидов, приводящее к разрыву мембран эритроцитов клеток. ^{[ 9 ]}

Кроме того, конечные продукты перекисного окисления липидов могут быть мутагенными и канцерогенными . ^{[ 10 ]} конечного продукта Например, MDA реагирует с дезоксиаденозином и дезоксигуанозином в ДНК, образуя для них аддукты ДНК , в первую очередь m ₁ g . ^{[ 10 ]}

Реактивные альдегиды также могут образовывать аддукты Майкла или основания Шиффа с тиольными или аминными группами в аминокислотных цепях. Таким образом, они способны инактивировать чувствительные белки с помощью электрофильного стресса. ^{[ 11 ]}

Токсичность гидропероксидов липидов для животных лучше всего иллюстрируется летальным фенотипом глютатион -пероксидазы 4 ( GPX4 ) мышей нокаутирования. Эти животные не выживают после 8 -го дня эмбрионального дня, что указывает на то, что удаление липид -гидропероксидов необходимо для жизни млекопитающих. ^{[ 12 ]}

С другой стороны, неясно, являются ли диетические пероксиды липидов биодоступны и играют роль в заболеваниях, поскольку здоровый человек человека имеет защитные механизмы против таких опасностей. ^{[ 13 ]}

Тесты

Определенные диагностические тесты доступны для количественной оценки конечных продуктов перекисного окисления липидов, чтобы быть специфическими, малоунодизированными (MDA). ^{[ 10 ]} Наиболее часто используемый тест называется анализом TBARS ( тиобарбитуровой кислоты анализ реактивных веществ ). Тиобарбитуровая кислота реагирует с малонологичным образом, полученным флуоресцентным продуктом. Тем не менее, существуют другие источники малонологичного радэгида, поэтому этот тест не является полностью специфичным для перекисного окисления липидов. ^{[ 14 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Zdebska, Джоанна (2016), «Старение и деградация печатных материалов» , Печать на полимерах , Elsevier, с. 353–370, doi : 10.1016/b978-0-323-37468-2.00022-1 , ISBN 978-0-323-37468-2 Получено 2024-03-15
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Айала, Антонио; Муньос, Марио Ф.; Argüelles, Sandro (2014). «Перекисное окисление липидов: производство, метаболизм и механизмы передачи сигналов малонологичного и 4-гидрокси-2-ноненал» . Окислительная медицина и клеточная долговечность . 2014 : 1–31. doi : 10.1155/2014/360438 . ISSN 1942-0900 . PMC 4066722 . PMID 24999379 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} NAM, Tae-ghu (2011-03-01). «Перекисное окисление липидов и его токсикологические последствия» . Токсикологические исследования . 27 (1): 1–6. doi : 10.5487/tr.2011.27.1.001 . ISSN 1976-8257 . PMC 3834518 . PMID 24278542 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Портер, Нед А.; Колдуэлл, Сара Э.; Миллс, Карен А. (1995). «Механизмы свободного радикала окисления ненасыщенных липидов». Липиды . 30 (4): 277–290. doi : 10.1007/bf02536034 . PMID 7609594 . S2CID 4051766 .
^ Mozuraity, R.; Christianva, v.; Рустад, Т.016-01-01), в Кабальеро, Бенджамин; Финглас, Пол М.; Taldrá, еда и здоровье , Оксфорд: 186–190, : 10.1016 / b978-12-3 до 978-0-12-384953-3 , архивировано из оригинала на 2022-05-04 , получен 2024-03-15
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Айала, Антонио; Муньос, Марио Ф.; Argüelles, Sandro (2014-05-08). «Перекисное окисление липидов: производство, метаболизм и механизмы передачи сигналов малонологичного и 4-гидрокси-2-ноненал» . Окислительная медицина и клеточная долговечность . 2014 : E360438. doi : 10.1155/2014/360438 . ISSN 1942-0900 . PMC 4066722 . PMID 24999379 .
^ Hill, S.; и др. (2012). «Небольшое количество изотопов, усиленных PUFA, подавляют липидную автооксидирование» . Свободная радикальная биология и медицина . 53 (4): 893–906. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2012.06.004 . PMC 3437768 . PMID 22705367 .
^ Хуан, Хан-яо; Аппель, Лоуренс Дж.; Крофт, Кевин Д.; Миллер, Эдгар Р.; Мори, Тревор А.; Пуддей, Ян Б. (сентябрь 2002 г.). «Влияние витамина С и витамина Е на перекисное окисление липидов in vivo: результаты рандомизированного контролируемого исследования» . Американский журнал клинического питания . 76 (3): 549–555. doi : 10.1093/ajcn/76.3.549 . ISSN 0002-9165 . PMID 12197998 .
^ Ostrea, Enrique M.; Cepeda, Eugene E.; Флери, Шерил А.; Балун, Джеймс Э. (1985). «Перекисное окисление липидов и гемолиз эритроцитов, вторичная по отношению к фототерапии». Acta Paediatrica . 74 (3): 378–381. doi : 10.1111/j.1651-2227.1985.tb10987.x . PMID 4003061 . S2CID 39547619 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Марнетт, LJ (март 1999 г.). «Повреждение липидного перекисного окисления-ДНК из-за малоиндиалдегида». Мутационные исследования . 424 (1–2): 83–95. doi : 10.1016/s0027-5107 (99) 00010-x . PMID 10064852 .
^ Бочков, Валерия Н.; Осколкова, Ольга В.; Birukov, Konstantin G.; Левонен, Анна-Лиза; Биндер, Кристоф Дж.; Стокл, Йоханнес (2010). «Генерация и биологическая активность окисленных фосфолипидов» . Антиоксиданты и окислительно -восстановительная передача сигналов . 12 (8): 1009–1059. doi : 10.1089/ars.2009.2597 . PMC 3121779 . PMID 19686040 .
^ Muller, FL, Lustgarten, MS, Jang, Y., Richardson, A. and Van Remmen, H. (2007). «Тенденции в теориях окислительного старения». Свободная радикальная биология и медицина . 43 (4): 477–503. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034 . PMID 17640558 . {{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Vieira, Samantha A.; Чжан, Годонг; Декер, Эрик А. (2017). «Биологические последствия продуктов окисления липидов» . Журнал Американского общества химиков нефти . 94 (3): 339–351. doi : 10.1007/s11746-017-2958-2 . S2CID 90319530 . Архивировано из оригинала 2021-04-13 . Получено 2021-04-13 .
^ Trevisan, M.; Браун, R; Рам, м; Muti, P; Фрейденхайм, J; Carosella, Am; Армстронг, Д. (2001). «Корреляты маркеров окислительного статуса в общей популяции» . Американский журнал эпидемиологии . 154 (4): 348–56. doi : 10.1093/aje/154.4.348 . PMID 11495858 .

Внешние ссылки

Липид+перекисное окисление в Национальной медицинской библиотеке Медицинской библиотеки США (Mesh)

[1] Zdebska, Джоанна (2016), «Старение и деградация печатных материалов» , Печать на полимерах , Elsevier, с. 353–370, doi : 10.1016/b978-0-323-37468-2.00022-1 , ISBN 978-0-323-37468-2 Получено 2024-03-15

[:2-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Айала, Антонио; Муньос, Марио Ф.; Argüelles, Sandro (2014). «Перекисное окисление липидов: производство, метаболизм и механизмы передачи сигналов малонологичного и 4-гидрокси-2-ноненал» . Окислительная медицина и клеточная долговечность . 2014 : 1–31. doi : 10.1155/2014/360438 . ISSN 1942-0900 . PMC 4066722 . PMID 24999379 .

[:0-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} NAM, Tae-ghu (2011-03-01). «Перекисное окисление липидов и его токсикологические последствия» . Токсикологические исследования . 27 (1): 1–6. doi : 10.5487/tr.2011.27.1.001 . ISSN 1976-8257 . PMC 3834518 . PMID 24278542 .

[Porter-4] Jump up to: ^а ^{беременный} Портер, Нед А.; Колдуэлл, Сара Э.; Миллс, Карен А. (1995). «Механизмы свободного радикала окисления ненасыщенных липидов». Липиды . 30 (4): 277–290. doi : 10.1007/bf02536034 . PMID 7609594 . S2CID 4051766 .

[5] Mozuraity, R.; Christianva, v.; Рустад, Т.016-01-01), в Кабальеро, Бенджамин; Финглас, Пол М.; Taldrá, еда и здоровье , Оксфорд: 186–190, : 10.1016 / b978-12-3 до 978-0-12-384953-3 , архивировано из оригинала на 2022-05-04 , получен 2024-03-15

[:1-6] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Айала, Антонио; Муньос, Марио Ф.; Argüelles, Sandro (2014-05-08). «Перекисное окисление липидов: производство, метаболизм и механизмы передачи сигналов малонологичного и 4-гидрокси-2-ноненал» . Окислительная медицина и клеточная долговечность . 2014 : E360438. doi : 10.1155/2014/360438 . ISSN 1942-0900 . PMC 4066722 . PMID 24999379 .

[7] Hill, S.; и др. (2012). «Небольшое количество изотопов, усиленных PUFA, подавляют липидную автооксидирование» . Свободная радикальная биология и медицина . 53 (4): 893–906. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2012.06.004 . PMC 3437768 . PMID 22705367 .

[8] Хуан, Хан-яо; Аппель, Лоуренс Дж.; Крофт, Кевин Д.; Миллер, Эдгар Р.; Мори, Тревор А.; Пуддей, Ян Б. (сентябрь 2002 г.). «Влияние витамина С и витамина Е на перекисное окисление липидов in vivo: результаты рандомизированного контролируемого исследования» . Американский журнал клинического питания . 76 (3): 549–555. doi : 10.1093/ajcn/76.3.549 . ISSN 0002-9165 . PMID 12197998 .

[9] Ostrea, Enrique M.; Cepeda, Eugene E.; Флери, Шерил А.; Балун, Джеймс Э. (1985). «Перекисное окисление липидов и гемолиз эритроцитов, вторичная по отношению к фототерапии». Acta Paediatrica . 74 (3): 378–381. doi : 10.1111/j.1651-2227.1985.tb10987.x . PMID 4003061 . S2CID 39547619 .

[martnett-10] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Марнетт, LJ (март 1999 г.). «Повреждение липидного перекисного окисления-ДНК из-за малоиндиалдегида». Мутационные исследования . 424 (1–2): 83–95. doi : 10.1016/s0027-5107 (99) 00010-x . PMID 10064852 .

[11] Бочков, Валерия Н.; Осколкова, Ольга В.; Birukov, Konstantin G.; Левонен, Анна-Лиза; Биндер, Кристоф Дж.; Стокл, Йоханнес (2010). «Генерация и биологическая активность окисленных фосфолипидов» . Антиоксиданты и окислительно -восстановительная передача сигналов . 12 (8): 1009–1059. doi : 10.1089/ars.2009.2597 . PMC 3121779 . PMID 19686040 .

[Muller-12] Muller, FL, Lustgarten, MS, Jang, Y., Richardson, A. and Van Remmen, H. (2007). «Тенденции в теориях окислительного старения». Свободная радикальная биология и медицина . 43 (4): 477–503. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034 . PMID 17640558 . {{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[13] Vieira, Samantha A.; Чжан, Годонг; Декер, Эрик А. (2017). «Биологические последствия продуктов окисления липидов» . Журнал Американского общества химиков нефти . 94 (3): 339–351. doi : 10.1007/s11746-017-2958-2 . S2CID 90319530 . Архивировано из оригинала 2021-04-13 . Получено 2021-04-13 .

[trevisan-14] Trevisan, M.; Браун, R; Рам, м; Muti, P; Фрейденхайм, J; Carosella, Am; Армстронг, Д. (2001). «Корреляты маркеров окислительного статуса в общей популяции» . Американский журнал эпидемиологии . 154 (4): 348–56. doi : 10.1093/aje/154.4.348 . PMID 11495858 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]