«Окисление липидов» — это термин, объясняющий различные типы реакций, которые имеют как положительные, так и отрицательные последствия для человеческого организма. В организме этот процесс липидов важно для нескольких физиологических реакций, например, при использовании жирных кислот для получения энергии путем β-окисления.
Вещества, называемые эйкозаноидами. Они образуются из эйкозапентаеновой кислоты омега-3 жирной кислоты (EPA) и омега-6 жирной кислоты арахидоновой кислоты (AA) под действием специфических ферментных систем. Этот процесс липидов может также относиться к неконтролируемой окислительной деструкции липидов, инициируемой свободными радикалами, крадущими электроны, что является первым шагом в образовании в организме нескольких цитотоксических и мутагенных веществ. Неконтролируемый окислительный ущерб также влияет на продукты питания, влияя на общее качество.
В результате какого процесса окисляются липиды? Какие есть стадии перекисного окисления липидов? Как проходит пероксидное окисление липидов и перекисное окисление липидов? Что представляет собой этот этап под названием свободнорадикальное окисление и окисление белков в мембранах? Что такое снижение бета липидного уровня?
Жирные кислоты и окисление — зависит от количества двойных связей
Жирные кислоты представляют собой длинные алифатические цепи, состоящие из углерода и водорода. Углеродная цепь отличается длиной, степенью ненасыщенности и структурой. В пищевых продуктах жирные кислоты в основном встречаются в липидных комплексах, называемых триглицеридами (подробнее см. «Переваривание липидов»). Некоторые жирные кислоты являются насыщенными, тогда как другие имеют разную степень ненасыщенности. Однако, говоря о этом процессе липидов, представляют интерес только полиненасыщенные жирные кислоты. Полиненасыщенные жирные кислоты содержат две или более двойных связей, и именно эти двойные связи склонны к этому процессу. Следовательно, риск окисления увеличивается с увеличением числа двойных связей в жирной кислоте. Например, EPA (C20: 5), имеющий пять двойных связей, более подвержен окислению, чем линоленовая кислота (C18: 3), имея только три двойные связи.
Окисление в пищевых продуктах — сенсорные и пищевые изменения
Из-за окисления пищевые масла, содержащие ненасыщенные жирные кислоты, вызывают серьезную озабоченность в пищевой промышленности. Деградация ненасыщенных жирных кислот путем окисления непосредственно связана с экономическими, питательными, вкусовыми, безопасными и проблемами с хранением. Существуют две основные реакции окисления, которые могут происходить в продуктах питания, содержащих липиды; Автоокисление и фотоокисление, из которых наиболее распространенным является автоокисление. Автоокисление происходит в присутствии кислорода и описывается как автокаталитическая генерация свободных радикалов. Он инициируется, когда атом водорода абсорбируется в присутствии инициаторов, таких как свет, тепло, металлы или кислород, образуя липидный радикал, который реагирует с кислородом, образуя перекисный липид-радикал. Эти пероксидные радикалы реагируют со вторым липидом, давая липидный радикал и гидроксипероксид. Реакция может быть поражена антиоксидантами, продуцирующими комбинацию радикальных видов, чтобы дать нерадикальные и нераспространяемые виды. Фотоокисление происходит, когда норма триплетного кислорода преобразуется в синглетный кислород под воздействием ультрафиолетового излучения. Синглетный кислород взаимодействует с полиненасыщенными жирными кислотами с образованием гидроксипероксида, который инициирует реакцию автоокисления.
Процесс окисления липидов приводит к образованию нескольких компонентов, вызывающих неприятные запахи и снижающих питательную ценность.
Среди этих соединений — свободные радикалы, известные как «водородные воришки», которые выделяют водород из других молекул. Это инициирует описанную выше реакцию автокаталитического окисления, приводящую к образованию продуктов первичного окисления, таких как гидроксипероксиды. Гидроксипероксиды будут разлагаться на продукты вторичного окисления с неприятным запахом и вкусом, также влияющие на внешний вид пищи. Предполагается, что вторичные продукты окисления, такие как реактивные альдегиды, спирты и кетоны, имеют отрицательные последствия для здоровья вследствие их цитотоксического, мутагенного и нейротоксического действия. Окисление липидов может также серьезно изменить пищевое качество пищевых продуктов, ухудшая состояние витаминов и полиненасыщенных жирных кислот. Перекисное окисление липидов.
Диетические ПНЖК восприимчивы к окислению как при обработке, так и при хранении. Окислительные реакции зависят от окружающей среды. Прежде всего, состав жирных кислот будет влиять на скорость окисления, так как увеличение доступных двойных связей в PUFA также означает, что есть больше участков, где может протекать реакция окисления. В целом, в пищевых продуктах также есть несколько других прооксидантов, таких как кислород и ионы металлов. Высокая температура также является фактором, который может инициировать окисление липидов. Поэтому для продуктов, содержащих ПНЖК, принимаются специальные меры предосторожности для сохранения питательного качества и продления срока годности. Один из подходов заключается в том, чтобы избегать экологических прооксидантов, таких как свет, высокая температура и кислород. Другим подходом является удаление окислительных продуктов и прооксидантов путем переработки нефтепродуктов (читайте больше в разделе «Рыбий жир и здоровье»). Также возможно отложить перекисное окисление липидов добавлением антиоксидантов, которые сами окисляются.
Окисление в организме
При употреблении пищевых продуктов окисление продолжается в желудочно-кишечном тракте. Предыдущие исследования показали, что в желудке присутствуют прооксидант, такой как кислород, ионы металлов (например, Fe2 + и Cu2 +), реактивный азот, сульфит и нитриты. Это, в сочетании с низким pH, свободными жирными кислотами от действия желудочной липазы и присутствием кислорода делает желудок потенциально хорошей окислительной средой. Таким образом, вполне вероятно, что окисление пищевых липидов продолжается и внутри организма. Было показано, что некоторые соли желчных кислот являются хорошими прооксидантами. Это, в сочетании с эмульгированием липидов в тонкой кишке, увеличением поверхности капелек липидов, указывает на возможность инициирования окисления также в тонком кишечнике.
Окислительный стресс
Как упоминалось выше, окисление является естественным процессом, когда организм вырабатывает энергию из жирных кислот или сигнальных молекул, таких как эйкозаноиды. Поскольку перемещение свободных радикалов в организме может привести к потенциальному вреду, человеческие клетки разработали многочисленные защитные механизмы против разрушительных эффектов окисления. Например, присутствие антиоксидантов, которые ингибируют накопление свободных радикалов, и специфические ферментные системы, которые разрушают перекиси липидов в кислороде и воде, обе являются безвредными молекулами. Однако защитные системы организма человека ограничены. Дисбаланс между реактивными видами кислорода и способностью организма нейтрализовать и устранять свободные радикалы может привести к накоплению окислительного повреждения, обычно называемого окислительным стрессом, который, как известно, потенциально вреден. Окислительный стресс усиливает окислительную реакцию путем подавления белков, включенных в окислительную защиту, и путем истощения клеточного хранилища антиоксидантов, таких как витамин E и каротиноиды.
Перекисному окислению липидов подвергаются полиненасыщенные ЖК, свободные или входящие в состав омыляемых липидов, при взаимодействии с активными формами кислорода.
Реакции переписного окисления липидов (ПОЛ) являются свободнорадикальными и по¬стоянно происходят в организме. Свободнора-дикальное окисление нарушает структуру мно¬гих молекул. В белках окисляются некоторые аминокислоты. В результате разрушается струк¬тура белков, между ними образуются ковалент-ные «сшивки», всё это активирует протеолити-ческие ферменты в клетке, гидролизующие повреждённые белки. Активные формы кисло¬рода легко нарушают и структуру ДНК. Неспе¬цифическое связывание Fe2+ молекулой ДНК облегчает образование гидроксильных радика¬лов, которые разрушают структуру азотистых оснований. Но наиболее подвержены действию активных форм кислорода жирные кислоты, содержащие двойные связи, расположенные через СН2-группу. Именно от этой СН2-группы свободный радикал (инициатор окисления) лег¬ко отнимает электрон, превращая липид, содер¬жащий эту кислоту, в свободный радикал.
ПОЛ - цепные реакции, обеспечивающие расширенное воспроизводство свободных ра¬дикалов, частиц, имеющих неспаренный элек¬трон, которые инициируют дальнейшее распро¬странение перекисного окисления.
В. ПОВРЕЖДЕНИЕ КЛЕТОК В РЕЗУЛЬТАТЕ
ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ
Активные формы кислорода повреждают структуру ДНК, белков и различные мембран¬ные структуры клеток. В результате появления в гидрофобном слое мембран гидрофильных зон за счёт образования гидропероксидов жир¬ных кислот в клетки могут проникать вода, ионы натрия, кальция, что приводит к набуха¬нию клеток, органелл и их разрушению. Акти¬вация 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 опу¬холей. Перекисное окисление активируется также в тканях, подвергшихся сначала ишемии, а затем реоксигенации, что происходит, напри¬мер, при спазме коронарных артерий и после¬дующем их расширении.
Такая же ситуация возникает при образова¬нии тромба в сосуде, питающем миокард. Формирование тромба приводит к окклюзии про¬света сосуда и развитию ишемии в соответству¬ющем участке миокарда (гипоксия ткани). Если принять быстрые лечебные меры по разрушению тромба, то в ткани восстанавливается снабже¬ние кислородом (реоксигенация). Показано, что в момент реоксигенации резко возрастает об¬разование активных форм кислорода, которые могут повреждать клетку. Таким образом, даже несмотря на быстрое восстановление кровооб¬ращения, в соответствующем участка миокарда происходит повреждение клеток за счёт актива¬ции 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 бел¬
ков, связанных между собой поперечными ко-
валентными связями и денатурированными в
результате взаимодействия с химически актив¬
ными группами продуктов ПОЛ. Этот пигмент
фагоцитируется, но не гидролизуется фермен¬
тами лизосом, и поэтому накапливается в клет¬
ках, нарушая их функции. °
ПОЛ происходит не только в живых организ¬мах, но и в продуктах питания, особенно при
Регуляция ПОЛ
Процессы ПОЛ усиливаются при избытке катехоламинов (стресс), гипоксии, ишемии, повышенном содержании активных форм О 2 , снижении антиоксидантной защиты, повышенном содержании ненасыщенных жирных кислот.
Биологическое значение ПОЛ
Участвует в адаптации организма.
Модифицирует физико-химические свойства биомембран: изменяется проницаемость, активность мембранных ферментов.
Регулирует окислительное фосфорилирование.
Синтез ряда гормонов (стероидных), простагландинов.
Контроль клеточного деления.
Повышение ПОЛ при патологии приводит к:
Разрушению, фрагментации клеточных мембран, повреждению и гибели клеток.
ПОЛ модифицирует ЛП, особенно ЛПНП. Они легче проникают в сосудистую стенку, лучше захватываются макрофагами, что ускоряет развитие атеросклероза.
Продукт ПОЛ малоновый диальдегид (МДА) - токсичен, канцерогенен, мутагенен.
ПОЛ ускоряет процесс старения организма.
ПОЛ называют еще свободно – радикальным окислением липидов. Это окисление протекает в норме на низком следовом уровне (с малой скоростью) в мембранах митохондрий, лизосом, в оболочке эритроцитов, там где имеются ненасыщенные липиды (гл. обр. фосфолипиды).
Процессы ПОЛ играют определенную роль. Они участвуют:
в регуляции проницаемости мембран;
в обновлении клеточных мембран;
в регуляции скорости роста организма;
в пролиферации клеток.
Продуктами перекисного окисления ненасыщенных липидов являются:
эпоксиды.
свободные радикалы – R;
перекисные радикалы – ROO;
гидроперекиси – ROOH; (98% на первых стадиях);
альдегиды (малоновый диальдегид);
К образованию свободных радикалов и ускорению ПОЛ приводят:
облучение ионизирующей радиацией;
металлы переменной валентности (Fe, Cu);
некоторые диазосоединения.
Продукты ПОЛ – реакционноспособные молекулы, которые спонтанно ускоряют цепные реакции перекисного окисления ненасыщенных липидов и реагируют с биомолекулами (белками, нуклеиновыми кислотами), вызывая нарушения их функций. Цепное перекисное окисление сопровождает слабая хемилюминесценция (сверхслабое свечение тканей).
Стабильный уровень ПОЛ, в нормальных физиологически необходимых пределах, обеспечивает антиоксидантная система защиты.
Антиоксиданты (антиокислители) уменьшают концентрацию свободных радикалов.
Антиоксиданты.
Истинные антиоксиданты токоферольного типа (витамин Е, тироксин, селен).
Антиоксиданты – комплексы: моно – ди – трикарбоновые кислоты (лимонная, никотиновая, аскорбиновая, бензойная).
Ферментативные механизмы защиты:
глутатион – редуктаза: глутатион – дегидрогеназа, каталаза, супероксиддисмутаза.
Нервная ткань, легкие обладают наиболее высоким антиокислительным действием. Сердце, почки имеют среднее значение антиокислительной активности. Подкожный жир, мышцы, пожелудочная железа имеют низкую антиокислительную активность.
Антиокислительная активность большинства соединений определяется наличием у них подвижного атома Н с ослабленной связью «С». Происходит замена активных радикалов субстрата RОО. R’ на малоактивный радикал антиокислителя А. Этот радикал не способен к продолжению цепи и превращается в стабильные молекулярные продукты за счет полимеризации.
Глутатион – пероксидаза разрушает гидроперекиси жирных кислот с участием восстановленного глутатиона:
ROOH+2Г – SH R-OH+Г-S-S-Г+Н 2 О
Ферменты каталаза, пероксидаза обезвреживают уже образовавшиеся перекиси и прерывают дальнейшее разветвление.
Токоферолы способны встраиваться своими боковыми цепями между НЖК фосфолипидов мембран, образуя комплексы и увеличивая плотность упаковки мембран. Это препятствует проникновению кислорода и образованию перекисных радикалов. Существует системность ингибирования ПОЛ. Срыв происходит хотя бы при выпадении одного из компоненров антиоксидантного комплекса. Срыв этой физиологической защитной системы, а значит усиление перекисного окисления наступает:
При весеннем дефиците антиоксидантов, токоферола, аскорбиновой кислоты.
При избытке калорийного питания. Нарушается равновесие между темпами биологического окисления и поступлением продуктов, что приводит к сбросу субстрата на свободно – радикальный путь окисления.
Стресс. Приводит к падению антиоксидантной активности, так как происходит несоответствие между поступлением избытка субстрата (жирных кислот), также кислорода в ткани и их реальным расходом.
Гиподинамия. Малая подвижность снижает ферментативное биологическое окисление, сопровождаемое утилизацией кислорода – усиливает свободно – радикальное окисление.
Лучевой фон. Облучение ускоряет ПОЛ.
Длительная терапия антибиотиками снижает ВИТ. С, РР.
Увеличение перекисного окисления липидов приводит к синдрому липидной периоксидации , для которого характерны:
Накопление полимеров.
Поражение мембран.
Поражение ферментов.
Эти явления могут по-разному превалировать при различной патологии.
В последние годы рядом отечественных и зарубежных авторов уделяется особое внимание изучению процессов перекисного окисления липидов (З.П.Чеботарева, 1968; Ю. А.Владимиров и соавт., 1972; Н.Г.Зрапова, 1981; Е.А.Чернуха и соавт., 1986; В.В.Абрам- ченко, 1988; М.В.Биланко, 1989; Л.М.Рзакулиева и соавт.,
1991; Л.Й.Малоштан, 1994; Hicks й соавт., 1979; Yoshloka и соавт., 1979, 1982), которые являются необходимым метаболическим звеном в нормальной жизнедеятельности организма.
Они участвуют в реакциях окислительного фосфорилирования, в биосинтезе простагландинов и нуклеиновых кислот, в регулировании ляполитяческой активности, в регуляции физико-жимических свойств мембран и функций клеток в целом (Д.Р.Ракита и соавт., 1983;
В.П.Петренко, 1986; Hogberg и соавт., 19*йЗ; Ohel и соавт., 1985).
Добыв нарушения в липидном обмене, как правило, приводят к накоплению недокясленных продуктов, оказывающих повреждающее действие на биологические мембраны (Ю.П. Коз лов, 1975; А.А.Ана- ненко и соавт., 1977; В.П.Петренко, 1986; ffiarkose , 1976).
Процесс свободнорадикального окисления является универсальным, проявляясь на уровне всех тканей и органов, в том числе и в эритроцитах. Вовлечение липидов клеточных мембран в процесс перекисного окисления представляет собой первый этап мембрано- деструкцяя. В результате этих изменений в организме накапливаются биоактивные радикалы - перекиси липидов, которые воздействуют на мембрану вторично, приводя ее к дестабилизации за счет инактивированяя мембранных ферментов, образования в
структуре мембраны каналов. Перекиси липидов не являются "клеточными шлаками", а сами участвуют как активные интермедиаторы в клеточном метаболизме. Комплекс этих изменений в конечном итоге приводит к гибели клетки в целом (Тарреї , 1973).
Появление свободных радикалов в клетках живого организма происходит непрерывно (В.А.Барабой и соавт., 1983; witting , 1980; Gulyaeva , 1989; Clemens , 1989). Начавшееся свободнорадикальное окисление протекает по типу сам ©ускоряющихся цепных реакций автоокисленая и приводит к образованию большого числа перекисных радикалов. Однако в норме перекисное окисление поддерживается на определенном уровне благодаря действию специфических ингибиторов - антиокислителей (И.И.Рюмина, 1985;
М.В.Биленко, 1989). Поддержание процессов образования перекисей имеет важное биологическое значение. Оно необходимо для нормального функционирования клеток, активности ферментных систем, образования липидных комплексов (М.А.Асаков, 1978).
Физиологическое течение беременности сопровождается выраженными эндокринно-метаболическими перестройками в организме, ведущими к изменениям ПОЛ (А.Р.Бабаянц, 1987). При этом в 7-12 недель содержание гидроперекисей липидов снижалось по сравнению с контролем (здоровые небеременные женщины), затем происходило увеличение и к 28-32 неделям уровень их достигал уровня у небеременных женщин (В.М.Садаускас и соавт., 1972). Возрастание интенсивности ПОЛ параллельно увеличению срока нормальной беременности отмечали и другие исследователи (В.К.Ашмис, 1985;
Selvaraj И соавт., 1982).
Seivaraj а соавт. (Х9ТО) сообщают о снижении интенсивности ПОЛ в течение 1-й недели послеродового периода.
Данные А.Р.Бабаянц (1987) свидетельствуют о достоверном возрастании
всех показателей ПОЛ уже через 5-Ю часов после родов. В норме сложная система антирацикальной, антяперекясной защиты в организме ограничивает ПОЛ мембран. При развитии патологического процесса отмечается ускорение свободнорадикальных реакций ПОЛ, которые разобщают окислительное фосфорилирование, нарушают проницаемость клеточных мембран и ведут к гибели клетки (Р.Р.Фархутдинов и с оавт., 19 83).
Показано, что интенсификация перекисного окисления липидов является неспецифическям ответом клетки на любое экстремальное воздействие (Й.Г.Храдова и соавт., 1981; С.А.Сторожок, 1988; И.И.$омяна и соавт., 1985).
Повреждающий эффект перекисей связан с процессом окисления фосфолипидов мембран, входящих в их состав ненасыщенных жирных кислот. Фосфолипиды составляют значительную часть липидов клеточных мембран, которые принимают непосредственное участив в транспорте веществ, рецепция гормонов, биосинтезе ряда ферментов и т.д. (Т.С.Саатов, 1979; ЕЛ.Крепс, 1981).
Обычно изменение показателей ПОЛ связано с нарушением обменных процессов и, как правило, обусловлено гипоксическим состоянием организма. Так в исследованиях М.З.Исраиловой и соавт. (1990) накопление в крови продуктов ПОЛ сопровождалось увеличением уровня недоокисленных продуктов обмена (лактата, пирувата), что свидетельствует о нарастании анаэробных процессов в ответ на гипоксию.
По современным представлениям поддерживание процессов перекисного окисления липидов на определенном стационарном уровне осуществляется антиоксидантной системой организма, состоящей из двух систем? ферментативной и неферментативной (Й.Г.Храпова, 1981; Chavapil и соавт., 1982).
Активными ферментами, оказывающими антикислородный эффект, являются супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, глутатион- редуктаза. Антиоксидантную роль в организме выполняют различные биологически активные вещества! токоферол, убихиноны, витамины группы К, стероидные гормоны (Г.В.Донченко и соавт., 1982; Cornwell и соавт., 1979; Prank я соавт., 1980). Природные антиоксиданты могут непосредственно взаимодействовать с перекисными радикалами, уменьшая их концентрацию, т.е. обладают определенной антирадикальной активностью (Э.К.Айламазян, 1991). В липидах эти вещества существуют в двух формах: окисленной (хинонной) и восстановленной (фенольной). Однако только восстановленные формы, имеющие свободные гидроксильные группы, активно взаимодействуют с перекисными радикалами.
Вещества, способные восстанавливать хинонные формы природных антиоксидантов, регенерируя их антирадикальную активность будут увеличивать общую антиокиолительную активность липидов, являясь синергистами природных антиоксидантов. Как правило, роль синергистов выполняют вещества, имеющие невысокий окислительно-восстановительный потенциал и легко переходящие из одной формы в другую, например, аскорбиновая кислота, некоторые меркаптосоединения (М.Х.Агеева и соавт., 1981; В.Б.Опиричев и соавт., 1981; В.Б.Бурлакова и соавт., 1985).
Повышение концентрации липидных радикалов в мембранах приводит к увеличению общей скорости окисления, которая прямо пропорциональна квадрату их концентрации. Уничтожить избыток продуктов перекисного окисления могут только природные антиоксиданты, причем эффективность их влияния на общую скорость окисления значительно превышает эффективность воздействия других систем. Это определяет особую роль природных антиокеидан-
тов в регуляций скорости процессов перекисного окисления липидов (Н.Г.Храпова и соавт., 1981). В отличие от других регулирующих систем, антиоксидантная находится в жесткой зависимости от поступлений ее экзогенных компонентов (токоферол, аскорбиновая кислота, селен, эрготионеин, бяофлавонояды). Лишение организма антиоксидантов приводит к срыву системы ингибирования перекисного окисления мембранных липидов и развитию синдрома липидной пероксидации: повреждение мембран, деструкция ферментов, снижение митозов, накопление инертных полимеров.
Перекиси липидов оказывают свое разрушительное действие не только на узловые ферменты (цитохром С, моноаминоксидаза, сукцинатдегидрогеназа, трипсин, папаян, РНК-аза, уреаза, холин- дегидрогеназа и т.д.) гликолиза и трякарбонового цикла дыхательной цепи, но также на основное макроэргическое вещество организма АТФ. Даже кратковременный период недостаточности антиоксидантной системы организма вызывает необратимое повреждение мембран клеток, тогда как временная недостаточность других физиологических систем (эндокринной, гемокоагуляцяи) проходит бесследно (Ю.П.Козлов и соавт., 1975; О.Н.Воскресенский, 1981; С.Ю.Русанов и соавт., 1985).
Активация процессов свободнорадикального окисления липидов отмечена при ряде патологических состояний: воспалительные, нейроэндокринные, сердечно-сосудистые заболевания, стресс (Л.0.Лукьянова и соавт., 1988; А.0.Олейник, 1988).
Экспериментальными исследованиями было установлено, что содержание животных на рационе, лишенном экзогенных антиоксидантов, приводит к развитию у последних ояндрома пероксидации я гиперлипидемии (В.Н.Бобырев и соавт., 1982).
По мнению Е.И.Кузьминой, Н.А.Добротиной, Н.П.Недуговой
(1983) интенсивность процессов перекисного окисления липидов находится в прямой зависимости от количества липидов, соотношения ненасыщенных и насыпанных жирных кислот, входящих в состав липидов, от содержания в организме антиоксидантов.
М.Э.Саава и соавт. (1981) в своих работах подчеркивают сезонную зависимость гиперлипидемии от алиментарных факторов (избыток животных и рафинированных продуктов, дефицит растительных масел, дисбаланс аминокислот, недостаточность витаминов)
Нарушение процессов перекисного окисления липидов, в частности под воздействием факторов питания, может привести к развитию синдрома липидной пероксидации, в основе которого лежит высокая реакционная способность и токсичность перекисных радикалов и продуктов их превращения (В.Б.Спяричев и соавт., 1981).
В результате проведенных исследований и наблюдений В.И.Хаснулян и соавт. (1978) высказали предположение, что синдром липидной гипероксидаций является результатом дисбаланса в системе антиокислители - перекисное окисление липидов и может играть важную патогенетическую роль в возникновении целого ряда патологических расстройств, возникающих в процессе адаптаций организма. їйвестно, что процессы адаптации в организме женщины во время беременности имеют большое значение для нормального физиологического течения последней (Ю.И.Савченко,
1982; В.В.Щербакова, 1985; Selvara и соавт., Х982). В сыворотке крови у беременных женщин содержание конечных продуктов перекисного окисления в 1,4 раза выше по сравнению с аналогичными показателями у не бе реме иных женщин (В.А.Бурлзв и соавт., 1987). Это, по мнению авторов, говорит об усилении процессов ПОЛ, акцентируя внимание на зависимости проницаемости клеточ-
них мембран от определенного уровня продуктов пероксидации. Авторы считают, что усиление процессов ПОЛ является необходимым условием для адекватной проницаемости маточно-плацентарного барьера.
Особого обсуждения требует аамо понятие "усиление процессов ПОЛ”, так как известно, что регистрация степени выраженности этих процессов в основном проводится путем оценки аккумуляций в мембранных структурах или гомогенате органа продуктов ПОЛ, содержание которых, как практически всех других продуктов жизнедеятельности клетки, является интегральной величиной и зависит от двух разнонаправленных процессов: скорости образования и скорости удаления (метабодизирования, потребления, вымывания) из органа.
Увеличение содержания продуктов ПОЛ в органе свидетельствует об ускорении их образования, т.е. истинном, абсолютном ускорении процессов ПОЛ лишь в том случае, если ему соответствует сохранение стационарной скорости метабодизирования и выведения этих продуктов. Однако при многих патологических состояниях, в том числе и при невынашивании беременности, скорость метаболизирования и потребления продуктов ПОЛ снижается, а выведение продуктов ПОЛ из органа либо замедляется, либо
> прекращается. Увеличение содержания продуктов ПОЛ в этих усло
виях может происходить либо за счет истинного усиления скорости, либо за счет аккумуляции продуктов ПОЛ. В любом случав они свидетельствуют о нарушении баланса между образованием и выведением продуктов ПОЛ и превалировании скорости генерации липидных метаболитов над скоростью их потребления. Лишь в таком условном аспекте сждует рассматривать термин "увеличение содержания продуктов ПОЛ" (М. В.Биленко, 1989). Различают промажуточ-
ныв продукты радикальной природы, первичные, вторичные и конечные. Наиболее устойчивыми продуктами ПОД являются диеновые конъюгаты (ДК) - первичные продукты ПОЛ и малоновый дяальде- гид (МДА), относящийся к вторичным продуктам ПОЛ. Поэтому, для изучения процессов свободнорадикального окисления липидов наиболее информативным является определение этих продуктов в исследуемом материале (й.И.Рюмяна и соавт., 1986).
В литературе имеются многочисленные и нередко противоречивые данные о динамике процессов ПОЛ при осложненной беременности. Рад авторов отмечают увеличение МДА и гидроперекисей при гестоэе, гипотрофии плода, экстрагенитальной патологии, иммунологическом конфликте (И.С.Смиян и соавт., 1986; С.А.ІЬнь, 1988).
Накопление продуктов ПОЛ приводит к гипоксии материнского организма, которая в свою очередь влечет за собой усиление реакций свободнорадикального окисления, клинически проявляясь различными осложнении беременности, родов, состояния фето- плацентарного комплекса. Накапливающиеся в фетоплацентарной системе продукты ПОЛ, по мнению В.Н.Серова (1989), являются високотоксичними веществами, повреждающими клеточные мембраны. При этом создаются условия для оксягенного пути утилизации кислорода, что приводит к накоплению агрессивных форм гидроксила (Ой) .супероксида (0 2) и перекиси (HgOg), активирующих в свою очередь реакции свободнорадикального окисления (Ohsnoe и соавт., 1979; sarrowciiffe и соавт., Х987). Кроме того, в результате этого процесса в биосястемах снижается содержание многих витаминов и особенно витамина *Е", обладающих антиоксидантной активностью (ind© , 1978). Параллельно с дефицитом витамина *Е" в организме, процессы пероксидации ведут к раз-
рушению мембран эритроцитов, вызывая их гемолиз (Yoshioka и соавт., 1979).
В результате этих изменений могут возникать деструктивные процессы в эндотелии сосудов плаценты (G.В.Камышников и соавт., 1988), что приводит к дес с аминированному сосудистому свертыванию, а следовательно, к ухудшению функции плаценты о вытекающими отсюда последствиями как для матери, так и для внутриутробного плода.
Доказано, что уровень ПОЛ может оказывать существенное влияние на функцию иммунокомпетентных клеток. О одной стороны, с активацией реакции свободнорадикального окисления связан фагоцитоз (Т.Ш.Шарманов, 1986; Prili P k ° , 1983; Ка1га д СО авт., 1988), а с другой - при избыточном свободнорадикальном окислении нарушается структура и функции рецепторов, мембранных кана-
Т лов. ингибируется активность АТФ-аза, разрывается лизосомальная
мембрана Mackenzie д соавт., 1980), активируется изанилат- циклазная система (В,А.Ткачук, 1983), что ведет к повреждению иммунокомпетентных клеток и снижению их функциональной активности. Поэтому регламентация уровня ПОЛ рассматривается как необходимое условие для обеспечения адекватного функционирования клеток иммунной системы (Т.Ш.Шарманов, 1986).
Свободнорадикальные процессы в организме человека происходят непрерывно, в них вовлечены все органические молекулы, но в большей степени и с наибольшей активностью липиды, особенно фосфолипиды клеточных мембран. Липиды - низкомолекулярные вещества с гидрофобными свойствами. В среднем липиды составляют 40-50^ сухой массы мембран, из них 80-90^ приходится на холестерин и фосфолипиды (П.Г.Богач и соавт., X98I). Мембраны, выполняющие функцию барьеров, содержат более высокий процент
липидов - 60-80%.
Исследованиями Т.А.Готца (1984) показано, что перестройка структуры мембраны, особенно липидной фракция, влечет за собой изменение функциональных свойств клетки в целом.
В нормально функционирующей клетке ПОЛ выступает в качестве одного из способов модификации фосфолипидного биослоя мембран, в том числе и мембраны эритроцитов, участвует в разборке мембранных структур и обновлении мембранных фосфолипидов (В.П.Верболович и соавт., 19895 Kitagawa и соавт., 1988; Ciuffi и соавт., 1988; Vanella и соавт., 1989).
Вовлечение липидов клеточных мембран в процессы перекисного окисления представляет собой I этап мембранодеструкции. В настоящее время установлены закономерности, которым подчиняется развитие процесса ПОЛ, они сводятся к тому, что перекисное окисление липидов проходит 4 условных стадии; инициирования окисления, его продолжение, разветвление процесса и отрывы его (Ю.В.Владимиров и соавт., 1972; Zimmeiraan и соавт., 1982). Появление свободных радикалов в клетках живого организма и его молекулярных структур происходит, как сказано выше, непрерывно (В.А.Барабой и соавт., 1983).
В.В.Абрамченко и соавт. (1988) проведено изучение роли антиоксидантной недостаточности в патогенезе позднего токсикоза беременных. Результаты проведанных исследований свидетельствуют о снижении буферной емкости антиокислительной системы организма беременной на фоне многократного усиления реакций свободнорадикального окисления при всех клинических формах позднего токсикоза.
Однако еще нельзя оценивать реальные масштабы перекисного окисления из-за несовершенства имеющихся методов и трудности
интерпретации полученных результатов с помощью этих методов. Следует также учитывать чрезвычайную сложность взаимодействия процессов ПОЛ и эндогенных антиокислительных систем (ВД.Мищенко, 1981). Так, например, известно, что антиоксидантным действием обладают некоторые гормоны: гормон щитовидной железы - тироксин - является не менее эффективным антиоксидантом, чем витамин "Б" (В.В.Лвмещко и соавт., 1982).
Достаточно изучены мембранотропные и антиоксидантные свойства эстрогенов, сильно ингибирующих ПОЛ и действующих подобно токоферолу и другим фенольным антярадикальнш соединениям. В группу эстрогенных препаратов нестероидного строения входит сигетин, способный улучшать плацентарное кровообращение, в связи с чем успешно используется для лечения фетоплацентарной недостаточности.
Старение живого организма можно рассматривать как повреждение в сиотеме ПОЛ - антиоксидантная защита. При этом снижается эффективность защиты, т.е. уменьшается содержание эндогенных антиоксидантов (ЮД.Козлов, 1975f Н.М.Мануэль, 1984). Этот продаос, вероятно, имеет немаловажное значение в проблеме старения плаценты, возникновения плацентарной недостаточности.
Во время беременности происходит разбалансировка этой системы, а от степени дисбаланса зависит и формирование адаптационно-приспособительных и защитно-компенсаторных реакций. Во втором триместре беременности происходит интенсификация процессов ПОЛ, обусловленная образованием плаценты. Это связано, во-первых с повышением в организме беременной уровня и активности плацентарных гормонов и, во-вторых, выступая в качестве своеобразного "системообразующего фактора", плацента играет роль "ловушки" антиоксидантов, изменяя тем самым взаимоотношения в реакции
"перекисное окисление липидов - антиоксидантная защита". Аккумулируя антиоксиданты, плацента становится очень чувствительной к их недостатку (О.Б.Саялян и соавт., 1988).
В работе В. А.Чернухи и соавт. (1986) получены новые данные о показателях липидной пероксидации амниотической жидкости, отражающие компенсаторно-приспособительные реакции в системе мать- плаце нта-плод, как при нормальном течении гестационного процесса, так и при патологических отклонениях.
По мнению В.П.Казначеева и соавт. (1979) развитие синдрома липидной гиперпероксидации приводит к срыву адаптационных возможностей организма и возникновению осложнений беременности (самопроизвольные выкидыши, преждевременные роды).
Во время беременности повышается усвоение организмом жиров, что сопровождается увеличением их содержания в крови женщины. Несмотря на повышенное содержание липидов и холестерина в плазме крови у здоровых беременных женщин, без наличия метаболических нарушений в анамнезе, патологического проявления этого состояния не наблюдается. Эти соединения хорошо усваиваются тканями матки и плода, обеспечивая необходимый уровень энергетических и пластических процессов (В.Т.Михайленко и соавт., 1980; Punnonen , 1977; Skryten и соавт., 1980; Ordovas и соавт., 1984).
В сыворотке крови беременных женщин, страдающих привычным недонашиванием, обнаружено значительное снижение содержания фосфолипидов (З.П.Чеботарева, 1968), а также снижение и неравномерное их распределение в синцитиальной ткани (Л.Г.Вишневская и соавт., 1966).
Невынашивание беременности характеризуется значительной активацией ПОЛ, связанной со снижением уровня антиокиояительной
активности сыворотки крови (Л.М.Шипилова, 1985; Т.Ю.Пестрикова, 1986; В.А.Бурлев, 1987; А.Ю.Щербаков, 1997).
В исследованиях Т.Ю.Пестряковой (1986) показано, что у беременных группы риска по невынашиванию первоначально снижаются показатели антиокислительной активности (АОА) крови при неизменном уровне ПОЛ, причем снижение АОА крови отмечается за 5-6 недель до появления клинических признаков угрозы прерывания. При угрозе прерывания беременности уровень ПОЛ значительно повышен, что, по-видимому, тесно взаимосвязано с изменением уровня эстрогенов, обладающих антиоксидантным действием. Усиление ПОЛ, вызывая изменение липидного спектра крови, приводит к снижению энергообеспеченности метаболических процессов в различных органах и тканях, в том числе и в плаценте (Б.Б.Бурлакова, 1985; М.З.Корнилова, Х990).
Исследования ВД.Отт и соавт. (1981) указывают на сниженный уровень антиокислительной ферментативной активности в эритроцитах крови женщин, страдающих привычным невынашиванием беременности.
Помимо снижения антиокислительной ферментативной активности при невынашивании беременности, отмечено нарушение синтеза половых гормонов, являющихся активными антиоксидантами. В этой связи, значительный интерес представляют данные, свидетельствующие о значений эстриола для нормального развития беременности. Установлено, что, если явления угрозы нормального развития беременности протекали на фоне нормального содержания эстриола беременность прогрессировала, тогда как при снижении уровня этого гормона ниже нормы беременность заканчивалась абортом (Г.М.Пзрасимович и соавт., 1984).
Эстриол в такой же степени, как эстрадиол бензоат, ингяби-
рует процесс перекисного окисления липидов мембран и митохондрий (П.В.Сергеев и соавт., 1974; А.Р.Бабаянц, Х987).
Следовательно, у женщин, страдающих невынашиванием беременности, наблюдается дисбаланс в соотношениях между продуктами свободнорадикального окисления и антиоксидантной системой в сторону усиления процессов ПОЛ, т.к. антиоксидантная система не справляется со своей функцией. Срыв системы антиоксидантной защиты и развитие синдрома пероксидации ведут к нарушению гомеостаза в биологической системе мать-пколоплодная среда-плод, нормальное состояние которого очень важно для поддержания высокого уровня пролиферативных процессов, характерных для физиологического развития беременности (Г.А.Паляади и соавт.,1980).
Различные заболевания (Ю.П.Козлов, 1975), нерациональное питание, эмоционально-физические нагрузки и другие факторы (Л.Е.Панин, 1978; А.В.Семенюк и ооавт, Х983; Рг У°г й соавт., 1982; Tribble й соавт., 1987) приводят, в конечном итоге, к нарушению баланса в системе антиокислители-перекиснов окисление липидов, что выражается в нарушении гомеостаза в организме, а при развитии беременности в биологической системе мать-около- плодная среда-плод и развитию ряда патологических состояний плода, способных вызвать спонтанное преждевременное прерывание беременности,
Необходимо отметить, что при выборе рациональной терапии нельзя забывать о том, что максимальная активность процессов свободнорадикального окисления приходится на утренние часы (О.В.Черноглазова и соавт., 1988).
Коррекция наметившихся отклонений в процессах ПОЛ включает три главных направления: использование фармакологических препаратов, специальных программ физических упражнений и диетотерапии
О.К.Айламаяян,І99І>.
Таким образом, проеденные литературные данные указывают на общность процессов перекисного окисления липидов в патогенезе ряда патологических состояний, способных, в свою очередь, послужить причиной невынашивания беременности. Поэтому для разработки наиболее рациональной профилактики невынашивания беременности важно как можно раньше диагностировать угрозу прерывания с выявлением ведущей причины, которая должна учитываться при выборе комплексной терапии,
Ййвнно поэтому возникает необходимость в изучении показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты у женщин при невынашивании с учетом многофакторности этой патологии.
Имеющиеся литературные данные о состоянии процессов ПОЛ при невынашивании беременности малочисленны, недостаточно освещен вопрос и об активности антиокислительной системы при этой патологии, необходим поиск новых антиоксидантов, способствующих нормализации процессов ПОЛ-АОСЗ.
Кислород, необходимый организму для функционирования ЦПЭ и многих других реакций, является одновременно и токсическим веществом, если из него образуются так называемые активные формы.
К активным формам кислорода относят:
ОН. — гидроксильный радикал;
О 2 . — супероксидный анион;
Н 2 O 2 — пероксид водорода.
Активные формы кислорода образуются во многих клетках в результате последовательного одноэлектронного присоединения 4 электронов к 1 молекуле кислорода. Конечный продукт этих реакций — вода, но по ходу реакций образуются химически активные формы кислорода. Наиболее активен гидроксильный радикал, взаимодействующий с большинством органических молекул. Он отнимает от них электрон и инициирует таким образом цепные реакции окисления. Эти свободнорадикальные реакции окисления могут выполнять полезные функции, например, когда клетки белой крови с участием активных форм кислорода разрушают фагоцитированные клетки бактерий. Но в остальных клетках свободнорадикальное окисление приводит к разрушению органических молекул, в первую очередь липидов, и, соответственно, мембранных структур клеток, что часто заканчивается их гибелью. Поэтому в организме функционирует эффективная система ингибирования перекисного окисления липидов (ПОЛ).
А. Источники активных форм кислорода
ЦПЭ как источник активных форм кислорода
Утечка электронов из ЦПЭ и непосредственное их взаимодействие с кислородом — основной путь образования активных форм кислорода в большинстве клеток.
Кофермент Q в ЦПЭ принимает от доноров последовательно по одному электрону, превращаясь в форму семихинона (рис. 8-55) — КоQН. (см. раздел 6).
Этот радикал может непосредственно взаимодействовать с кислородом, образуя супероксидный анион О 2 . , который, в свою очередь, может превращаться в другие активные формы кислорода:
Рис. 8-55. Реакции последовательного восстановления убихинона в дыхательной цепи.
Реакции, катализируемые оксидазами и оксигеназами
Многие оксидазы — ферменты, непосредственно восстанавливающие кислород, образуют пероксид водорода — Н 2 O 2 . Оксидазы образуют пероксид водорода по схеме:
O 2 + SН 2 —> S + Н 2 O 2 , где SН 2 — окисляемый субстрат.
Примеры таких оксидаз — оксидазы аминокислот, супероксид дисмутаза, оксидазы, локализованные в пероксисомах. Оксидазы пероксисом окисляют, в частности, жирные кислоты с очень длинной углеродной цепью (более 20 углеродных атомов) до более коротких, которые далее подвергаются β-окислению в митохондриях.
Монооксигеназы, например, цитохром Р 450 , включающий один атом кислорода в окисляемую молекулу, и диоксигеназы, включающие оба атома кислорода, также служат источниками активных форм кислорода.
Пероксид водорода химически не очень активен, но способствует образованию наиболее токсичной формы кислорода — гидроксильного радикала (ОН.) по следующей реакции:
Fе 2+ + Н 2 O 2 —>Fе 3+ + ОН - + ОН. .
Наличие в клетках Fе 2+ или ионов других переходных металлов увеличивает скорость образования гидроксильных радикалов и других активных форм кислорода. Например, в эритроцитах окисление иона железа гемоглобина способствует образованию супероксидного аниона.
Б. Перекисное окисление липидов
Реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ) являются свободнорадикальными и постоянно происходят в организме. Свободнорадикальное окисление нарушает структуру многих молекул. В белках окисляются некоторые аминокислоты. В результате разрушается структура белков, между ними образуются ковалентные «сшивки», всё это активирует протеолитические ферменты в клетке, гидролизующие повреждённые белки. Активные формы кислорода легко нарушают и структуру ДНК. Неспецифическое связывание Fе 2+ молекулой ДНК облегчает образование гидроксильных радикалов, которые разрушают структуру азотистых оснований. Но наиболее подвержены действию активных форм кислорода жирные кислоты, содержащие двойные связи, расположенные через СН 2 -группу. Именно от этой СН 2 -группы свободный радикал (инициатор окисления) легко отнимает электрон, превращая липид, содержащий эту кислоту, в свободный радикал.
ПОЛ — цепные реакции, обеспечивающие расширенное воспроизводство свободных радикалов, частиц, имеющих неспаренный электрон, которые инициируют дальнейшее распространение перекисного окисления.
Стадии перекисного окисления липидов
1) Инициация: образование свободного радикала (L.)
Инициирует реакцию чаще всего гидроксильный радикал, отнимающий водород от СН 2 -групп полиеновой кислоты, что приводит к образованию липидного радикала.
2) Развитие цепи:
Развитие цепи происходит при присоединении O 2 , в результате чего образуется липопероксирадикал LOO. или пероксид липида LOOH.
ПОЛ представляет собой свободнорадикальные цепные реакции, т.е. каждый образовавшийся радикал инициирует образование нескольких других.
3) Разрушение структуры липидов
Конечные продукты перекисного окисления полиеновых кислот — малоновый диальдегид и гидропероксид кислоты.
4) Обрыв цепи — взаимодействие радикалов между собой:
Развитие цепи может останавливаться при взаимодействии свободных радикалов между собой или при взаимодействии с различными антиоксидантами, например, витамином Е, который отдаёт электроны, превращаясь при этом в стабильную окисленную форму.
В. Повреждение клеток в результате перекисного окисления липидов
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 ковалентными 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 липиды, обычно добавляют антиоксиданты — вещества, ингибирующие ПОЛ и сохраняющие структуру компонентов пищи.
Г. Системы защиты клеток от активных форм кислорода
Ферменты антиоксидантного действия
К ферментам, защищающим клетки от действия активных форм кислорода, относят супероксиддисмутазу, каталазу и глутатионпероксидазу. Наиболее активны эти ферменты в печени, надпочечниках и почках, где содержание митохондрий, цитохрома Р 450 и пероксисом особенно велико. Супероксиддисмутаза (СОД) превращает супероксидные анионы в пероксид водорода:
2 О2 . + 2 Н + —> Н 2 О 2 + О 2 .
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 — ицдуцируемый 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:
2 Н 2 О 2 —> 2 Н 2 О + О 2 .
Каталаза находится в основном в пероксисомах, где образуется наибольшее количество пероксида водорода, а также в лейкоцитах, где она защищает клетки от последствий «респираторного взрыва» (см. раздел 6).
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 (y-глутамилцистеинилглицин). Сульфгидрильная группа глутатиона (GSН) служит донором электронов и, окисляясь, образует дисульфидную форму глутатиона, в которой 2 молекулы глутатиона связаны через дисульфидную группу.
Н 2 O 2 + 2 GSH —> 2 Н 2 O + 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 (рис. 8-56).
Рис. 8-56. Механизм антиоксидантного действия витамина Е. Витамин Е (α-токофероп) ингибирует свободнорадикальное окисление путём отдачи электрона, что приводит к инактивации радикала липида, а витамин Е превращается в стабильный, полностью окисленный токоферолхинон.
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 — O 2 . , Н 2 O 2 , ОН. и инактивирует их.
β-Каротин, предшественник витамина А, также обладает антиоксидантным 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.
