Реакции, в которых образуются свободные радикалы

Свободнорадикальное (перекисное) окисление липидов

Основные механизмы нарушения барьерных свойств липидного слоя

Изучение воздействия разного рода повреждающих агентов на изолированные клетки (например, эритроциты), митохондрии, фосфолипидные везикулы (липосомы), плоские бислойные липидные мембраны (БЛМ) и другие модельные объекты показало, что, в конечном счете, существует всего четыре основных процесса, которые непосредственно обусловливают нарушение целостного липидного бислоя в патологии [Владимиров Ю. А., 1973]:

перекисное окисление липидов;

действие мембранных фосфолипаз;

механическое (осмотическое) растяжение мембраны;

адсорбция на бислое полиэлектролитов, включая некоторые белки и пептиды.

Чтобы понять роль этих процессов в развитии патологического состояния, надо знать химические и физические условия протекания каждого из них, пути их регуляции в живой клетке и причины ее нарушения, характер повреждения свойств мембран под действием данного процесса, биологические последствия такого повреждения мембран для жизнедеятельности клетки и организма в целом. Рассмотрим эти вопросы на примере наиболее изученного процесса – перекисного окисления (пероксидации) липидов.

 

См. также соответствующий раздел в лекции №7.

Перекисное окисление (пероксидация) липидов - пример процесса, идущего с участием свободных радикалов. Свободные радикалы - это молекулярные частицы, имеющие непарный электрон на внешней орбитали и обладающие высокой реакционной способностью. Их изучение ведется методом ЭПР (спиновые ловушки), хемилюминесценции и путем применения ингибиторов реакций, в которых участвуют радикалы определенного типа. В таблице 1 дан перечень основных типов свободных радикалов, образующихся в организме человека.

Таблица1. Свободные радикалы, образующиеся в клетках нашего организма

Радикал	Основной источник	Вредные реакции
Первичные радикалы:
Семихиноны	Цепи переноса электронов	HQ· + O2 -> Q+ ·O2- + H+
Супероксид	Клетки-фагоциты	·O2- + Fe3+ -> O2 + Fe2+
Монооксид азота(NO)	Клетки эндотелия и многие другие	NO· + ·O2- -> OONO- (пероксинитрит)
Вторичные радикалы:
Радикал гидроксила	H2O2 + Fe2+ -> Fe3+ + HO- + HO· (реакция Фентона) HOCl + Fe2+ -> Fe3+ + Cl- + HO· (реакция Осипова)	Повреждение ДНК и РНК, цепное окисление липидов
Радикалы липидов	Цепное окисление липидов	Повреждение липидного бислоя и мембранных ферментов
Радикалы антиоксидантов	Цепное окисление липидов	Иногда оказывают прооксидантное действие
Радикалы, обрзующиеся при метаболизме ксенобиотиков	Промышленные токсины инекоторые лекарства	Образование вторичных радикалов
Радикалы, образующиеся при действии света	Поглощающие свет вещества	Образование вторичных радикалов