Окисление липидов

Одним из структурных компонентов клетки являются липиды, которые очень легко поддаются окислению активными формами кислорода (АФК). АФК необходимы для энергетического обеспечения, а также для борьбы с инфекционными агентами, детоксикации ксенобиотиков, регуляции структурных процессов (пролиферации, дифференцировки и апоптоза). Вместе с тем высокая реакционная способность кислорода, особенно его активных форм, участвующих в разнообразных патологических процессах (воспаление, лихорадка, гиперемия, ишемия и другие нарушения работы организма), определяет целесообразность включения многоуровневой системы антиоксидантной защиты (АОЗ) [12].
Антиоксидантная система человека (АОС) – это система, блокирующая образование высокоактивных свободных радикалов, т.е. АФК [1]. В нормальных физиологических условиях небольшие количества кислорода постоянно конвертируются в супероксид-анионы, перекись водорода и гидроксильные радикалы. Избыточная продукция этих радикалов выступает в роли фактора повреждения, компенсаторным механизмом которого является АОС. Главный компонент этой системы – сеть ферментов АОЗ: супероксиддисмутаза (SOD), глютатионпероксидаза (GPX), каталаза (CAT) и параоксоназа (PON).
При этом активность ферментов эволюционно и генетически запрограммирована для оптимизации баланса окислительных процессов и активности систем антиокислительной защиты. Среди ферментов АОС в первую очередь следует выделить SOD – антиоксидант, представляющий первое звено защиты. Этот фермент находится во всех клетках, потребляющих кислород. Роль SOD заключается в ускорении реакции превращения токсичного для организма кислородного радикала – супероксида – в перекись водорода и молекулярный кислород. У млекопитающих известно три типа SOD: цитозольная (Cu/Zn-SOD; SOD1), митохондриальная (Mn-SOD; SOD2) и внеклеточная (EC-SOD; SOD3) [6]. SOD1 – локализуется в ядре, цитоплазме и митохондриях. Гомодимер состоит из двух субъединиц, каждая из которых содержит один Cu-связывающий, один Znсвязывающий домены и дисульфидный мостик. Ген SOD1 локализован на 21-й хромосоме (21q22.11). Известно более 150 мутаций гена SOD1. Это преимущественно точечные мутации, характеризующиеся заменой одной аминокислоты из 153 аминокислотных белковых остатков [7].
В норме АФК присутствуют в тканях и органах в малых, но измеримых концентрациях. Увеличение АФК может привести к различным повреждениям клеточных структуру. Существует система антиоксидантной защиты (АОЗ). АОЗ представляющая собой совокупность защитных механизмов клеток, тканей, органов и систем, направленных на сохранение и поддержание гомеостаза в организме.
2.2 Ферментативные и неферментативные компоненты АОЗ
АОЗ представлена ферментативными и неферментативными компонентами. Некоторые витамины проявляют антиоксидантную активность. Витамин С связывает и инактивирует АФК и органические пероксиды; защищает липиды от окислительного повреждения, захватывая свободные радикалы до того, как они достигают мембраны; восстанавливает окисленную форму витамина Е. Витамин Е, играет ведущую роль в антиоксидантной защите головного мозга нейтрализует синглетный кислород, защищает клеточные мембраны и хроматин; каротиноиды также являются природными антиоксидантами [4].
Ферментативная АОЗ представлена такими ферментами, как СОД – супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, глутатионтрансфераза, глутатионредуктаза, формальдегидрогеназа [10].
На рисунке 3 показан синтез супероксидного аниона в дыхательной цепи с его последующей нейтрализацией, в ходе данного процесса NADPH окисляется до NADP+ . Действия ферментов-антиоксидантов тесно связаны друг с другом и четко сбалансированы между собой. Нарушение соотношения ферментативных компонентов АОЗ может приводить к дополнительной генерации АФК, что ведет к повреждению клеточных структур.