ПЕРЕКІСНИЙ ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ
Перекисне окислення (автоокислення) ліпідів при контакті з киснем не тільки призводить до непридатності харчові продукти (прогоркання), а й викликає також пошкодження тканин in vivo, сприяючи розвитку пухлинних захворювань. Пошкоджуюча дія ініціюється вільними радикалами, що виникають у період утворення перекисів жирних кислот, що містять подвійні зв'язки, що чергуються з метиленовими містками (таке чергування є в природних поліненасичених жирних кислотах) (рис. 15.28). Перекисне окиснення ліпідів є ланцюговою реакцією, що забезпечує розширене відтворення вільних радикалів, які ініціюють подальше поширення перекисного окиснення. Весь процес можна уявити так.
1) Ініціація: освіта R із попередника
2) Розвиток реакції:
3) Термінація (припинення реакції):
Оскільки гідроперекис ROOH виступає як попередник у процесі ініціації, перекисне окислення ліпідів є розгалуженою ланцюговою реакцією, що потенційно здатна викликати значне
Мал. 15.27. Доліхол (-спирт).
Мал. 15.28. Перекисне окиснення ліпідів. Реакція ініціюється світлом чи іонами металів. Малоновий діальдегід, що утворюється тільки з жирних кислот з трьома і більше подвійними зв'язками, використовується як показник перекисного окислення ліпідів разом з етаном, що утворюється в результаті відщеплення кінцевого двовуглецевого фрагмента про жирних кислот, і пентаном, що утворюється при опчепленні кінцевого п'ятивуглецевого фрагмента. .
ушкодження. Для регулювання процесу перекисного окислення жирів і людина і природа використовують антиоксиданти. У харчові продукти з цією метою додають пропілгаллат,бутильований гідроксианізол і бутильований гідрокситолуол. До природних антиоксидантів відносяться жиророзчинний вітамін Е (токоферол), а також водорозчинні урати і вітамін С. -Каротин є антиоксидантом тільки при низьких значеннях Антиоксиданти розпадаються на два класи: 1) превентивні антиоксиданти, що знижують швидкість ініціації ланцюгової реакції, і 2) гасять ( ланцюг) антиоксиданти, що перешкоджають розвитку ланцюгової реакції. До перших відносяться каталаза та інші пероксидази, що руйнують ROOH, та агенти, що утворюють хелатні комплекси з металами -ДТП А (діетилентріамінпентаацетат) та ЕДТА (етилендіамінтетраацетат). В якості антиоксидантів, що переривають ланцюг, часто виступають феноли або ароматичні аміни. В умовах in vivo головними антиоксидантами, що переривають ланцюг, є супероксиддисмутаза (див. с. 126), яка у водній фазі вловлює супероксидні вільні радикали а також вітамін Е, що вловлює вільні радикали ROO в ліпідній фазі, і, можливо, сечова кислота.
Перекисне окиснення in vivo каталізується також гемовими сполуками і ліпокснгеназамн, що наполягають у складі тромбоцитів, лейкоцитів і т.д.
Мал. 15.29. а-Токоферол.
Вітамін E (а-токоферол)
Існує кілька природних токоферолів. Усі вони є 6-гідроксихроманами або токолами з ізопреноїдними замісниками (рис. 15.29). а-Токоферол найбільше поширений і має найбільшу біологічну активність як вітамін.
Вітамін Е виконує принаймні дві метаболічні функції. По-перше, він служить найбільш сильнодіючим природним жиророзчинним антиоксидантом і, по-друге, виконує специфічну, хоч і не до кінця зрозумілу роль у метаболізмі селену.
Вітамін Е, мабуть, є першим ешелономзахисту клітинних та субклітинних мембранних фосфоліпідів від перекисного окислення. Фосфоліпіди мітохондрій, ендоплазматичного ретикулуму і плазматичних мембран мають специфічну спорідненість до а-токоферолу, тому вітамін, мабуть, концентрується у складі цих мембран. Токофероли діють як антиоксиданти, що переривають ланцюги окислення завдяки їх здатності переносити фенольний водень на пероксидний радикал (рис. 15.30). Феноксирадикал є резонансно-стабілізованою та відносно нереакційною структурою, за винятком його взаємодії з іншими пероксидними радикалами. Таким чином, а-токоферол майже не залучається до процесу ланцюгової реакції окиснення; при окисленні хроманового кільця та бічного ланцюга а-токоферолу утворюється продукт, що не є вільним радикалом (рис. 15.31). Цей продукт утворює кон'югат з глюкуроновою кислотою та екскретується з жовчю. Антиоксидантна дія а-токоферолу зберігається при високих концентраціях кисню, тому не дивно, що
Мал. 15.30. Антиоксидантна дія токоферолів, що гасить ланцюгову реакцію по відношенню до перекисних радикалів
Мал. 15.31. Продукт окислення а-токоферолу. Нумерація атомів дозволяє зіставити їх положення у продукті та вихідному з'єднанні.
вітамін накопичується в багатих ліпідами областях, що контактують із середовищем, де підтримується високий парціальний тиск кисню, - у мембранах еритроцитів та клітин дихальних шляхів.
Однак навіть у присутності адекватної кількості вітаміну Е відбувається утворення деякої кількості перекисів. Другим ешелоном захисту мембран від руйнівної дії перекисів (див. с. 204) служить глутатіонпероксидаза, до складу якої входить селен. Таким чином, дія вітаміну Е таселену полягає, мабуть, у запобіганні клітинних та субклітинних компонентів від пошкодження перекисами, забезпечуючи цілісність органел і перешкоджаючи тим самим розвитку патологічних станів при дії фізичних, хімічних чи інших стресорних факторів.