Пользовательский поиск

Перекисное окисление липидов в гепатоцитах

Общие принципы генерации перекисей липидов в биологических системах

Перекисное окисление мембранных фосфолипидов играет важ­ную роль в жизнедеятельности организма. С одной стороны, оно принимает участие в поддержании нормальной физиологической активности клетки, являясь необходимым, например, для синтеза простагландинов, лейкотриенов. Но в то же время оно может приводить к повреждению мембран, выражающемуся в нарушении белок-липидных и липид-липидных взаимодействий, ингибированию активности ферментов, изменению избирательности проницаемости мембран для ионов и т.д.

Продолжение ниже

Антиоксиданты в препаратах, витаминах и продуктах

... кислорода и солнечного света являются двумя основными факторами в процессе окисления пищи, поэтому пища хорошо хранится в темноте. Антиоксидант ... ... радикалы. Свободные радикалы вполне могут создать цепную реакцию. Когда в клетке происходит цепная реакция , это может привести к повреждению ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Существенную роль в инициации перекисного окисления липи­дов (ПОЛ) в клетке играют активные формы кислорода. Как сейчас установлено, ОН-радикал в отличие от О2 и Н2О2 является высокоактивным радикалом и легко может окислять органические субстраты, в том числе ненасыщенные жир­ные ацилы мембранных фосфолипидов.

В результате такой радикальной инициации образуется актив­ный алкильный радикал R, способный продолжать цепь свободно­радикального окисления липидов.

R + О2 = RO2

RO2 + RH = ROOH + R и т.д.

Это положение в настоящее время экспериментально доказано благодаря использованию различных методов регистрации образо­вания активных форм кислорода и продуктов ПОЛ, исследованию ингибирования их образования специфическими антиоксидантами, акцепторами и ловушками, в том числе спиновыми. Использование последних позволяет прямо зарегистрировать наличие тех или иных свободнорадикальных состояний молекул (алкильные и алкоксильные радикалы, О2 и ОН).

Такого рода исследования проводятся в основном в химических системах или на мембранных моделях, как, например, микросомальная модель. Они не только не исключают, но и предполагают возможность изучения механизмов активации молекулы кислорода в процессах ПОЛ и на более сложноорганизованной клеточной модели, например на гепатоците, широко используемом для изучения метаболических взаимоотношений, связанных в том числе и с ПОЛ.

Это и понятно. В эндоплазматической сети этих клеток локализована электронтранспортная цепь, вклю­чающая в себя систему монооксигеназ со смешанной функцией. Она осуществляет детоксикацию ксенобиотиков на цитохроме Р-450 — терминальном участке этой системы, где в результате образования комплекса фермент — субстрат — кислород происходит гидроксилирование субстрата.

В то же время в отсутствие субстратов гидроксилирования компоненты этой системы обладают способностью осуществлять НАДФН-зависимое ПОЛ. В его инициации существенная роль отводится НАДФН-цитохром Р-450 редуктазе. Послед­няя катализирует ферментную генерацию что может приво­дить к образованию ОН-радикала и его взаимодействию с жир­ными ацилами фосфолипидов мембран эндоплазматического рети­кулума, а следовательно, и к свободнорадикальному окислению этих молекул, т.е. к индукции ПОЛ. В изолирован­ных гепатоцитах также наблюдали генерацию супер оксид-аниона.

По-видимому, эти процессы могут играть важную роль в каче­стве факторов, повреждающих клетку. Поэтому, чтобы предотвра­тить возможные вредные последствия ПОЛ для клетки и организ­ма в целом, необходимо оценивать интенсивность этого процесса в гепатоцитах.

Методы исследования процесса ПОЛ в гепатоцитах

Обнаружение продуктов ПОЛ в гепатоцитах и правомочность использования различных традиционных методов регистрации этих продуктов в интактной клетке представляются очень важной про­блемой. Непосредственно этому вопросу посвящено достаточно много работ. В ряде из них была сделана попытка использовать рутинные методы прямого опреде­ления продуктов ПОЛ (свободные радикалы — с помощью хемилюминесценции; диеновые конъюгаты и вторичный продукт ПОЛ — МДА — спектрофотометрически; флуоресцирующие пигменты — флуориметрически). Наряду с ними используются сравнительно новые хроматографические методы определения конечных газо­образных продуктов ПОЛ — летучих углеводородов (этана, пентана).

Так, в работе Смита с соавторами найдена корреляция между накоплением вторичного продукта ПОЛ — малонового диальдегида — и образованием конечных продуктов — этана, пентана, а также флуоресцентных и хемилюминесцентных продуктов ПОЛ. Поэтому, несмот­ря на то что в клетках МДА может метаболизироваться митохон­дриями и реагировать с другими внутриклеточными компо­нентами, относительную скорость ПОЛ в гепатоцитах разум­но определять по накоплению МДА, оцененному по взаимодейст­вию с ним 2-тиобарбитуровой кислоты. Это положение под­тверждает также работа Рилея с соавторами, в которой показано, что токсическое действие CCI4, связанное с интенсификацией ПОЛ в гепатоцитах, вызывает появление диеновых конъ­югатов, что коррелирует с образованием МДА.

Наиболее специфичным для определения продуктов ПОЛ явля­ется метод регистрации выделения этана. С его помощью, так же как и методом хемилюминесценции, можно обнаружить первич­ное токсическое действие чужеродных для клетки веществ.

Способы и механизмы инициации ПОЛ в гепатоцитах

Рассмотрению механизмов индукции и протекания процесса ПОЛ в гепатоцитах посвящено достаточно большое количество ра­бот. Ведущими в этой области являются исследования группы Хегберга и Оррениуса.

Индукцию ПОЛ в гепатоцитах, как правило, осуществляют комплексами железа АДФ — Fe2+/Fe3+, Fe+2-нитрилтриацетат или органическими гидроперекисями кумола (ГПК) и трет-бутила. Возможна также индукция ПОЛ галогеналканами (ССl4, CClBr2), хлороформом (СНСl2). Установ­лено, что эти агенты хорошо проникают в клетки и способны с до­статочной эффективностью инициировать ПОЛ. При этом обна­руживается интенсивное образование промежуточных продуктов ПОЛ, прежде всего диеновых конъюгатов и МДА. С увеличением концентрации индукторов скорость накопления МДА увеличивает­ся. Поглощение кислорода в изолированных гепатоцитах в присут­ствии Fe2+/АДФ также увеличивается, а содержание GSH умень­шается. Каковы же механизмы индукцин ПОЛ в гепатоци­тах?

Система Fe2+/Fe3+ — АДФ + НАДФН индуцирует ферментное НАДФН-зависимое ПОЛ в цепи монооксигеназ микросомальной фракции клеток печени, когда, согласно Лею, Пиетту и Свинджену с соавторами, НАДФН-цитохром с-редуктаза в комбинации с Fe2+ — АДФ может катализировать образование гидроперекисей липидов (ROOH).

Ферментативным этапом такой инициации перекисей липидов является только стадия активации кислорода на НАДФН-цитохром с-редуктазе: через флавин этого фермента — флавопротеида — с НАДФН «стекает» электрон на Fe3+ —АДФ (или другой комп­лекс трехвалентного железа), который восстанавливается до Fe2+ — АДФ. Электрон с Fe2+ восстанавливает молекулярный кис­лород до анион-супероксида (O2). Далее осуществляется нефер­ментативная цепь превращений с участием ионов Fe2+ и Fe3+, а также активных форм кислорода и мембранных липидов гепатоцитов, ведущая к генерации ОН-радикалов и инициации ПОЛ. Развитие процесса ПОЛ идет по свободнорадикальному цепному механизму, и в клетках предусмотрен ряд защитных систем, предотвращающих это развитие.

Другой возможный механизм активации ПОЛ в гепатоцитах (пропагация) осуществляется с помощью органических гидроперекисей, которые, в частности, могут быть продуктами окисления гидрофобных субстратов системой монооксигеназ. Гидропе­рекиси липидов, образовавшиеся в результате взаимодействия ОН-радикалов с жирными ацилами мембранных фосфолипидов, как уже говорилось, также могут участвовать в стадии пропагации.

В реакции пропагации, помимо гидроперекиси липида (органи­ческой гидроперекиси, например гидроперекиси кумола), участву­ют комплексированные ионы Fe2+/Fe3+ или цитохром Р-450. Они осуществляют гомолитический распад гидроперекисей с образованием интермедиатов радикальной природы, участвующих в про­должении цепи окисления липидов клеток печени.

И, наконец, остановимся еще на одном механизме индукции ПОЛ в гепатоцитах, в котором индуктором является классический гепатотоксин CCl4. Известно достаточное количество примеров токсичности этого вещества на клетки печени, проявляющейся, в частности, в активации ПОЛ.

Механизм активации ПОЛ при действии ССl4 на клетки пече­ни был понят довольно давно. В середине 60-70-х годов в ряде работ было продемонстрировано, что ССl4 является субстратом ци­тохрома Р-450 в гепатоцитах, на котором происходит образование ССl3 — продукта радикальной природы. Эти ради­калы обладают высокой реакционной активностью и способны эф­фективно взаимодействовать как с белками, так и с липидами, инициируя свободнорадикальное окисление. Было замечено также, что в гепатоцитах, выделенных из печени животных, предвари­тельно индуцированных фенобарбиталом, в результате увеличения содержания цитохрома Р-450, происходит более интенсивный ме­таболизм ССl4 по сравнению с гепатоцитами из печени неиндуцированных животных и соответственно более интенсивная индукция ПОЛ. При этом наблюдали, что в процессе инкубации гепа­тоцитов с ССl4 содержание цитохрома Р-450 в них падает (на 65% через 30мин инкубации), а скорость накопления МДА увеличивается параллельно этому.

Таким образом, пути активации ПОЛ в гепатоцитах не одно­значны и в зависимости от того, каким путем осуществляется эта активация, проявляются те или иные токсические свойства ве­ществ-индукторов ПОЛ или продуктов ПОЛ. Поэтому в некото­рых случаях бывает важно прослеживать взаимосвязь процессов ПОЛ и действия различных токсикантов на клетку.




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".