Peroxidace lipidů jako příklad oxidačního poškození biomolekul

Obsah 1 Peroxidácia lipidov 2 Význam železa 3 Význam medi 4 Zdroj

upravit Peroxidácia lipidov

• znamená modifikáciu mastných kyselín účinkom voľných radikálov
• význam má predovšetkým pri rozvoji aterosklerózy, kedy modifikované lipidy v obale LDL spôsobujú vyššiu afinitu LDL častíc ku scavenger receptorom makrofágov
• môže byť
  • enzymatická
    • pôsobením cyklooxygenázy a lipoperoxidázy na mastné kyseliny, polynenasýtené mastné kyseliny (PUFA), dáva vznik tromboxanom, leukotriénom, prostaglandínom, hydroxyeikosatetraénovým a hydroperoxyeikosatetraénovým kyselinám
    • neuvoľňujú sa voľné radikály
  • neenzymatická
    • je nežiadúca, vznikajú toxické produkty
    • proaterogénna
    • radikál (hydroxyl, superoxid a pod.) pôsobí na metylovú skupinu nenasýtenej kyseliny, odníma vodík a vytvára konjugovaný dién – radikál, ktorý v prítomnosti kyslíka prudko reaguje za vzniku lipoperoxylového radikálu

• • • lipoperoxyl môže
      • podľahnúť cyklizácii a systémom premien dáva vznik malóndialdehydu, ktorý je možné detegovať laboratórne
      • pôsobí ako radikál na ďalšie FA, čím lipoperoxidácia pokračuje. Lipoperoxyl odníma vodík z FA a stáva sa z neho lipoperoxid, z FA zasa konjugovaný dién a proces pokračuje
    • peroxidácia sa zastavuje, ak sa konjugovaný dién stretne s iným radikálom, alebo antioxidantom (najčastejšie vit. E, ktorý bráni lipoperoxidácii lipidov membrán)
    • lipoperoxid však môže reagovať ďalej s voľným železom, alebo meďou a vstupovať do Fentonovej reakcie
      • LOOH a Fe^II/Cu^I dáva vznik alkoxylovém (lipoxylovému) radikálu LO^.
      • LOOH a Fe^III/Cu^II reagujú spolu pomalšie, za vzniku lipoperoxylového radikálu LOO^.
    • konečným produktom sú kratšie uhľovodíky a toxické aldehydy (malóndialdehyd, 4 hydroxynonenal), ktoré môžu modifikovať proteíny

upravit Význam železa

• prvok potrebný pre správnu erytropoézu a funkciu niektorých enzýmov (dýchací reťazec, hemoproteínové enzýmy, cytochromy)
• získava sa z potravy, vstrebávanie závisí na jeho aktuálnej potrebe, väčšina železe v tele cirkuluje, straty minimálne, najčastejšie krvácaním
• reguluje expresiu feritínu a transferínového receptoru
• viazané v enzýmoch alebo prenášačoch je prospešné, nebezpečné sa stáva železo voľné, a to najmä Fe^II,
  • Fe^II katalyzuje FENTONOVU reakciu
  • Fe^II reaguje s peroxidom vodíku za vzniku Fe^III, hydroxidového aniónu a hydroxylového radikálu
• Fe^III nie je natoľko reaktívne, väčšina zásobného a transportovaného železa je preto v tejto forme
  • ak sa však uvoľní, môže katalyzovať HABER WEISSOVU reakciu superoxidu s peroxidom
    • Fe^III reaguje so superoxidom za vzniku Fe^II a kyslíku
    • Fe^II následne vstupuje do Fentonovej reakcie s peroxidom
• feritín je zásobnou molekulou pre železo vo forme Fe^III, má feroxidázovú aktivitu (premieňa Fe^II na Fe^III), viaže až 4500 atómov železa
• riziko uvoľnenia železa je napr. pri intravaskulárnej hemolýze (za predpokladu že heptoglobín a hemopexín nestačia vychytávať uvoľnený Hb), pri poškodení buniek obsahujúcich enzýmy využívajúce železo (hepatocyty, syntéza hému), pri traume svalov a uvoľnení myoglobínu
• nutný vyvážený antioxidačný systém

• pri naviazaní kyslíku na hemoglobín vzniká oxyhemoglobín, v takomto stave však môže dôjsť k oxidácii hémového železa z Fe^II na Fe^III a z kyslíku vzniká superoxidový radikál. Tento komplex sa rozpadá a superoxid je zdrojom oxidačného stresu v bunke. Hemoglobín s Fe^III vytvára methemoglobín, ktorý negatívne vplýva na transport kyslíku erytrocytom, preto je odstraňovaný methemoglobín reduktázou. Pre udržanie nízkej hladiny RONS v erytrocyte je preto dôležitá stála hladina antioxidačných enzýmov, ktoré na svoju obnovu (teda redukciu) využívajú premenu NADPH+H⁺ na NADP⁺. Redukovaný NADP⁺ erytrocyty získavajú pentózovým cyklom.

upravit Význam medi

• v krvi viazaná a prenášaná ceruloplazmínom, syntetizovaným hepatocytmi
• dôležitá pre funkciu enzýmov SOD, lyzyloxidázy, cytochromoxidázy, tyrozinázy
• ceruloplazmín s Cu^II zodpovedá za feroxidáciu reaktívneho Fe^II na menej reaktívnej Fe^III, je zodpovedný za kinetiku železa v organizme a jeho prípadný nedostatok (spôsobený najčastejšie neschopnosťou hepatocytu uvoľnovať Cu pri Wilsonovej chorobe- tvorba defektného ceruloplazmínu) vyvoláva poruchy transportu Fe, nakoľko transferín prenáša len Fe^III
• voľná však môže však katalyzovať Fentonovu reakciu, stimuluje aj peroxidáciu lipidov.

upravit Zdroj

ŠTÍPEK, S., et al. Antioxidanty a volné radikály ve zdraví a v nemoci. 1. vydání. Praha : Grada, 2000. s. 70-80. ISBN 80-7169-704-4.