Перекисное окисление липидов и его значение в патологии внутренних органов
- Авторы: Салихов И.Г.1, Агишева К.Н.1
-
Учреждения:
- Казанский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт имени С. В. Курашова
- Выпуск: Том 67, № 3 (1986)
- Страницы: 200-203
- Тип: Статьи
- Статья получена: 29.04.2021
- Статья одобрена: 29.04.2021
- Статья опубликована: 15.05.1986
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/66785
- DOI: https://doi.org/10.17816/kazmj66785
- ID: 66785
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Перекисное окисление липидов — цепная свободно-радикальная реакция окисления липидов молекулярным кислородом, продуктом которой является гидроперекись липидов. Наиболее важно воздействие продуктов перекисного окисления липидов на проницаемость мембран клетки. Перекисное окисление или близкий к нему механизм принимает участие в регуляции транспорта веществ через мембраны в нормально метаболизирующих клетках.
Ключевые слова
Полный текст
Перекисное окисление липидов — цепная свободно-радикальная реакция окисления липидов молекулярным кислородом, продуктом которой является гидроперекись липидов. Наиболее важно воздействие продуктов перекисного окисления липидов на проницаемость мембран клетки. Перекисное окисление или близкий к нему механизм принимает участие в регуляции транспорта веществ через мембраны в нормально метаболизирующих клетках [14]. Окисление идет со значительной скоростью, но стационарная концентрация перекисей мала вследствие наличия сложной системы взаимодействующих путей ее регуляции [10]. Перекисное окисление липидов — часть общего адаптационного механизма организма, и нарушения его лежат в основе ряда патологических процессов.
Патология, вызываемая продуктами неферментного перекисного окисления, составляет синдром пероксидации [17, 44]. Процесс пероксидации липидов осуществляется в основном в мембранах субклеточных структур: в микросомах, митохондриях, лизосомах, эндоплазматическом ретикулуме. Он оказывает значительное влияние на их проницаемость, ионные градиенты и связанные с мембранами биохимические и физиологические процессы [15 6, 46].
Перекиси липидов, образовавшиеся ферментативно, являются активными промежуточными продуктами в клеточном метаболизме. Установлено, что липоперекиси — необходимые промежуточные продукты при биосинтезе простагландина Е и прогестерона: кроме того, они участвуют в гидроксилировании стероидного ядра холестерина [28, 32]. В образовании липидных перекисей принимают участие три каталитические системы: небелковая, гемопротеиновая, липоксигеназная [17].
Перекиси липидов представляют собой высокотоксичные соединения: они вызывают окисление тиоловых соединений и SH-групп белков, денатурацию белков, подавляют активность ферментов и изменяют их субстратную специфичность, окисляют цитохром С, тормозят гликолиз и цикл трикарбоновых кислот и разобщают окислительное фосфорилирование. Кроме того, они нарушают активный транспорт ионов и внутриклеточную компартментализацию, в частности распад лизосом с выходом лизосомальных ферментов в клетку, что ведет к ее самоперевариванию, разрушению клеточной оболочки и митохондрий, к гемолизу, торможению клеточного деления [11] и гемопоэза, расщепляют дезоксирибонуклеопротеиды, аминокислоты, АТФ и витамины, способствуют накоплению биологически инертных полимеров [17, 18] и гибели одноклеточных и многоклеточных организмов [61].
В клетках и тканях организма реализуются различные пути защиты от токсического воздействия перекисей липидов, включающие как системы дезактивации кислорода (супероксидоксидазу) и ингибирования процессов свободно-радикального превращения липидов (антиоксиданты), так и разрушение уже образовавшихся липопепеки- ссй с помощью глутатион-пероксидазы, редуктазы, каталазы, пероксидазы [22] до стабильных продуктов и их вовлечение в клеточный метаболизм.
Перекисное окисление липидов и атеросклероз. Впервые Глевинд обнаружил перекиси липидов в атеросклеротически измененных сосудах человека, причем их концентрация коррелировала с распространенностью поражения [60]. Фукузуми определил в аорте человека продукты окисления ненасыщенных жирных кислот [59].
Установлено угнетение активности глутатипипероксидазы и супероксиддисмутазы у больных атеросклерозом в крови и аорте [33], что свидетельствует о снижении ферментативной утилизации синглетного кислорода и гипероксидов.
Нарушение липидного обмена при атеросклерозе характеризуется наряду с изменением состава липидов усилением их перекисного окисления и снижением антиоксидантной активности [22]. Имеются данные о важной роли активизации перекисного окисления в развитии ишемических повреждений сердца [10, 36]. Активизация перекисного окисления и разрушение липидного бислоя мембран сердечной мышцы реализуются у человека при остром инфаркте миокарда [28, 34, 46].
У больных ишемической болезнью мозга атеросклеротического происхождения наблюдалось снижение каталазного индекса крови, что способствует накоплению в крови перекисей липидов [12].
Обратная зависимость между} содержанием продуктов перекисного окисления и уровнем антпокислительной активности липидов — показателем защитных сил организма — обосновывает применение антиоксидантов в профилактике и терапии атеросклероза.
Перекисное окисление липидов и воспаление. Современные представления о развитии и исходах воспалительных реакций в организме основываются на ведущей роли мембранодеструктивных процессов [1]. Наиболее существенная роль в механизмах мембранодеструкции принадлежит процессам свободно-радикального окисления липидов клеточных мембран [15 а, 38].
Активизация перекисного окисления липидов является фактором, способствующим лабилизации лизосом, деградации омертвевших клеточных структур, очищению очага деструкции от некротизированных тканей. Чрезмерное образование перекисей способствует распространению зоны некроза [16]. Фагоциты — источник активных форм кислорода [53, 64]. Эти клетки восстанавливают кислород до супероксида и высвобождают супероксид и перекись водорода в окружающую среду. Возможно, что перекиси липидов вовлекаются в воспаление как медиаторы [53].
Имеются данные о противовоспалительной активности антиоксидантов — токоферола, пропилгаллата, хелатора железа о-фенантролияа и ингибитора липоксигеназы и циклооксигеназы — фенидона [53]. Отмечен благоприятный эффект лечения ран местным применением антиоксидантов [55].
Перекисное окисление липидов и заболевания легких. Воспалительный процесс в легких сопровождается активизацией свободно-радикального окисления [5, 13, 19, 32, 45]. Стимуляция процессов перекисного окисления липидов у больных острой пневмонией обусловлена, вероятно, с одной стороны, комплексом факторов, одним из которых следует считать развитие первичной и вторичной гипоксии, и с другой — резким снижением в организме пула антиоксидантов. Поэтому у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких целесообразна антиоксидантная терапия [30].
При бронхиальной астме у больных в крови увеличено содержание перекисей липидов, количество которых коррелирует с тяжестью состояния. Содержание токоферола и фосфолипидов у больных ниже, чем в норме. В первые два года заболевания уровень токоферола и активной супероксид дисмутазы в крови, как правило, высоки, затем наступает фаза истощения антирадикальной зашиты [1]. В приступном периоде при среднетяжелом течении бронхиальной астмы у детей в сыворотке крови увеличивается содержание продуктов перекисного окисления липидов, что не всегда наблюдается при тяжелой форме течения и статусе [42].
Свободно-радикальные процессы в легких значительно усиливаются при пневмокониозе, что сопровождается снижением антиокислительной активности липидов легких и крови [8]. Отмечен благоприятный эффект лечения а-токоферолом хронической пневмонии в комплексе с другими средствами у больных пневмокониозами [25].
Перекисное окисление липидов и заболевания желудочно-кишечного тракта. Имеются данные об активизации перекисного окисления липидов в развитии язвенного повреждения слизистой оболочки желудка [31, 35], которое связано с депрессией антиоксидантных систем, в частности с уменьшением содержания SH-групп. Улучшение заживления язвы наблюдалось при лечении больных токоферолом, метионином и аскорбиновой кислотой [31].
При острой печеночной недостаточности в эксперименте показано увеличение количества перекисей, а на поздних сроках — возвращение к исходным показателям. Отмечен благоприятный эффект ингибиторов свободно-радикальных процессов при экспериментальной механической желтухе. При холециститах в печени больных нарушаются процессы перекисного окисления липидов, выраженность этих расстройств зависит от тяжести заболевания [48]. Активизация перекисного окисления констатирована при экспериментальном панкреатите [24].
Современные подходы к лечению заболеваний печени должны включать поиски веществ — стабилизаторов 'мембран среди соединений, обладающих антиоксидантными свойствами [9].
Перекисное окисление липидов и действие токсических и физических факторов. Четыреххлористый углерод метаболизируется ферментами, локализованными в эндоплазматическом ретикулуме гепатоцитов, приводя к образованию высокотоксичных продуктов [67, 68]. Перекисное окисление липидов печени стимулируется при введении четыреххлористого углерода как in vivo [54], так и in vitro [55, 66]. При отравлении этим веществом в эксперименте выявлено защитное действие антиоксидантов [65. 66]. Этанол обладает способностью изменять антиоксидантный баланс печени [57]. Антиоксиданты предотвращают свободно-радикальную атаку, вызванную этанолом [62].
Перекисное окисление липидов усиливается после введения оротовой кислоты [70], диэтилнитрозамина [50], ДДТ и бензола [52], гидразина [6].
Антиокислительная активность при облучении ионизирующей радиацией уменьшается [4, 49, 63]. Отмечен защитный эффект антиоксидантов при радиационном облучении [4, 20, 27, 29]. Ультрафиолетовое облучение и солнечный свет вызывают перекисное окисление липидов в липосомальной мембране [64].
Выявлена роль активизации перекисного окисления в повреждении организма под воздействием гипербарической оксигенации [37, 43]. Применение антиоксидантов приводит к снижению свободно-радикальной активности и увеличению выживаемости подопытных животных при гипербарической оксигенации [65, 71]. Использование антиоксидантов улучшает переносимость гипоксии [23, 40].
Отмечено увеличение количества перекисей липидов после ожоговой травмы в эксперименте. Рост липидной пероксидации можно предотвратить или устранить введением антиоксидантов в эксперименте [3, 39, 47] и в клинике [38].
Воздействие низких температур приводит к активизации в организме животных реакций свободно-радикального окисления в тканях печени и легких, при этом увеличивается концентрация природного антиоксиданта токоферола. При длительном воздействии холода концентрация токоферола постепенно увеличивается в тканях легкого и уменьшается в печени [31].
Перекисное окисление липидов и злокачественный рост. Выдвинута свободно-радикальная гипотеза канцерогенеза, согласно которой из канцерогенных агентов или при их действии на биохимические компоненты клеток образуются свободные радикалы, инициирующие процессы малигнизации [21, 26, 61]. В стадии предрака отмечается увеличение количества свободных радикалов [51]. Суммарная ингибирующая активность опухолевой ткани растет с увеличением веса опухоли, в то время как ингибирующая активность тканей печени и селезенки уменьшается. Это связано с миграцией антиокислителей из печени к месту роста опухоли.
На разных стадиях роста опухоли следует использовать препараты, характер влияния которых неодинаков. Наиболее эффективным является их введение в тот промежуток времени, когда антиокислительная активность опухоли находится на пониженном уровне, а органов опухоленосителя — на повышенном [7, 41].
Выдвинуто предположение, что распространенность опухоли желудка в Исландии [58] и Японии [69] может быть связана с большим потреблением полиненасыщенных жирных кислот.
Важными являются, на наш взгляд, исследования коррекции нарушений перекисного окисления в лечении как острых, так и хронических патологических процессов.
Об авторах
И. Г. Салихов
Казанский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт имени С. В. Курашова
Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com
Россия
К. Н. Агишева
Казанский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт имени С. В. Курашова
Email: info@eco-vector.com
Россия
Список литературы
- Аватуни В. Г., Карагезян К. Г., Сафарян М. Д. Тер. арх., 1980, 2 96.
- Авцин А. П., Шахламов А. А. Ультраструктурные основы патологии клетки. М., Медицина, 1979.
- Агаджанов М. И., Овакимян О. О., Мхитарян В. Г. и др. Укр. биохим. журн., 1979, 1, 23.
- Алесенко А. В., Бурлакова Е. Б., Дзюба H. М. Радиобиология, 1966, 5, 718.
- Ананенко А. А., Вельтищев Ю. Е. В кн.: Метаболизм легких при неспецифических заболеваниях органов дыхания. Л., 1979.
- Антипов Н. Г. В кн.: Биоантиокислители, 1975, т. 52.
- Баглей Ю. А., Юрковская T. Н., Сидорин Е. П. Онкология, 1973, 2, 33.
- Белецкий В. С. Гиг. труда, 1974, 11, 47.
- Блюгер А. Ф., Майоре А. Я. Изв. АН Латв. ССР, 1979, 11, 37.
- Бурлакова Е. Б. Кардиология, 1980, 8, 48.
- Бурлакова Е. Б., Алесенко А. В., Молочкина E. М. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. М., 1975.
- Весельский И. Ш., Гуркина К. И. Врач. дело, 1979, 11, 37.
- Виноградов А. Ф., Крылов В. И., Жмуров В. А. Педиатрия, 1978, 11, 82.
- Владимиров Ю. А., Арчаков А. И. Перекисное окисление липидов в биологических, мембранах. М.. Наука, 1972.
- Владимиров Ю, А., Оленов В. И., Суслова Т. Б. а) Биофизика, 1975, 5, 56; б) В кн.: Итоги науки и техники. Биофизика, 5. Молекулярная патология мембранных структур. 1975.
- Волкова Л. П., Бондаренко М. И., Северин Н. Ф. Врач. дело, 1981. 12, 35.
- Воскресенский О Н., Левицкий А. П. Вопр. мед. химии, 1970, 6, 563.
- Девяткина Т. А. Влияние антиоксидантов (ионола и селенита натрия) на развитие экспериментального атеросклероза. Автореф. канд. дисс. Полтава, 1978.
- Журавлев А. И., Журавлева А. И. Сверхслабое свечение сыворотки крови и его значение в комплексной диагностике. М., 1975.
- Иванов И. И., Mеозляк M. Н., Тарусов Б. Н. Биоантиокислители, 1975, 52. 30.
- Каган В. Е., Котелевцева С. В., Козлов Ю. П. ДАН, 1973, 3, 733.
- Калмыкова В. И., Кременецкая Л. Е. Арх. патол., 1981, 3, 94.
- Каплин Е. Я., Огнезиев В. В. В кн.: Проблемы космической медицины. М., 1968.
- Карагезян К. Г., Овсенян Л. М. Дадаян М. А. и др. Вопр. мед. химии, 1978, 1. 73,
- Ковальчук А. А., Белецкий В. С., Соцкая Г. Н. и др. Тер. арх., 1981, 5, 113.
- Коган А. X., Кулицкая В. Пат. Физиол., 1977, 2, 63,
- Кожокару А. Ф., Заславский Ю. А., Акоев Н. Г. и др. Радиобиология, 1980, 6. 902.
- Козлов Ю. П. Биоантиокислители. М., 1975, 5, 14.
- Кольтовер В. К., Кутлахмедов Ю. А., Афанасьева Е. Л. ДАН. 1980, 3, 760.
- Куликов В. Ю., Казначеев В. П. Колесникова Л. И. и др. В кн.: Свободно-радикальное окисление липидов в норме и патологии. М., 1976.
- Куликов В. Ю., Ермолаева В. В., Мамонтова Л. В. и др. В кн.: Клинические и экспериментальные аспекты общей патологии. Новосибирск, 1980.
- Ланкин В. 3. В кн.: Биохимия липидов и их роль в обмене веществ. М., 1981.
- Ланкин В. 3., Вихерт А. М., Косых В. А. и др. Бюлл. экспер. биол., 1982, 8, 48.
- Лукьянова Л. О., Кудрин А. Н., Коган А. X. Фармакол. и токсикол., 1982, 1, 32.
- Меерсон Ф. 3., Павлова В. М., Коробейникова Э. Н. Вопр. мед. химии, 1980, 6, 823.
- Меерсон Ф. 3., Архипенко Ю. В. и др. Кардиология. 1981. 12, 55.
- Меерсон Ф. 3., Каган В. Е., Козлов Ю. П. Там же, 1982, 2, 81.
- Мохнаткина H. С., Крылов В. И. Тер. арх., 1983, 3, 37.
- Мхитарян В. Г., Агаджанов М. И., Мелик-Агаева Е. А. Журн. эксп. клин. мед., 1975, 1, 3.
- Осинская Л. Ф. Митохондриальные и микросомальные системы продукции и детоксикации перекисей липидов в норме, при гипоксии и применении антиоксидантов. Автореф. канд. дисс. Минск, 1980.— 41. Пальмина H. М., Гаинцева В. Д., Сезина Н. П. Вопр. онкол., 1980, 1, 80.
- Партыгин Л. И. Педиатрия, 1980, 2, 56.
- Пирузян Л. А., Каплан Е. В., Максимова И. А. и др. Изд. АН СССР, серия биол., 1970, 1, 93.
- Спиричев В. Б. Вопр. питания, 1974, 3, 9.
- Стригин В. М., Трубников Г. Н., Попова Л. В. Тер. арх., 1983, 3, 77.
- Тимербулатов Р. И., Селезнев Е. И. Лабор. дело, 1981, 4, 209.
- Шепелев А. Г. Вопр. мед. химии, 1976, 1, 47.
- Шилина Н. К., Чернавина Г. В. Там же, 1980, 2, 150.
- Шишкина Л. Н., Пальмина Л. П., Бурлакова Е. Б. Радиобиология, 1976, 2, 230.
- Шуликовская T. С., Аршинов Б. Ю., Пахомов В. Ю. и др. ДАН, 1980, 1, 242.
- Эмануель H. М., Саприн А. Н., Шуляковская T. С. и др. Там же, 1973, 6, 1449.
- Эмануель H. М., Шуляковская T. С., Кондратьева В. А. Там же, 1973, 5, 1213.
- Вragt P., Вansberg J., Вonta I. Inflammation, 1980, 4, 3.
- Gomporti М. Boll. Soc. Ital. Biol. Sper., 1965, 41, 222.
- Comport! M., Saccoci C., Dianz'ani M. Enzymologia, 1965, 29, 185.
- Dianzani M., Saccino F., Comporti M.— In: Biochemical Pathology, Baltimore, 1965.
- Di Luzio M. Fed. Amer. Soc. Exp. Biol., 1973, 32, 1875,
- Dung al E. J. A. M. A., 1961, 178, 789.
- Fukuzumi K. Fette, Seifen, Austrichmittel, 1969, 11, 953,
- Glavindv J., Martman S„ Clemmesen J. Acta Pathol. Microbiol., 1952, 30, 1,
- Harman D. J. Gerontol., 1961, 16, 247.
- Hartman A., Di Luzio N. Proc. Soc. Exper. Biol. Med., 1968,127, 270.
- Кonings A., Oosterloo S. Radiation Res., 1980, 81, 2.
- Mandai T., Chatterice S. Ibid, 1980, 83, 2.
- McLean A. Brito. I. Exper. Pathol., 1967, 48, 632
- Recknagel R., Ghosh al A. Nature, 1966, 210, 5041.
- Slater T. Ibid., 1966, 209, 36,
- Smuclör E. Lab. Invest., 1966, 15, 137.
- Tokeda K. Gann (Tokyo), 1955, 46, 1.
- Torrielli E., Ugazio G. Life Sei., 1970, 9, 1.
- Wood J., Watson W. Canadian J. Physiol. Pharmacol., 1967, 45, 752.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)