Липидтердің тотығу процесі және (фосфо)липидтік пероксидтердің түзілуі
Lipid peroxidation
Майлардың тотығуын, еркін радикалдардың жасуша мембраналарына әсерін, және осы процестің аурулар мен тағамның бұзылуына қатысын біліңіз. Lipid peroxides туралы толық ақпарат!
Reaction(s) leading to production of (phospho)lipid peroxides
Липидтік пероксидация, немесе липидтік тотығу – липидтердің тотығу арқылы ыдырауына алып келетін күрделі химиялық процесс, нәтижесінде пероксидтер мен гидропероксидтер түзіледі. Бұл процесс бос радикалдардың, әсіресе реактивті оттегі түрлерінің (РОС) жасуша мембраналарындағы липидтермен, әдетте көміртек-көміртек екі байланысы бар полиқанықпаған май қышқылдарымен (PUFA) өзара әрекеттесуі кезінде жүзеге асады. Бұл реакция липидтік радикалдардың пайда болуына әкеледі, олар жиынтығында липидтік пероксидтер немесе липидтік тотығу өнімдері (LOP) деп аталады, және олар өз кезегінде басқа тотықтырғыш заттармен реакцияға түсіп, тотығу стресі мен жасушаларға зақым келтіретін тізбекті реакцияны тудырады. Патология мен медицинада липидтік пероксидация жасушалардың зақымдануына қатысады, бұл түрлі аурулар мен жағдайлардың, соның ішінде қартаюдың патогенезінде кеңінен қатысты. Ал тағам ғылымында липидтік пероксидация – бұл майдың бұзылуына (қызартуға) алып келетін көптеген жолдардың бірі.
Lipid peroxidation, or lipid oxidation, is a complex chemical process that leads to oxidative degradation of lipids, resulting in the formation of peroxide and hydroperoxide derivatives. It occurs when free radicals, specifically reactive oxygen species (ROS), interact with lipids within cell membranes, typically polyunsaturated fatty acids (PUFAs) as they have carbon–carbon double bonds. This reaction leads to the formation of lipid radicals, collectively referred to as lipid peroxides or lipid oxidation products (LOPs), which in turn react with other oxidizing agents, leading to a chain reaction that results in oxidative stress and cell damage. In pathology and medicine, lipid peroxidation plays a role in cell damage which has broadly been implicated in the pathogenesis of various diseases and disease states, including ageing, whereas in food science lipid peroxidation is one of many pathways to rancidity.
Реакция механизмі
Липидтердің пероксидтелуінің химиялық реакциясы үш фазадан тұрады: басталу, таралу және тоқтату. Липидтік гидропероксил радикалы (LOO•) жаңа радикалдардың пайда болуына себеп болатын әртүрлі реакцияларға түсуі мүмкін. Қосымша липид радикалы (L•) тізбекті реакцияны жалғастырады, ал липидтік гидропероксид (LOOH) – негізгі түпкі өнім болып табылады. Тоқтату кезеңі химиялық реакцияның өзінде де, оның қашан болатынында да өзгерістер болуы мүмкін. Сонымен қатар, супероксид дисмутаза, каталаза және пероксидаза сияқты ферменттер сутек пероксидінің мөлшерін азайту арқылы тотығу процесіне үлес қосады, ал сутек пероксиді гидроксил радикалының (OH•) кең таралған алдынғы катализаторы болып табылады. Мысалы, Е витамині липидтік гидропероксил радикалына (LOO•) сутек атомын беріп, Е витамині радикалын құрайды, ол басқа липидтік гидропероксил радикалымен (LOO•) реакцияласып, радикал емес өнімдерді жасайды. Сонымен қатар, липидтердің пероксидтелуінің түпкі өнімдері мутагенді және канцерогенді болуы мүмкін. Липидтік гидропероксидтердің жануарларға зиянды әсері глютатион пероксидаза 4 (GPX4) генін жойылған тышқандардың өлімге әкелетін фенотипімен жақсы көрсетілген. Бұл жануарлар эмбриондық күнінің 8-інен кейін тірі қалмайды, яғни липидтік гидропероксидтерді жою сүтқоректілердің тіршілігі үшін өте маңызды екенін көрсетеді. Алайда, диеталық липид пероксидтерінің сіңірілуі және ауруларға әсер етуі әлі анық емес, себебі сау адам организмі мұндай қауіптерге қарсы қорғаныс механизмдерімен жабдықталған.
The chemical reaction of lipid peroxidation consists of three phases: initiation, propagation, and termination. The lipid hydroperoxyl radical (|LOO•) can also undergo a variety of reactions to produce new radicals. The additional lipid radical (|L•) continues the chain reaction, whilst the lipid hydroperoxide (LOOH) is the primary end product. The termination step can vary, in both its actual chemical reaction and when it will occur. Additionally, enzymes including superoxide dismutase, catalase, and peroxidase contribute to the oxidation response by reducing the presence of hydrogen peroxide, which is a prevalent precursor of the hydroxyl radical (|OH•). As an example, vitamin E can donate a hydrogen atom to the lipid hydroperoxyl radical (|LOO•) to form a vitamin E radical, which further reacts with another lipid hydroperoxyl radical (|LOO•) forming non radical products. In addition, end products of lipid peroxidation may be mutagenic and carcinogenic. The toxicity of lipid hydroperoxides to animals is best illustrated by the lethal phenotype of glutathione peroxidase 4 (GPX4) knockout mice. These animals do not survive past embryonic day 8, indicating that the removal of lipid hydroperoxides is essential for mammalian life. On the other hand, it's unclear whether dietary lipid peroxides are bioavailable and play a role in disease, as a healthy human body has protective mechanisms in place against such hazards.
Сынақтар
Липидтердің пероксидациясының соңғы өнімдерін, атап айтқанда, малондиалдегидті (MDA) сандық бағалау үшін белгілі бір диагностикалық тесттер бар. Ең көп қолданылатын тест – TBARS (тиобарбитур қышқылымен реакцияға түсетін заттарды анықтау) сынағы. Тиобарбитур қышқылы малондиалдегидпен реакцияласып, флуоресцентті өнім түзеді. Дегенмен, малондиалдегидтің басқа да көздері бар, сондықтан бұл тест липидтердің пероксидациясына толыққанды ерекшелене бермейді.
Certain diagnostic tests are available for the quantification of the end products of lipid peroxidation, to be specific, malondialdehyde (MDA). The most commonly used test is called a TBARS Assay (thiobarbituric acid reactive substances assay). Thiobarbituric acid reacts with malondialdehyde to yield a fluorescent product. However, there are other sources of malondialdehyde, so this test is not completely specific for lipid peroxidation.