Механизмы нарушения барьерной функции
БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН
Задание на дом: повторить строение и функции мембраны и, особенно, ее липидного бислоя (стр. 30-32).
Нарушение целостности липидного слоя приводит к нарушению барьерной функции мембран. В основе лежит явление электрического пробоя мембран.
К электрическому пробою мембран приводят всего 4 (четыре) основных механизма:
1) перекисное окисление липидов;
2) действие мембранных фосфолипаз;
3) механическое (осмотическое) растяжение мембран;
4) адсорбция на бислое полиэлектролитов, включая некоторые белки и пептиды.
ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ.
Реакции ПОЛ инициируются так называемыми «свободными радикалами». Свободные радикалы — это атомарные группы, которые имеют на внешней орбите неспаренный электрон. Такие атомарные группы очень реактогенны, т.к. стремятся восстановить свое электрическое равновесие. Стремясь к электронейтральности, свободные радикалы активно захватывают электроны у соседних молекул. При этом пострадавшие молекулы сами лишаются электрической стабильности и меняют свои свойства.
К свободным радикалам относятся: 1) супероксидный анион-радикал О2; 2) гидроксильный радикал ОН-; З) перекись водорода. Общее название всех перечисленных соединений — активные формы кислорода. Они образуются в фагоцитах, к которым относятся тканевые макрофаги, моноциты, гранулоциты.
Активные формы кислорода повреждают здоровые клетки. В организме существуют системы защиты: 1) ферменты супероксиддисмутаза (СОД) и каталаза— обезвреживает супероксидный анион-радикал. На первом этапе под влияниемСОД супероксидный анион-радикал присоединяют молекулу кислорода и два атома водорода. Образуется перекись водорода и молекулярный кислород. На втором этапе перекись водорода под влиянием каталазы переводится в воду и молекулярный кислород; 2) фермент миелопероксидаза (МП) — катализирует обезвреживание перекиси водорода. Для этого переводит перекись водорода в гипохлорит с образованием воды.
В условиях патологии система защиты может быть повреждена. Тогда супероксидный анион-радикал и перекись водорода вступает в альтернативные реакции: 1) сначала супероксидный анион радикал реагирует с трехвалентным железом и образуется двухвалентное железо и молекулярный кислород:
2) затем двухвалентное железо реагирует с перекисью водорода и образуется железо трехвалентное и гидрооксильный радикал.
Именно образование гидрооксильного радикала в случае несрабатывания системы защиты приводит к запуску перекисного окисления липидов и повреждению липидного слоя мембран.