Химические свойства липидов: гидролиз, гидрогенизация, окисление.
Гидролиз протекает как в кислой, так и в щелочной среде. Гидролиз в кислой среде обратим, катализируется в присутствии кислот
Гидролиз в щелочной среде необратим, получил название "омыление" т.к. в результате гидролиза образуются соли высших жирных карбоновых кислот – мыла Натриевые соли - твердые мыла, а калиевые соли - жидкие мыла
Схема гидролиза in vivo при участии ферментов липаз:
Реакции присоединения протекают по двойным связям остатков ненасыщенных ВЖК. Гидрирование (гидрогенизация) протекает в каталитических условиях, при этом жидкие масла превращаются в твердые жиры.
Схема:
Маргарин - гидрогенизированное растительное масло, с добавлением веществ, придающих маргарину запах и вкус
Реакции окисления протекают с участием двойных связей
Окисление кислородом воздуха сопровождается гидролизом триацилглицеринов и приводит к образованию глицерина и различных низкомолекулярных кислот, в частности масляной , а также альдегидов. Процесс окисления жиров на воздухе носит название "прогоркание"
Прогоркание жиров как модель пероксидного окисления ненасыщенных жирных кислот в клеточных мембранах и биологическая роль. Роль пероксидного окисления липидов мембран в реализации повреждающего действия факторов окружающей среды. Понятие о системах антиоксидантной защиты.
Пероксидное окисление липидов - реакция, происходящая в клеточных мембранах, является основной причиной повреждения клеточных мембран. При перекисном окислении липидов (ПОЛ) затрагиваются атомы углерода, соседние с двойной связью
Реакция ПОЛ протекает по свободно-радикальному цепному механизму. Процесс образования гидроперекисей является гомолитическим и поэтому инициируется γ-излучением. В организме инициируются НО· или НО2·, которые образуются при окислении Fe2+ в водной среде кислородом
ПОЛ - нормальный физиологический процесс. Превышение нормы ПОЛ - показатель патологических процессов, связанных с активацией гомолитических превращений
С помощью процессов ПОЛ объясняют старение организма, мутагенез, канцерогенез, лучевую болезнь
Процесс β-окисления энергетически выгодный процесс
В результате β-окисления за один цикл образуется 5 молекул АТФ
Ферментативные компоненты антиоксидантной системы:
1) каталаза — геминовый фермент, содержащий Fe:3+, катализирует реакцию разрушения перекиси водорода. При этом образуются вода и молекулярный кислород: 2Н2О2 ——> H2O + O2. Большое количество каталазы содержится в эритроцитах для защиты гема гемоглобина от окисления;
2) супероксиддисмутаза (СОД ) катализирует реакцию обезвреживания двух молекул супероксиданиона, превращая одну из них в молекулярный кислород, а другую — в перекись водорода (менее сильный окислитель, чем супероксиданион): О2. + О2.+ 2Н^+ ——> H2O2 + O2. Работает в паре с каталазой и содержится во всех тканях;
3) пероксидаза (глутатионпероксидаза) — геминовый фермент, восстанавливает перекись водорода до воды, но при этом обязательно идет окисление другого вещества — восстановителя. В организме человека это глутатион — трипептид: g-глутамил-цистеил-глицин. SH-группа цистеина, входящего в состав глутатиона, может отдавать всего 1 атом водорода, а для пероксидазной реакции необходимы 2 атома. Поэтому молекулы глутатиона работают парами. Реакция: 2Н2О2 + 2Г-SH ——> H2O + Г-S-S-Г, где Г-SH — глутатион, -S-S- дисульфидный мостик.