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.