Lipidperoxidation

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Mechanismus der Lipidperoxidation. R steht für den unverzweigten Alkylrest der Fettsäure.

Unter Lipidperoxidation versteht man die oxidative Degradation von Lipiden. Bei diesem Prozess "stehlen" freie Radikale Elektronen von Lipiden in der Zellmembran und verursachen so eine Kettenreaktion, die zur Zellschädigung führt. Über Lipidperoxidation kommt es bei Low-Density Lipoprotein (einem Lipoprotein, das Lipide im Blut transportiert) zu oxidativen Modifikationen, die über die Entstehung von Schaumzellen zu Arteriosklerose führen.[1] Die Lipidperoxidation ist außerdem verantwortlich für das Verderben von tierischen und pflanzlichen Ölen und Fetten ("ranzig werden"). Meistens sind mehrfach ungesättigte Fettsäuren betroffen, da diese zahlreiche Doppelbindungen beinhalten, zwischen denen sich besonders reaktive Methylengruppen befinden.

Startreaktion (Initation)[Bearbeiten]

Durch Reaktion einer Fettsäure (LH) mit einem freien Radikal entsteht ein reaktives Fettsäure-Radikal (L*), an das im nächsten Schritt der radikalischen Substitution O2 addiert und ein Lipidperoxyl-Radikal (LOO*) generiert, welches dann zu eine Kettenreaktion führt. In biologischen Systemen gibt es zahlreiche Initiatoren – häufig sind es reaktive Sauerstoffspezies. Enzyme wie Lipoxygenasen, Peroxidasen mit H2O2, Myeloperoxidase mit H2O2/Cl oder Hämoglobin mit H2O2 sowie Makrophagen können Radikale generieren, die Lipidperoxidation auslösen.[2]

Folgereaktion (Prolongation)[Bearbeiten]

Das entstandene Fettsäure-Peroxylradikal kann nun seine Radikal-Funktion durch Wasserstoffabstraktion auf andere ungesättigte Fettsäuren übertragen, die wiederum O2 addieren und so die Kettenreaktion in Gang halten oder mit einem Molekül mit antioxidativen Eigenschaften (z. B. α-Tocopherol oder γ-Tocopherol) reagieren. Im letzteren Fall wird die Kettenreaktion unterbrochen. Die Radikalkettenreaktion kommt zumeist erst dann voll in Gang, sobald alle Antioxidantien vollständig verbraucht sind (lag time).

Abbruchreaktion (Termination)[Bearbeiten]

Die Kettenreaktion wird erst dann unterbrochen, wenn:

  1. durch Reaktion zweier Radikale ein stabiles Nicht-Radikal entsteht.
  2. die ungesättigten Fettsäuren verbraucht sind.
  3. Antioxidation alle Radikale abfangen.

Es gibt zahlreiche natürliche fettlösliche Antioxidantien. So sind im menschlichen Low Density Lipoprotein im Durchschnitt pro Partikel 7 Moleküle α-Tocopherol vorhanden,[3] die ein vollständiges Ausoxidieren von biologischen Einheiten in lebenden Organismen verhindern.

Literatur[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. H.Esterbauer, S.P. Gieseg, A.Giessauf, O.Ziouzenkova, P.Ramos S.11-26 in "Free Radicals Lipoprotein Oxidation and Atherosclerosis-Biological and Clinical Aspects" Eds. G.Bellomo, G. Finardi, E.Maggi, C. Rice-Evans; Richelieu Press 1995 ISBN 0 903840 10 3
  2. H.Esterbauer, S.P. Gieseg, A.Giessauf, O.Ziouzenkova, P.Ramos S.13 in "Free Radicals Lipoprotein Oxidation and Atherosclerosis-Biological and Clinical Aspects" Eds. G.Bellomo, G. Finardi, E.Maggi, C. Rice-Evans; Richelieu Press 1995 ISBN 0 903840 10 3
  3. Esterbauer H., Gebicki, J., Puhl H., Jürgens G. Free Rad. Biol. Med. 13 (1992), S. 341-390. (Englisch)