Lipidperoxidation
Englisch: lipid peroxidation
Definition
Die Lipidperoxidation ist ein chemischer Prozess, bei dem hochreaktive Radikale Lipide oxidieren. Die daraus entstehenden Fettsäure-Radikale setzen eine Kettenreaktion in Gang, die zu Schäden an der Zellmembran führt.[1]
Mechanismus
Die Lipidperoxidation ist eine radikalische Kettenreaktion und gliedert sich in die drei Schritte Initiation, Propagation (Prolongation) und Termination.
Initiation
Ein Radikal, häufig eine reaktive Sauerstoffspezies (ROS), abstrahiert ein Wasserstoffatom von einer mehrfach ungesättigten Fettsäure. Dadurch entsteht ein reaktives Fettsäure-Radikal (Lipidradikal, L•). Sauerstoff, im Grundzustand ein Diradikal, addiert an das Fettsäure-Radikal, wodurch ein Lipidperoxyl-Radikal (LOO•) entsteht.
Prolongation
Das Lipidperoxyl-Radikal abstrahiert seinerseits ein Wasserstoffatom einer benachbarten Fettsäure, wodurch ein Lipidhydroperoxid (LOOH) und ein neues Fettsäure-Radikal entstehen. Das Fettsäure-Radikal kann eine erneute Reaktion in Gang setzen, wodurch sich die Kettenreaktion fortsetzt.
Termination
Wie alle radikalischen Kettenreaktionen kann diese Reaktion auf zwei Arten enden:
- Rekombination zweier Radikale
- Disproportionierung zweier Radikale
Zudem können auch Antioxidantien (z.B. α-Tocopherol oder Glutathion) mit den Radikalen reagieren und diese so unschädlich machen.[2]
Folgen
Die Lipidperoxidation führt zu strukturellen und funktionellen Schäden an Zellmembranen mit gestörter Membranfluidität und Permeabilität. An Erythrozyten kann sie eine Hämolyse auslösen.[3][4] Tritt die Peroxidation an LDL-Partikeln auf, werden sie von Makrophagen über Scavenger-Rezeptoren aufgenommen, was zur Bildung von Schaumzellen und damit zur Entstehung der Arteriosklerose beiträgt.[5]
Als Endprodukte entstehen reaktive Aldehyde wie Malondialdehyd (MDA) und 4-Hydroxynonenal (4-HNE), die als Biomarker des oxidativen Stresses dienen. Eine eisenabhängige, durch Lipidperoxidation vermittelte Form des regulierten Zelltods ist die Ferroptose.
Quellen
- ↑ Antonio A., Mario F. M., Sandro A.: Lipid Peroxidation: Production, Metabolism, and Signaling Mechanisms of Malondialdehyde and 4-Hydroxy-2-Nonenal Oxidative Medicine and Cellular Longevity Volume 2014
- ↑ Marian V., Dieter L.: The lipid peroxidation process and the role of glutathione The International Journal of Biochemistry & Cell Biology Vol.39, 2007
- ↑ Sudha K, Rao AV, Rao S, Rao A.: Lipid peroxidation, hemolysis and antioxidant enzymes of erythrocytes in stroke Indian Journal of physiology and pharmacology Vol. 48, 2004
- ↑ Singh SV, Rahman Q.: Interrelationship between hemolysis and lipid peroxidation of human erythrocytes induced by silicic acid and silicate dusts Journal of applied toxicology Vol.7, 1987
- ↑ Robert B. Wilson, Paul M. Newberne: Lipid Peroxidation and atherosclerosis CRC Critical Reviews in Food Science and Nutrition Vol.7, 1976