Lipidperoxidation

Lipidperoxidation ist ein Stoffwechselprozess, der eine oxidative Verschlechterung von Lipiden durch reaktive Sauerstoffspezies verursacht. Dieser Prozess kann die Lipide innerhalb der Zellmembran abbauen, was zu Zellschäden und schließlich zum Zelltod führt.

Kredit: Pavel Chagochkin/.com

Oxidative Verschlechterung wird durch hochreaktive freie Radikale verursacht. Eine Kettenreaktion des freien Radikals tritt während der Lipidperoxidation auf, da, sobald ein freies Radikal produziert wird, es mit einer anderen stabilen Spezies reagieren kann, um ein anderes freies Radikal zu produzieren. Die Produkte der Lipidperoxidation sind nützliche Indikatoren für oxidativen Stress in Geweben und wurden mit dem Fortschreiten von Krebs in Verbindung gebracht.

Mechanismus der Lipidperoxidation

Der Lipidperoxidationsprozess besteht aus drei Schritten, die eine Kettenreaktion mit freien Radikalen bilden:

1. Initiierung
2. Ausbreitung
3. Beendigung

Der Initiierungsschritt beinhaltet die Erzeugung eines Fettsäureradikals, wenn sich eine reaktive Sauerstoffspezies wie ein Hydroxylradikal mit einem Wasserstoffatom verbindet, um Wasser und ein Fettsäureradikal zu bilden. Das instabile Fettsäurerest reagiert im Ausbreitungsschritt schnell mit molekularem Sauerstoff unter Bildung eines Peroxylfettsäurerestes.

Dieses instabile Radikal reagiert weiter mit einer freien Fettsäure unter Bildung von Wasserstoffperoxid oder cyclischem Peroxid und einem anderen Fettsäurerest. Die Kettenreaktion von Radikalreaktionen setzt sich fort, bis durch Kombination zweier freier Radikale im Abbruchschritt eine nichtradikalische Spezies gebildet wird. Die Reaktionen freier Radikale können auch durch antioxidative Moleküle innerhalb eines Organismus gestoppt werden. Sie können sich an die freien Radikale binden und die Lipidperoxidation verhindern, oft in Form von fettlöslichen Vitaminen.

Produkte der Lipidperoxidation

Die Lipidperoxidation bildet eine Reihe von Oxidationsprodukten, einschließlich Lipidhydroperoxiden (LOOH) und Aldehyden wie Malondialdehyd (MDA) und 4-Hydroxynonenal (4-HNE). LOOH sind die Primärprodukte der Lipidperoxidation, die im Vermehrungsschritt erzeugt werden. Nach der Bildung kann LOOH reduziert werden, was zu einer Hemmung der peroxidativen Schädigung oder peroxidativen Schadensinduktion führt.

Zwei Elektronenreduktionen verursachen eine Hydroperoxidzersetzung, die peroxidative Schäden hemmt, während eine Elektronenreduktion neue Lipidhydroperoxide induziert, indem sie zu den Initiierungs- und Vermehrungsschritten beiträgt. Studien haben gezeigt, dass LOOH im Serum als Indikator für oxidativen Stress in Geweben verwendet werden kann.

MDA ist das mutagenste Produkt der Lipidperoxidation und wird häufig als Biomarker für den oxidativen Abbau von Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren verwendet. Der Thiobarbitursäure (TBA) -Test verwendet die Reaktivität von TBA gegenüber MDA, um den autoxidativen Abbau in Speisefetten und -ölen zu messen.

4-HNE ist das giftigste Sekundärprodukt der Lipidperoxidation und spielt eine doppelte Rolle als schützendes Signalmolekül während der Genexpression und als zytotoxischer Promotor pathologischer Signalwege.

Kredit: Sakurra/.com

Lipidperoxidation bei Krebsprogression und -therapie

Krebszellen weisen erhöhte Konzentrationen reaktiver Sauerstoffspezies auf, was auf einen Zusammenhang zwischen oxidativen Schäden und abnormalem Zellwachstum hinweist. Die Menge an Lipidperoxidation variiert innerhalb von Krebszellen, wobei je nach Tumorursprung unterschiedliche Konzentrationen von 4-HNE gefunden werden können.

Studien haben einen Zusammenhang zwischen der Zugabe von 4-HNE zu Krebszellen und einer Verringerung der Zellproliferation gefunden. Menschliche leukämische Zellen, die normalerweise nicht nachweisbare Mengen an Lipidperoxidation aufweisen, verringern die Zellproliferation stark, wenn sie mit einer niedrigen Konzentration von 4-HNE behandelt werden. Die Hemmung des Krebszellwachstums wurde auch bei anderen Tumortypen, einschließlich Dickdarm- und Brustkrebs, dokumentiert.

Eine andere Studie, die die Reaktion von menschlichen lymphatischen Leukämiezellen und normalen menschlichen peripheren Blutlymphozyten auf 4-HNE verglich, fand eine zytotoxische Wirkung nur in den lymphatischen Leukämiezellen. 4-HNE ist daher ein potenzieller Wirkstoff zur Verbesserung der therapeutischen Ergebnisse von Krebs. Dies könnte durch Anpassungen an intrinsischen oxidativen Stress erreicht werden, die möglicherweise die konventionelle Chemotherapie oder Strahlentherapie verbessern, die derzeit durch die Resistenz einiger Zellen gegen Apoptose begrenzt ist.

Bewertet von P. Surat, PhD

Weiterführende Literatur

• Alle Lipide Inhalt
• Was sind Lipide?
• Lipidbiologische Funktionen
• Lipidstoffwechsel
• Lipidgesundheit und Ernährung

Zitate