Биофизические основы патологии клетки. Свободные радикалы и болезни человека

Август 8, 2022

Главная
Биология
Биофизические основы патологии клетки. Свободные радикалы и болезни человека

Содержание

2. Перекисное Окисление Липидов
3. Общая схема реакций перекисного окисления липидов
4. Реакции перекисного окисления липидов: обрыв цепи
5. Уравнения реакций цепного окисления липидов
6. Анализ кинетики ПОЛ
7. Уравнения реакций цепного окисления липидов
8. Уравнения реакций цепного окисления липидов
9. Кинетика перекисного окисления липидов БВ – быстрая вспышка; ЛП – латентный период; МВ – медленная вспышка;
10. Упрощение схемы химических реакций Правило 1: Скорость нескольких последовательных реакций равна скорости самой медленной из них
11. Уравнения реакций цепного окисления липидов
12. Скорость нескольких последовательных реакций равна скорости самой медленной из них Пример 1: Вместо двух реакций продолжения
13. Уравнения реакций цепного окисления липидов
14. Уравнения реакций цепного окисления липидов
15. Скорость нескольких параллельных реакций в основном определяется самой быстрой из них Пример 1: Скорость образования радикалов
16. Уравнения реакций цепного окисления липидов
17. Уравнения реакций цепного окисления липидов
18. Пример 4: Вместо четырех реакций обрыва цепи оставим две, идущие в отсутствие ингибитора: Скорость нескольких параллельных
19. Упрощенная схема реакций перекисного окисления липидов из 5 реакций O2 + е- + LH → …
20. Пример 2: Скорость реакции обрыва цепей определяется двумя параллельно идущими реакциями: Fe2+ + L· + H+
21. Уравнения реакций цепного окисления липидов
22. Уравнения реакций цепного окисления липидов
23. Упрощенная схема реакций перекисного окисления липидов из 3 реакций L· + O2 (+ LH) → LOOH
24. Дифференциальные уравнения кинеткики в системе трех реакций
25. Стационарное приближение Боденштейна – Семенова
26. Триггерная функция Fe2+ 1 2 3 4 5 6
27. Триггерная функция Fe2+ При γ = 0 При [Fe2+] > [Fe2+] *, γ γ = kp([Fe2+]*
28. Железо как про- и антиоксидант [Fe2+] > [Fe2+] * γ [Fe2+] γ > 0 Скорость цепного
29. Кинетика перекисного окисления липидов БВ – быстрая вспышка; ЛП – латентный период; МВ – медленная вспышка;
30. Хемилюминесценция при перекисном окислении липидов
31. Общая схема реакций перекисного окисления липидов
32. Уравнения реакций цепного окисления липидов
33. Схема хемилюминометра
34. Современная установка для измерения ХЛ
35. Кинетика перекисного окисления липидов Владимиров, А., Т.Б. Суслова, and В.И. Оленев, Хемилюминесценция, сопряженная с образованием липидных
36. Кинетика перекисного окисления липидов БВ – быстрая вспышка; ЛП – латентный период; МВ – медленная вспышка;
37. Эксперимент для изучения роли кислорода в ПОЛ
38. Хемилюминесценция при ПОЛ, индуцированном ионами Fe2+ Олеиновая кислота -O2 +O2 Митохондрии +O2 -O2
39. Реакции ПОЛ, протекающие в присутствии и в отсутствие О2 Без кислорода: Fe2+ + LOOH ⇒ Fe3+
40. Роль ионов Fe в инициировании ПОЛ
41. Кинетика ХЛ (быстрая вспышка) при различных [Fe2+]
42. Программа для моделирования кинетики KineticAnalyzer Авторы Д.Ю. Измайлов и Ю.А. Владимиров
43. Моделирование кинетики ХЛ
44. Сравнение кинетики ХЛ (медленная вспышка) и ее модели при разных [Fe2+] Измеренные кривые Рассчитанные кривые
45. Измерение длительности латентного периода при различных концентрациях липосом
46. Влияние карнозина на Fe2+-индуцированную ХЛ в липосомах
48. Скачать презентацию

Слайд 2

Перекисное Окисление Липидов

Слайд 3

Общая схема реакций перекисного окисления липидов

Слайд 4

Реакции перекисного окисления липидов: обрыв цепи

Слайд 5

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 6

Анализ кинетики ПОЛ

Слайд 7

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 8

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 9

Кинетика перекисного окисления липидов

БВ – быстрая вспышка; ЛП – латентный

период;
МВ – медленная вспышка; СС – стационарное свечение

Владимиров, А., Т.Б. Суслова, В.И. Оленев, Хемилюминесценция, сопряженная с образованием липидных перекисей в биологических мембранах. П. Роль Fe(2+) в разитии цепного окисления липидов и сверхслабого свечения. Биофизика, 1969. 14: p. 836.

Fe2+

Слайд 10

Упрощение схемы химических реакций
Правило 1: Скорость нескольких последовательных реакций равна скорости

самой медленной из них

Правило 2: Скорость нескольких параллельных реакций в наибольшей мере определяется скоростью самой быстрой из них. Иногда можно пренебречь остальными реакциями при расчетах.

Для упрощения системы химических реакций используют два правила химической кинетики:

Слайд 11

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 12

Скорость нескольких последовательных реакций равна скорости самой медленной из них
Пример 1:

Вместо двух реакций продолжения цепи:
2) O2 + L· → LOO· v2 = k2 [O2]L·]
3) LH + LOO· → L· + LOOH v3 = k3 [LH][LOO·]
Пишем одну:
L· + O2 (+ LH) → LOOH + LOO· v2+3 ≈ v2 [O2][L·]

Пример 2: Вместо двух реакций разветвления цепи:
4) Fe2+ + LOOH → Fe3+ + LO· + OH¯ v4 = k4 [Fe2+] LOOH]
5) LO· + LH → LOH + L· v5 = k5 [LO·][LH]
Пишем одну:
Fe2+ + LOOH (+ LH) → Fe3+ + L· v4+5 ≈ k4 [Fe2+] LOOH]

Примечание:
На кинетику процесса в целом не влияют те продукты, которые не участвуют в дальнейших реакциях. Поэтому на схеме реакций мы можем их не указывать.

Слайд 13

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 14

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 15

Скорость нескольких параллельных реакций в основном определяется самой быстрой из них
Пример

1: Скорость образования радикалов L· определяется двумя параллельно идущими реакциями:
1) LH + HO· → L· + HOH v1 = k1 [LH][HO·]
4) Fe2+ + LOOH → Fe3+ + LO· + OH¯ v4 = k4 [Fe2+] LOOH]

При наличии Fe2+ скорость последней реакции гораздо выше, чем первой (т.к. концентрация HO· обычно бывает очень низкой). Поэтому основная масса радикалов образуется в реакции обрыва цепей:
Fe2+ + LOOH → Fe3+ + LO· + OH¯ v1+4 ≈ k4 [Fe2+] LOOH]

Слайд 16

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 17

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 18

Пример 4: Вместо четырех реакций обрыва цепи оставим две, идущие в

отсутствие ингибитора:

Скорость нескольких параллельных реакций в наибольшей мере определяется скоростью самой быстрой из них.

6) LOO· + LOO· → МП + hν (k6)
9) L· + Fe2+ + H+ → Fe3+ + LH (k9)

Слайд 19

Упрощенная схема реакций перекисного окисления липидов из 5 реакций
O2 + е-

+ LH → … → L· (k0)
L· + O2 (+ LH) → LOOH + L· (k2) Fe2+ + LOOH + LH → Fe3+ + LOH + OH¯ + L· (kp) LOO· + LOO· → L=O + LOH + фотон (k6)
Fe2+ + L· + H+ → Fe3+ + LH (k9)

Слайд 20

Пример 2: Скорость реакции обрыва цепей определяется двумя параллельно идущими реакциями:
Fe2+

+ L· + H+ → Fe3+ + LH (k9) LOO· + LOO· → L=O + LOH + фотон (k6)

При наличии Fe2+ скорость первой реакции гораздо выше, чем второй. Поэтому пока есть Fe2+, основная реакция обрыва цепи – это реакция:

Fe2+ + L· + H+ → Fe3+ + LH (k9)

Скорость нескольких параллельных реакций в основном определяется самой быстрой из них

Слайд 21

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 22

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 23

Упрощенная схема реакций перекисного окисления липидов из 3 реакций
L· + O2

(+ LH) → LOOH + L· (k2) Fe2+ + LOOH + LH → Fe3+ + LOH + OH¯ + L· (kp) Fe2+ + L· + H+ → Fe3+ + LH (k9)

Если считать, что образование радикалов идет , в основном, за счет реакции с ионами Fe2+, то можно удалить и реакцию (0). Тогда получим:

Слайд 24

Дифференциальные уравнения кинеткики в системе трех реакций

Слайд 25

Стационарное приближение Боденштейна – Семенова

Слайд 26

Триггерная функция Fe2+
1
2
3
4
5
6

Слайд 27

Триггерная функция Fe2+
При γ = 0
При [Fe2+] > [Fe2+] *, γ

< 0

γ = kp([Fe2+]* – [Fe2+])

При [Fe2+] < [Fe2+] *, γ > 0

Слайд 28

Железо как про- и антиоксидант
[Fe2+] > [Fe2+] *
γ < 0
[Fe2+] <

[Fe2+] *

γ > 0

Скорость цепного окисления

Слайд 29

Кинетика перекисного окисления липидов

БВ – быстрая вспышка; ЛП – латентный

период;
МВ – медленная вспышка; СС – стационарное свечение

Fe2+

Слайд 30

Хемилюминесценция при перекисном окислении липидов

Слайд 31

Общая схема реакций перекисного окисления липидов

Слайд 32

Уравнения реакций цепного окисления липидов

Слайд 33

Схема хемилюминометра

Слайд 34

Современная установка для измерения ХЛ

Слайд 35

Кинетика перекисного окисления липидов
Владимиров, А., Т.Б. Суслова, and В.И. Оленев, Хемилюминесценция,

сопряженная с образованием липидных перекисей в биологических мембранах. П. Роль Fe(2+) в разитии цепного окисления липидов и сверхслабого свечения. Биофизика, 1969. 14: p. 836-845

Слайд 36

Кинетика перекисного окисления липидов

БВ – быстрая вспышка; ЛП – латентный

период;
МВ – медленная вспышка; СС – стационарное свечение

Слайд 37

Эксперимент для изучения роли кислорода в ПОЛ

Слайд 38

Хемилюминесценция при ПОЛ, индуцированном ионами Fe2+
Олеиновая кислота
-O2
+O2
Митохондрии
+O2
-O2

Слайд 39

Реакции ПОЛ, протекающие в присутствии и в отсутствие О2
Без кислорода:
Fe2+ +

LOOH ⇒ Fe3+ + LO∙
LO∙ + LH ⇒ LOH + L∙
L∙ + L∙ ⇒
LO∙ + LO∙ ⇒
L∙ + LO∙ ⇒

В присутствии кислорода:
Fe2+ + LOOH ⇒ Fe3+ + LO∙
LO∙ + LH ⇒ LOH + L∙
L∙ + O2 ⇒ LOO∙
L∙ + L∙ ⇒
LO∙ + LO∙ ⇒
LOO∙ + LOO∙ ⇒ L=O* ⇒ LO + hν
L∙ + LO∙ ⇒
LO∙ + LOO∙ ⇒
L∙ + LOO∙ ⇒

I = ηk6[LOO∙]2

η = 10-9 ÷ 10-15

Слайд 40