Таким образом, в митохондриях имеется все необходимое для протекания процессов ПОЛ: источники активного кислорода, субстраты перекисного окисления – ненасыщенные жирные кислоты митохондриальных мембран. В митохондриях присутствует железо в геминовой и негеминовой форме.

Следовательно, в условиях, когда генерация супероксида митохондриями возрастает, либо когда ослаблены антиоксидантные системы, в органеллах может накапливаться Н2О2, и это приведет к возникновению окислительного стресса.

В данной ситуации Н2О2 может реагировать с митохондриальным Fe2+, образуя высокоактивный радикал гидроксида путем реакции Фентона.

При физиологических условиях, кроме геминового железа и железа в форме FeS-белков, в митохондриях содержится еще приблизительно 1.7 моль Fe на 1 мг митохондриального белка. Это железо хелатировано такими веществами, как АТФ, АДФ, ГТФ и цитрат.

Эти низкомолекулярные комплексы железа способны инициировать процесс ПОЛ в митохондриальной мембране и, как предполагается, принимают участие в механизмах повреждения клетки во время различных стрессовых и болезненных состояний.

Последнее время изучение этих низкомолекулярных комплексов железа, особенно Fe-цитрата и Fe-АТФ привлекают значительное внимание исследователе, поскольку установлено их присутствие в матриксе в различных физиологических, стрессовых и болезненных состояниях. Установлено, что механизм, при помощи которого происходит индукция ПОЛ этими низкомолекулярными комплексами железа, требует наличия микромолярных концентраций Ca2+.

В то же время имеются данные, свидетельствующие о том, что генерация АФК в данном случае не зависит от функционирования дыхательной цепи митохондрий.

Процессы ПОЛ в митохондриях, индуцированные низкомолекулярными комплексами железа, вызывают изменения в спектрах мембранных белков, в частности, исчезновение белков с мол. массами 65 и 116 кДа и образование ряда дополнительных полос, по-видимому, из-за образования шиффовых оснований между продуктами ПОЛ и аминными группами белков.

Свободнорадикальные продукты ПОЛ и карбонильные соединения, например, малоновый диальдегид, обладают сильным повреждающим действием на митохондриальный геном. С эффектом именно этих соединений связывают нарушения структуры и экспрессии митохондриального генома растений в условиях in vivo.

Продукты ПОЛ способны вызывать увеличение неспецифической протонной проводимости внутренне мембраны митохондрий. Их относят к эффективным природным разобщителям. Активация процессов ПОЛ в митохондриях может вызвать нарушение окислительного фосфорилирования, поскольку эффект процесса синтеза ATФ зависит от структурной целостности внутренней мембраны.

Длительное протекание ПОЛ при стимуляции железом в митохондриях приводит к образованию так называемых «митохондриальных теней». Такие частицы не имеют дыхательного контроля и не способны к окислительному фосфорилированию.

Поврежденные митохондрии теряют барьерную функцию и способность накапливать ионы кальция. Ионы Ca2+ активируют многие внутриклеточные процессы, например, повышают активность мембранных фосфолипаз. Это приводит к накоплению свободных жирных кислот и лизофосфатидов, нарушающих структурную организацию липидных и белковых комплексов в мембранах, что в свою очередь увеличивает интенсивность ПОЛ. В результате недостатка энергии может наступить гибель клетки.

Это интересно:

Особенности городского ландшафта. Типы биотопов
Поселения человека представляют собой часть культурного ландшафта. Поселения человека – деревни, села, города и различные искусственные сооружения в сочетании с культурными площадями во многих случаях заменяют животным их природные станци ...

Что такое синергетика и каково ее значение для современной картины мира? Какие этапы можно выделить в развитии самоорганизующихся систем? Каково соотношение случайного и закономерного в концепции р
Около 50 лет назад в результате развития термодинамики возникла новая дисциплина - синергетика. Являясь наукой о самоорганизации самых различных систем - физических, химических, биологических и социальных - синергетика показывает возможно ...

История планеты Земля
Земля и другие планеты солнечной системы сформировались 4,54 млрд. лет назад из протопланетарного диска пыли и газа, оставшегося после формирования Солнца. Луна сформировалась позднее, вероятно, в результате касательного столкновения Земл ...