Математическое моделирование кинетики перекисного окисления липидов по данным хемилюминесцентного анализа

• Автор: Измайлов, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 Актуальность работы

1.2 Цели и задачи

1.3 Научная новизна работы.

1.4 Практическое значение работы.

ГЛАВА 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1 Обзор научной литературы.

2.2 Обзор программного обеспечения, предназначенного для математического моделирования химической кинетики

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

3.1 Инструменты разработки программного обеспечения

3.2 Экспериментальные данные
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
4.1 Разработка программного обеспечения для математического моделирования химической кинетики.
4.2 Создание базовой математической модели перекисного окисления липидов.
4.3 Математическое моделирование действия антиоксидантов.
ВЫВОДЫ.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Свободнорадикальное цепное окисление липидов синоним липопероксидация, ЛПО важнейшее событие в возникновении и развитии болезней человека, животных и растений, изучению которого посвящено большое количество публикаций 2, . Протекание ПОЛ затрагивает важнейшие характеристики клеточных мембран заряд, вязкость, мембранную проницаемость вызывает нарушения функции мембран, приводит к повреждению мембраносвязанных ферментных систем продуктами окислительной деградации липидов и т. Центральную роль в регуляции процесса ПОЛ в биологических системах играют ионы переходных металлов, главным образом ионы железа, 5, 7, . Результаты изучения кинетики реакций, механизмов регуляции Ре2индуцированного ПОЛ и его действия на биомембраны были изложены в целом ряде монографий и обзоров 2, 5, 7, . Характерной чертой перекисного окисления является цепной, свободнорадикальный характер этого процесса. Полная схема реакций цепного окисления липидов в присутствии ионов двухвалентного железа, описывающая кинетику процесса была приведена в работах 5, . В общепринятой схеме реакций процесс ПОЛ включает следующие стадии инициирования, продолжения, разветвления и обрыва цепей табл. Таблица 1. Основные реакции, связанные с перекисным окислением липидов 5. Обозначения К радикал ненасыщенной жирной кислоты, Р перекисный радикал НЖК, Р, X, У молекулярные продукты, 1пН молекула антиоксиданта, 1п свободный радикал антиоксиданта, РЭИ соединение, способное восстанавливать Ре2 ЭНсоединения, аскорбиновая кислота и т. Согласно современным представлениям, процесс перекисного окисления липидов может начаться лишь в том случае, если в системе появятся свободные радикалы. Константа скорости этого процесса исключительно высока 78 лмольсек, а энергия активации практически равна нулю . Поэтому при концентрациях кислорода в системе выше 6 М все радикалы превращаются в радикалы , . С этих реакций начинается цепной процесс окисления липидов, поэтому эта стадия называется инициирование цепи. Важное свойство свободных радикалов заключается в том, что сколько бы раз ни произошла реакция радикала с молекулами, число свободных радикалов не изменится принцип неуничтожимости свободной валентности. Эта реакция также идет с затратой небольшой энергии активации и с константой скорости к3, варьирующей от 0, лмольсек у триметилгептана до лмольсек у бензальдегида. Чередование последних двух реакций приводит к тому, что в процесс вовлекаются все новые и новые молекулы липида, но общее число радикалов остается неизменным. Константа скорости этой реакции зависит от химической природы НЖК она выше у жирных кислот с большим количеством двойных связей, чем и объясняют более высокую скорость их окисления. Особенностью этой стадии является то, что каждый радикал ведт к появлению множества молекул . Количественной характеристикой этого процесса является такой параметр как длина цепи п, т е. , возникающих в последовательной реакции после инициирования рис. Рис. Схема реакции продолжения цепи окисления липидов. При этом появляются новые свободные радикалы, инициирующие новые цепи окисления, а процесс перекисного окисления идет в этом случае по механизму цепных реакций с вырожденным разветвлением цепей рис. Рис. Схема реакции разветвления цепи окисления. Как было показано в работах , , в суспензии митохондрий и в растворах окисленных жирных кислот, содержащих гидроперекиси липидов, добавление двухвалентного железа приводит к их быстрому окислению, сопряжнному с разложением гидроперекисей в присутствии кислорода. Эта реакция сопровождается быстрой вспышкой ХЛ, что свидетельствует об образовании в системе свободных радикалов. Модельные опыты с мембранными структурами однозначно говорят в пользу того, что реакция раветвления цепей играет решающую роль в определении скорости реакций липидной пероксидации и подчеркивают важную роль двухвалентного железа в регуляции ПОЛ рис. Рис. Схема реакций цепного окисления липидов. Помимо реакции, в которых происходит образование свободных радикалов, при перекисном окислении липидов происходит большое количество реакций, приводящих к обрыву цепи окисления.