Oksidativni stres: uloga, mehanizam, pokazatelji

Stres se smatra nespecifičnom reakcijom tijela na djelovanje unutarnjih ili vanjskih čimbenika. Ova je definicija uvedena u praksu G. Selye (kanadskog fiziologa). Svaka radnja ili stanje može izazvati stres. Međutim, nemoguće je izdvojiti jedan faktor i nazvati ga glavnim uzrokom reakcije organizma.

Izvanredne osobine

Kada analizira reakciju, priroda situacije (bilo ugodna ili neugodna) u kojoj se organizam nalazi nije važna. Kamata je intenzitet potrebe prilagodbe ili restrukturiranja u skladu s uvjetima. Organizam se prije svega suprotstavlja utjecaju iritantnog sredstva na njegovu sposobnost fleksibilnog reagiranja i prilagodbe situaciji. Prema tome, možemo zaključiti sljedeće. Stres je skup adaptivnih odgovora koje tijelo daje u slučaju faktora. Ovaj fenomen se u znanosti naziva zajedničkim sindromom prilagodbe.

Faze

Sindrom prilagodbe nastavlja se u fazama. Prvo dolazi stupanj anksioznosti. Organizam u ovoj fazi izražava izravnu reakciju na učinak. Druga faza je otpor. U ovoj fazi, tijelo je najučinkovitije prilagođeno uvjetima. U posljednjoj fazi započinje iscrpljivanje. Za prijelaz prethodnih stadija tijelo koristi svoje rezerve. Sukladno tome, do posljednje faze oni su značajno iscrpljeni. Kao rezultat toga, strukturalne promjene počinju u tijelu. Međutim, u mnogim slučajevima to nije dovoljno za preživljavanje. Prema tome, nezamjenjiva energija je iscrpljena, a tijelo se više ne prilagođava.

Oksidacijski stres

Antioksidacijski sustavi i pro-oksidansi pod određenim uvjetima dolaze do nestabilnog stanja. Potonji elementi uključuju sve čimbenike koji igraju aktivnu ulogu u poboljšanom stvaranju slobodnih radikala ili drugih oblika reaktivnog kisika. Primarni mehanizmi štetnog djelovanja oksidativnog stresa mogu predstavljati različiti agenti. To mogu biti stanični čimbenici: defekti mitohondrijskog disanja, specifični enzimi. Mehanizmi oksidativnog stresa može biti vanjska. To, osobito, uključuje pušenje, uzimanje lijekova, zagađenje zraka i tako dalje.

Slobodni radikali

Stalno se formiraju u ljudskom tijelu. U nekim slučajevima to je posljedica slučajnih kemijskih procesa. Na primjer, nastaju hidroksilni radikali (OH). Njihov izgled povezan je sa stalnim izlaganjem ionizirajućem zračenju niske razine i oslobađanjem superoksida uslijed propuštanja elektrona i njihovog transportnog lanca. U drugim slučajevima, izgled radikala je posljedica aktivacije fagocita i proizvodnje dušikovog oksida putem endotelnih stanica.

Mehanizmi oksidativnog stresa

Procesi podrijetla slobodnih radikala i odgovor tijela je približno uravnotežen. Vrlo je lako pomaknuti tu relativnu ravnotežu u korist radikala. Kao rezultat toga, biokemija stanica je poremećena i oksidacijskog stresa. Većina elemenata može podnijeti umjereni stupanj neravnoteže. To je zbog prisutnosti popravaka u stanicama. Oni otkrivaju i uklanjaju oštećene molekule. Umjesto potonjeg, dolaze novi elementi. Osim toga, stanice imaju sposobnost poboljšanja zaštite reagiranjem oksidacijskog stresa. Na primjer, štakori koji se nalaze u uvjetima s čistim kisikom umiru nakon nekoliko dana. Vrijedno je reći da je u običnom zraku oko 21% O₂. Ako djelujete na životinjama postupno povećavate dozu kisika, njihova zaštita će se povećati. Kao rezultat, može se postići da štakori mogu tolerirati 100% -tnu koncentraciju O₂. Još uvijek jaka oksidacijskog stresa može uzrokovati ozbiljno uništavanje ili smrt stanice.

Čimbenici koji izazivaju

Kao što je gore navedeno, tijelo održava ravnotežu slobodnih radikala i zaštite. Iz toga možemo zaključiti da oksidacijskog stresa uzrokovana je najmanje dva razloga. Prvi je da se smanji zaštita. Drugi je povećati formiranje radikala do te mjere da ih antioksidansi neće moći neutralizirati.

Smanjenje zaštitne reakcije

Poznato je da je antioksidacijski sustav više ovisan o normalnoj prehrani. Prema tome, može se zaključiti da je smanjenje zaštite u tijelu posljedica slabe prehrane. Vrlo je vjerojatno da su mnoge ljudske bolesti uzrokovane manjkom antioksidacijskih hranjivih tvari. Na primjer, neurodegeneracija je otkrivena zbog nedovoljnog unosa vitamina E u bolesnika čije tijelo ne može pravilno probaviti masti. Postoje i podaci da se kod osoba zaraženih HIV-om, glutation restrukturiran u limfocitima otkriva u ekstremno niskim koncentracijama.

pušenje

To je jedan od glavnih čimbenika koji izazivaju oksidacijski stres u plućima i mnogim drugim tkivima tijela. Dim i katrana bogati su radikalima. Neki od njih mogu napasti molekule i smanjiti koncentraciju vitamina E i C. Dima iritativno utječe na mikrofage pluća, što rezultira stvaranjem superoksida. U plućima pušača postoji više neutrofila od nepušača. Ljudi koji zlostavljaju duhan često ne jedu dobro i konzumiraju alkohol. Prema tome, njihova je zaštita slabija. Kronični oksidativni stres izaziva teške poremećaje staničnog metabolizma.

Promjene u tijelu

Za dijagnostičke svrhe, razne markeri oksidativnog stresa. Ove ili druge promjene u tijelu ukazuju na određeno područje poremećaja i faktor koji ga izaziva. Pri proučavanju formiranja slobodnih radikala u razvoju multiple skleroze, takvog pokazatelji oksidativnog stresa:

1. Malon dialdehid. Djeluje kao sekundarni proizvod oksidacije slobodnih radikala (CPO) lipida i ima štetan učinak strukturno i funkcionalno stanje membrane. To zauzvrat dovodi do povećanja njihove propusnosti za kalcijeve ione. Povećanje koncentracije malonskog dialdehida tijekom primarne i sekundarne progresivne multiple skleroze potvrđuje prvu fazu oksidacijskog stresa - aktivaciju oksidacije slobodnih radikala.
2. Temelj Schiffa je konačni proizvod CPO proteina i lipida. Povećanje koncentracije Schiffova baza potvrđuje tendenciju aktivacije slobodne radikalne oksidacije da postane kronična. Uz povećanu koncentraciju malonskog dialdehida uz ovaj proizvod, primarna i sekundarna progresivna skleroza mogu obilježiti početak destruktivnog procesa. Sastoji se od fragmentacije i naknadnog uništavanja membrana. Povišeni sadržaj Schiffova baza također označava prvu fazu oksidacijskog stresa.
3. Vitamin E. To je biološki antioksidant koji reagira s slobodnim radikalima peroksida i lipida. Kao rezultat reakcija stvaraju se balastni proizvodi. Vitamin E oksidira se. Smatra se učinkovitim neutralizatorom singlet kisika. Smanjenje indeksa aktivnosti vitamina E u krvi ukazuje na neravnotežu u neenzimatskoj vezi AO3 sustava - u drugom bloku razvoja oksidativnog stresa.

efekti

Što je uloga oksidativnog stresa? Vrijedno je napomenuti da ne utječu samo lipidi membrana i proteina, već i ugljikohidrati. Osim toga, promjene počinju u hormonskim i endokrinim sustavima. Djelovanje enzimske strukture limfocita timusa se smanjuje, razina neurotransmitera raste, hormoni počinju otpuštati. Kada stres počinje, oksidacija nukleinskih kiselina, proteina, ugljika, povećava ukupni sadržaj lipida u krvi. Otpuštanje adrenokortikotropnog hormona pojačano je zbog intenzivne raspadanja ATP i pojave cAMP. Potonji aktivira protein kinazu. On, s druge strane, uz sudjelovanje ATP promiče fosfolizu kolinesteraze, koja pretvara estere kolesterola u slobodni kolesterol. Povećanje proteina, RNA, DNA, biosinteze glikogena uz istodobnu mobilizaciju iz depo masti, propadanje u tkivima masnih kiselina i glukoze također uzrokuje oksidacijskog stresa. starenje smatra se jednim od najozbiljnijih posljedica procesa. Tu je i povećanje djelovanja hormona štitnjače. Pruža regulaciju brzine osnovnog metabolizma - rasta i diferencijacije tkiva, proteina, lipida i ugljikohidratnog metabolizma. Važnu ulogu daje glukagon i inzulin. Prema nekim stručnjacima glukoza djeluje kao signal za aktivaciju adenilat ciklaze i cMAF za proizvodnju inzulina. Sve to dovodi do intenziviranja raspadanja glikogena u mišićima i jetri, usporavajući biosintezu ugljikohidrata i proteina, usporavajući oksidacija glukoze. Razvija se negativna ravnoteža dušika, povećava se koncentracija kolesterola i drugih lipida u krvi. Glikagon potiče stvaranje glukoze, inhibira njegovo propadanje mliječnoj kiselini. Istodobno, njegovo prekomjerno trošenje dovodi do povećanja glukoneogeneze. Ovaj proces je sinteza ne-ugljikohidratnih proizvoda i glukoze. Prve su piruvatne i mliječne kiseline, glicerol, kao i svi spojevi koji se mogu transformirati u piruvat ili jedan od intermedijarnih elemenata ciklusa trikarboksilne kiseline tijekom katabolizma. Glavni supstrati su također aminokiseline i laktat. Ključna uloga u transformaciji ugljikohidrata pripada glukoza-6-fosfatu. Ovaj spoj usporava proces fosforilnog cijepanja glikogena. Glukoza-6-fosfat aktivira enzimski transport glukoze iz uridinskog difosfoglucoze na sintetizirani glikogen. Spoj također djeluje kao supstrat za naknadne glikolitičke transformacije. Uz to, poboljšana je sinteza enzima glukoneogeneze. To je osobito karakteristično za fosfoenolpiruvate-karboksikinaze. Određuje brzinu procesa u bubrezima i jetri. Omjer glukoneogeneze i glikolize pomaknut je udesno. Kao induktori sinteze enzima su glukokortikoidi.

Ketonska tijela

Oni djeluju kao dobavljač goriva za bubrege, muskulaturu. S oksidativnim stresom, količina ketonska tijela povećava. Oni djeluju kao regulator, sprečavaju pretjeranu mobilizaciju masnih kiselina iz skladišta. To je zbog činjenice da u mnogim tkivima energija gladi počinje zbog činjenice da glukoza zbog nedostatka inzulina ne može prodrijeti u stanicu. Uz visoku koncentraciju u plazmi masnih kiselina povećava se njihova apsorpcija jetrom i oksidacijom, povećava se intenzitet sinteze triglicerida. Sve to dovodi do povećanja broja ketonskih tijela.

dodatno

Znanost zna i takav fenomen kao "oksidacijski stres biljaka". Vrijedno je istaknuti da je pitanje specifičnosti prilagodbe kultura različitim čimbenicima i danas upitno. Neki autori vjeruju da u nepovoljnim uvjetima kompleks reakcija ima univerzalni karakter. Njegova aktivnost ne ovisi o prirodi faktora. Drugi stručnjaci tvrde da je otpor kultura određen specifičnim odgovorima. To jest, reakcija je adekvatna faktoru. U međuvremenu, većina znanstvenika slaže se da se zajedno s nespecifičnim odgovorima pojavljuju i specifični. Istovremeno, potonji se ne mogu uvijek otkriti u pozadini brojnih univerzalnih reakcija.