Oxidační stres: role, mechanismus, ukazatele

Stres je považován za nešpecifickou reakci organismu na působení vnitřních nebo vnějších faktorů. Tato definice byla zavedena do praxe G. Selye (kanadský fyziolog). Každá činnost nebo stav může způsobit stres. Nicméně nelze vyčíst jeden faktor a nazvat ho hlavní příčinou reakce organismu.

Rozlišující vlastnosti

Při analýze reakce nezáleží na povaze situace (ať už příjemné nebo nepříjemné), v níž se organismus nachází. Zájmem je intenzita potřeby přizpůsobení nebo restrukturalizace v souladu s podmínkami. Organizmus nejprve oponuje vlivu dráždivého činidla na jeho schopnost pružně reagovat a přizpůsobit se situaci. Proto můžeme vyvodit následující závěr. Stres je sada adaptivních odpovědí, která tělo v případě faktoru dává. Tento jev se nazývá věda běžným adaptačním syndromem.

Etapy

Adaptační syndrom probíhá postupně. Nejprve přichází fáze úzkosti. Organismus v této fázi vyjadřuje přímou reakci na tento účinek. Druhým stupněm je odpor. V této fázi je tělo nejúčinněji přizpůsobeno podmínkám. V poslední fázi začíná vyčerpání. Pro průchod předchozích etap používá tělo své rezervy. V důsledku toho jsou do poslední fáze výrazně vyčerpány. Výsledkem jsou strukturální změny v těle. V mnoha případech však nestačí přežít. Proto jsou nenahraditelné rezervy energie vyčerpány a tělo se už ne přizpůsobuje.

Oxidační stres

Antioxidační systémy a pro-oxidanty za určitých podmínek přicházejí do nestabilního stavu. Posledně jmenované prvky zahrnují všechny faktory, které hrají aktivní roli při zlepšené tvorbě volných radikálů nebo jiných typů reaktivního kyslíku. Primární mechanismy škodlivého účinku oxidativního stresu mohou být zastoupeny různými činiteli. Mohou to být buněčné faktory: vady mitochondriální dýchání, specifické enzymy. Mechanizmy oxidačního stresu může být externí. Patří mezi ně zejména kouření, užívání léků, znečištění ovzduší a podobně.

Volné radikály

Stále se tvoří v lidském těle. V některých případech je to kvůli náhodným chemickým procesům. Například se tvoří hydroxylové zbytky (OH). Jejich vzhled je spojen s konstantní expozicí nízkoúrovňové ionizující záření a uvolňování superoxidů v důsledku úniku elektronů a jejich transportního řetězce. V jiných případech je výskyt radikálů způsoben aktivací fagocytů a produkcí oxidu dusnatého endotelovými buňkami.

Mechanizmy oxidačního stresu

Procesy původu volné radikály a odpověď těla je přibližně vyvážená. Je poměrně snadné posunout tuto relativní rovnováhu ve prospěch radikálů. V důsledku toho je biochemie buňky narušena a oxidační stres. Většina prvků je schopna tolerovat mírný stupeň nerovnováhy. To je způsobeno přítomností opravných struktur v buňkách. Detekují a odstraňují poškozené molekuly. Namísto toho dochází k novým prvkům. Navíc buňky mají schopnost zvýšit ochranu tím, že reagují na oxidační stres. Například krysy umístěné v podmínkách s čistým kyslíkem zemřou po několika dnech. Stojí za to říci, že v běžném ovzduší je asi 21% O₂. Pokud na zvířatech postupně zvyšujete dávky kyslíku, jejich ochrana se zvýší. V důsledku toho lze dosáhnout toho, že potkany budou schopny tolerovat 100% koncentraci O₂. Stále silný oxidační stres může způsobit vážnou destrukci nebo buněčnou smrt.

Prokurující faktory

Jak bylo uvedeno výše, tělo udržuje rovnováhu volných radikálů a ochrany. Z toho můžeme usoudit oxidační stres je způsobeno alespoň dvěma důvody. Prvním je omezit ochrannou aktivitu. Druhým je zvýšení tvorby radikálů tak, aby antioxidanty nebyly schopné neutralizovat.

Snížení ochranné reakce

Je známo, že antioxidační systém je více závislé na normální výživě. Proto lze usoudit, že snížení ochrany těla je důsledkem špatné stravy. S největší pravděpodobností je mnoho lidských nemocí způsobeno nedostatkem antioxidačních živin. Například neurodegenerace je detekována kvůli nedostatečnému příjmu vitamínu E u pacientů, jejichž tělo nemůže správně trávit tuky. Existuje také informace, že u osob infikovaných HIV se detekuje glutathion v lymfocytech v extrémně nízkých koncentracích.

Kouření

Je to jeden z hlavních faktorů, které způsobují oxidační stres v plicích a mnoho dalších tkání v těle. Kouř a dehet jsou bohaté na radikály. Některé z nich jsou schopné napadat molekuly a ke snížení koncentrace vitaminy E a C. kouře dráždící plic makrofágů, a tak se produkuje peroxid. V plicích kuřáků je více neutrofilů než u nefajčíků. Lidé, kteří zneužívají tabák, často nejí dobře a konzumují alkohol. V důsledku toho je jejich ochrana oslabena. Chronický oxidační stres vyvolává těžké poruchy buněčného metabolismu.

Změny v těle

Pro diagnostické účely různé markery oxidativního stresu. Tyto nebo jiné změny v těle ukazují určitou oblast poruchy a faktor, který ji vyvolal. Při studiu tvorby volných radikálů ve vývoji roztroušené sklerózy takový indikátory oxidativního stresu:

1. Malondialdehyd. Působí jako sekundární produkt oxidace volných radikálů (CPO) lipidů a má škodlivý účinek strukturální a funkční stav membrán. To naopak vede ke zvýšení jejich propustnosti pro ionty vápníku. Zvýšení koncentrace malondialdehydu v průběhu především a sekundární progresivní roztroušenou sklerózou prvním kroku potvrzuje oksislitelnogo stresu - aktivace volných radikálů oxidací.
2. Základ Schiff je konečným produktem proteinů CPO a lipidů. Zvýšení koncentrace Schiffovy báze potvrzuje tendenci chronické aktivace volných radikálů oxidací. Se zvýšenou koncentrací malondialdehydu kromě produktu a především na sekundárně progresivní sklerózou může znamenat počátek destruktivního procesu. Spočívá v fragmentaci a následném zničení membrán. Zvýšený obsah Schiffových bází také označuje první stupeň oxidativního stresu.
3. Vitamin E. Je to biologický antioxidant interagující s volnými radikály peroxidů a lipidů. V důsledku reakcí se vytvářejí balastní produkty. Vitamin E je oxidován. Je považován za účinný neutralizátor singletového kyslíku. Pokles indexu aktivity vitaminu E v krvi naznačuje nerovnováhu v neenzymatickém spojení systému AO3 - ve druhém bloku vývoje oxidativního stresu.

Důsledky

Co je úlohu oxidativního stresu? Stojí za zmínku, že expozice jsou nejen membránových lipidů a proteinů, ale sacharidy. Kromě toho začínají změny v hormonálním a endokrinním systému. Aktivní enzym thymus lymfocyty struktura snižuje, zvyšuje hladinu neurotransmiterů, hormony začínají být uvolněna. Když napětí začíná oxidační nukleové kyseliny, proteiny, uhlovodíky, zvyšuje celkový obsah lipidů v krvi. Zvýšené uvolňování adrenokortikotropního hormonu v důsledku intenzivního rozpadu ATP a výskytu cAMP. Ten druhý aktivuje protein kinázu. Ona zase přispívá k účasti ATP fosforylace cholinesteráz esterů transformační cholesterolu v cholesterolu zdarma. Zvýšení syntézy proteinů, RNA, DNA, zatímco současně glykogenu mobilizaci depotních tuků, tuková tkáň rozpadu (vyšší) kyseliny a glukóza také způsobuje oxidační stres. Stárnutí je považován za jeden z nejzávažnějších důsledků tohoto procesu. Také dochází ke zvýšení účinků hormonů štítné žlázy. Poskytuje regulace rychlosti BMR - růst a diferenciaci tkání, bílkovin, lipidů, metabolismu sacharidů. Důležitou roli je věnována glukagonu a inzulínu. Podle některých odborníků, glukóza působí jako signál pro aktivaci adenylátcyklázy a tsMAF - pro výrobu inzulínu. To vše vede k zesílení rozpadu glykogenu ve svalech a játrech, čímž se zpomaluje sacharidy a proteinovou biosyntézu, zpomalení oxidace glukózy. Vyvíjí negativní dusíkové bilance, zvyšuje koncentraci cholesterolu a jiných lipidů v krvi. Glikagon podporuje tvorbu glukózy, inhibuje její rozpad na kyselinu mléčnou. Současně jeho nadměrné výdaje vedou ke zvýšení glukoneogeneze. Tento proces je syntézou produktů bez cukrů a glukózy. Jako první kyseliny akt pyrohroznová a kyselina mléčná, glycerin, stejně jako jakékoliv sloučeniny, které mohou být transformovány s katabolismu pyruvátu buď v jedné z mezilehlých prvků trikarbonovokislotnogo cyklu. Hlavními substráty jsou také aminokyseliny a laktát. Klíčová role při transformaci sacharidů patří k glukóza-6-fosfátu. Tato sloučenina zpomaluje proces fosforylačního štěpení glykogenu. Glukóza-6-fosfát aktivuje enzymatický transport glukózy z uridin-difosfoglukózy do syntetizovaného glykogenu. Sloučenina také působí jako substrát pro následné glykolytické transformace. Kromě toho je posílena syntéza enzymů glukoneogeneze. Zejména je to charakteristické pro fosfoenolpyruvát-karboxykinázu. Určuje rychlost procesu v ledvinách a játrech. Poměr glukoneogeneze a glykolýzy se posune doprava. Jako induktory syntézy enzymů jsou glukokortikoidy.

Ketonová tělesa

Jedná se o druh dodávky paliva pro ledviny, svalstvo. Při oxidativním stresu je množství ketonových těles zvyšuje. Fungují jako regulátor a zabraňují nadměrné mobilizaci mastných kyselin z depa. To je proto, že v mnoha tkáních začíná nedostatek energie, vzhledem k tomu, že glukóza v důsledku nedostatku inzulínu není schopen proniknout do buňky. Při vysokých koncentracích mastných kyselin v plasmě se zvyšuje jejich absorpci a oxidaci jater, zvyšuje intenzitu syntézy triglyceridů. To vše vede ke zvýšení počtu ketonových těl.

Pokročilé

Věda ví a takový jev jako "oxidační stres rostlin". Stojí za to říci, že otázka specifičnosti přizpůsobení kultur různým faktorům je dnes sporná. Někteří autoři se domnívají, že za nepříznivých podmínek má komplex reakcí univerzální charakter. Jeho činnost nezávisí na povaze tohoto faktoru. Jiní odborníci tvrdí, že odolnost kultur je závislá na konkrétních reakcích. To znamená, že reakce je adekvátní faktoru. Zatím většina vědců souhlasí s tím, že společně s nespecifickými odpověďmi se objevují také určité. Současně s tím nemůže být vždy zjištěno na pozadí mnoha univerzálních reakcí.