• 130 likes • 401 Views
ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΣΤΡΕΣ. Βούρος Μιλτιάδης-Χρήστος. ΟΡΙΣΜΟΣ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ΣΤΡΕΣ. Διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ της παραγωγής δραστικών μορφών οξυγόνου στον οργανισμό και της ικανότητάς του να τις εξουδετερώνει.
E N D
ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΣΤΡΕΣ Βούρος Μιλτιάδης-Χρήστος
ΟΡΙΣΜΟΣ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ΣΤΡΕΣ • Διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ της παραγωγής δραστικών μορφών οξυγόνου στον οργανισμό και της ικανότητάς του να τις εξουδετερώνει. • Βλάπτει όλα τα συστατικά του κυττάρου και κυρίως τις πρωτεΐνες, τα λιπίδια και το DNA.
ΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ • Οι δραστικές μορφές οξυγόνου (Reactive Oxygen Species, ROS) ταξινομούνται στις εξής τέσσερις κατηγορίες: • Ελεύθερες ρίζες, όπως η ρίζα υδροξυλίου (∙ΟΗ) • Ιόντα, όπως το υποχλωριώδες ανιόν (ClO-) • Συνδυασμούς ελευθέρων ριζών και ιόντων, όπως το ανιόν σουπεροξειδίου (∙O2-) • Μόρια, όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2)
ΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ • Χαρακτηρίζονται από ένα μονήρες ηλεκτρόνιο στην εξωτερική τους στιβάδα. • Είναι πολύ ασταθή μόρια με σύντομη διάρκεια ζωής. • Αντιδρούν άμεσα με παρακείμενα μόρια, κλέβοντας από αυτά ένα ηλεκτρόνιο για να ζευγαρώσουν το δικό τους.
ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΜΟΡΦΩΝ ΟΞΥΓΟΝΟΥ • Οι περισσότερες ROS παράγονται φυσιολογικά σε χαμηλά επίπεδα κατά τον αερόβιο μεταβολισμό.Εμφανίζεται διαρροή ενεργοποιημένου οξυγόνου από τα μιτοχόνδρια, το οποίο φυσιολογικά εμφανίζεται ως ενδιάμεσο κατά τη διάρκεια της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. • Ειδικά κυτταρικά ένζυμα, τα οποία καλούνται οξειδάσες, καταλύουν αντιδράσεις στις οποίες παράγεται υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2). • Η υπερβολική προσφορά οξυγόνου στους ιστούς (π.χ. στους μύες κατά την έντονη άσκηση) και η ιονίζουσα ακτινοβολία (λόγω αλληλεπίδρασης με τα μόρια Ο2 και Η2Ο) είναι οι βασικότερες αιτίες πρόκλησης οξειδωτικού στρες.
ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΜΟΡΦΩΝ ΟΞΥΓΟΝΟΥ • Τα στοιχεία μετάπτωσης μπορούν να λειτουργήσουν ως οξειδοαναγωγικοί παράγοντες, προσλαμβάνοντας ή προσφέροντας ηλεκτρόνια σε άλλα μόρια. Η δράση αυτή καταλύει το σχηματισμό ROS. • Όταν τα στοιχεία αυτά βρεθούν στον οργανισμό σε ελεύθερη μορφή (χωρίς να είναι δεσμευμένα από πρωτεΐνες) αυξάνουν σημαντικά τα επίπεδα του οξειδωτικού στρες. • Με ανάλογο τρόπο δρουν ορισμένα οργανικά συμπλέγματα καταλύοντας την παραγωγή ROS. Η πιο σημαντική τάξη τέτοιων συμπλεγμάτων είναι οι κινόνες.
ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ΣΤΡΕΣ • Τα κύτταρα διαθέτουν ειδικά ένζυμα που αδρανοποιούν τις ελεύθερες ρίζες: • Η δισμουτάση του σουπεροξειδίου (SOD) καταλύει την αντίδραση: ∙Ο2- + 2Η+ → Η2Ο2 • Η καταλάση καταλύει την αντίδραση: 2Η2Ο2 → 2Η2Ο + Ο2 • Η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης καταλύει την αντίδραση: 2GSH + Η2Ο2 → GSSG + 2Η2Ο • Ορισμένες ουσίες που ονομάζονται περισυλλέκτες ελεύθερων ριζών αντιδρούν με τις ελεύθερες ρίζες και τις εξουδετερώνουν, προστατεύοντας τα κύτταρα. Τέτοιες είναι οι βιταμίνες A, Dκαι E και οι φαινόλες.
ΠΡΟΚΛΗΣΗ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗΣ ΒΛΑΒΗΣ • Τα μόρια που χάνουν ηλεκτρόνια εξαιτίας των ROS μετατρέπονται τα ίδια σε ελεύθερες ρίζες. • Με αυτόν τον τρόπο διαταράσσεται η μοριακή τάξη και ξεκινά μία αλυσιδωτή αντίδραση που έχει ως αποτέλεσμα την κυτταρική βλάβη. • Οι μακροπρόθεσμες κυτταρικές βλάβες που προκαλούνται αποδίδονται κυρίως στην προσβολή του DNA.
ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗΣ ΒΛΑΒΗΣ • Οι επιπτώσεις της οξειδωτικής βλάβης εξαρτώνται από την έκτασή της: • Το κύτταρο είναι ικανό να ανακτήσει την αρχική του κατάσταση μετά από περιορισμένη οξειδωτική βλάβη. • Σοβαρότερες διαταραχές οδηγούν στον κυτταρικό θάνατο, είτε με τη διαδικασία της απόπτωσης, είτε με άμεση κυτταρική νέκρωση (όταν είναι πολύ ισχυρές). • Οι κυριότερες παθήσεις που έχουν συσχετιστεί με το οξειδωτικό στρες είναι ο καρκίνος, η πρόωρη γήρανση και διάφορα εκφυλιστικά νοσήματα (π.χ. αθηροσκλήρωση, νόσος Alzheimer, νόσος Parkinson).
ΕΥΕΡΓΕΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ • Το ανοσοποιητικό σύστημα χρησιμοποιεί τις φονικές ιδιότητες των ελεύθερων ριζών ως βασικό μηχανισμό προσβολής των παθογόνων. Τα ενεργοποιημένα φαγοκύτταρα παράγουν τόσο ROS όσο και αντιδραστικές μορφές αζώτου (π.χ. ∙ΝΟ και ΟΝΟΟ-). • Το μονοξείδιο του αζώτου (∙ΝΟ) αποτελεί ένα σημαντικό μόριο σηματοδότησης καθώς και αγγειοδιασταλτική ουσία. • Το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2) συμμετέχει επίσης σε ορισμένες οδούς σηματοδότησης καθώς και στη σύνθεση της θυροξίνης.