ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΣΤΡΕΣ Εργασία του Μπελεχάκη Σπύρου Τριτοετή φοιτητή της ΙΣΑΠΘ (ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΑΠΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΑΛΛΟΝΙΚΗΣ)

ΣΤΟΧΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Η εργασία αυτή θέτει ως στόχο την ενημέρωση των φοιτητών Ιατρικής γύρω από το τι ακριβώς είναι το οξειδωτικό στρες , πώς προκαλείται , ποιες είναι οι επιπτώσεις του και ποια τα πιθανά οφέλη του. Η εργασία απευθύνεται κυρίως σε προπτυχιακούς φοιτητές Ιατρικής,μπορεί ωστόσο να παρέχει χρήσιμες πληροφορίες και σε ιατρούς οποιασδήποτε άλλης βαθμίδας εκπαίδευσης.

ΟΡΙΣΜΟΣ Το οξειδωτικό στρες αντιπροσωπεύει μια διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ της παραγωγής δραστικών μορφών οξυγόνου ( ROS) και της ικανότητας ενός βιολογικού συστήματος να αδρανοποιεί τα τοξικά αυτά μόρια και να επισκευάζει τις βλάβες που προκαλούν.

ΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ Ταξινομούνται στις εξής τέσσερις κατηγορίες: (i) ελεύθερες ρίζες, (ii) ιόντα (iii) συνδυασμούς ελευθέρων ριζών και ιόντων, και (iv) μόρια. Οι ελεύθερες ρίζες, που χαρακτηρίζονται από ένα μονήρες ηλεκτρόνιο στην εξωτερική τους στιβάδα, είναι πολύ ασταθή μόρια .Αντιδρούν άμεσα με παρακείμενα μόρια, κλέβοντας από αυτά ένα ηλεκτρόνιο. Τα παρακείμενα μόρια μετατρέπονται έτσι τα ίδια σε ελεύθερες ρίζες και με αυτόν τον τρόπο ξεκινά μία αλυσιδωτή αντίδραση που έχει ως αποτέλεσμα την κυτταρική βλάβη.

ΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ Μερικές από τις λιγότερο αντιδραστικές μορφές, όπως τα υπεροξείδια, είναι δυνατόν να μετατραπούν, κατόπιν αντιδράσεως με στοιχεία μετάπτωσης ή κινόνες, σε πιο επιθετικές, ικανές να προκαλέσουν εκτεταμένες κυτταρικές βλάβες. Οι μακροπρόθεσμες κυτταρικές βλάβες που προκαλούνται με τον τρόπο αυτό αποδίδονται κυρίως στην προσβολή του DNA.

ΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ Οι περισσότερες ROS παράγονται σε χαμηλά επίπεδα από τον αερόβιο μεταβολισμό και οι βλάβες που προκαλούν επιδιορθώνονται συνεχώς. Όταν η συγκέντρωσή τους αυξηθεί υπέρμετρα, οι ROS προσβάλλουν τα μόρια του ATP και το κύτταρο, ανίκανο να ακολουθήσει το δρόμο του αποπτωτικού θανάτου, υφίσταται λύση.

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ROS Η κυριότερη πηγή ROS στον άνθρωπο είναι η διαρροή ενεργοποιημένου οξυγόνου από τα μιτοχόνδρια, το οποίο φυσιολογικά εμφανίζεται ως ενδιάμεσο κατά τη διάρκεια της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. Επιπρόσθετα, οι αντιδράσεις ουβικινόνης της αναπνευστικής αλυσίδας προκαλούν διαρροή ηλεκτρονίων απευθείας στο οξυγόνο. Υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2) μπορούν να παράγουν ποικίλα ένζυμα, μεταξύ των οποίων αρκετές οξειδάσες..

AΔΡΑΝΟΠΟΙΗΣΗ ROS Τα κυριότερα αντιοξειδωτικά όπλα που διαθέτει το κύτταρο είναι: Η δισμουτάση του σουπεροξειδίου (SOD), που καταλύει την αντίδραση: ∙Ο2- + 2Η+ → Η2Ο Η καταλάση, που καταλύει την αντίδραση: 2Η2Ο2 → 2Η2Ο + Ο2 Η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης, που καταλύει την αντίδραση: 2GSH + Η2Ο2 → GSSG + 2Η2Ο Ως περισυλλέκτες ελευθέρων ριζών χαρακτηρίζονται μόρια που αντιδρούν με τις ελεύθερες ρίζες και τις καθιστούν ακίνδυνες. Οι βιταμίνες A, D και E, καθώς και διάφορα φυτοχημικά είναι εν δυνάμει περισυλλέκτες ελευθέρων ριζών

ΧΗΜΙΚΗ ΔΡΑΣΗ Το οξειδωτικό στρες σχετίζεται είτε με την αυξημένη παραγωγή ROS είτε με τη μείωση των αντιοξειδωτικών εφεδρειών του οργανισμού. Οι ROS προκαλούν υπεροξειδωτική βλάβη των λιπιδίων, των πρωτεϊνών και του DNA, οδηγώντας στην εμφάνιση καρκίνου, πρόωρης γήρανσης και εκφυλιστικών νοσημάτων. Σοβαρότερες διαταραχές, ωστόσο οδηγούν στον κυτταρικό θάνατο, είτε με τη διαδικασία της απόπτωσης είτε με άμεση κυτταρική νέκρωση.

ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ Το οξειδωτικό στρες εμφανίζεται μετά από υπερβολική προσφορά οξυγόνου (για παράδειγμα στους μύες κατά την έντονη άσκηση) ή ακτινοβόληση των ιστών και συμβάλλει στην ιστική βλάβη. Πιθανολογείται ο ρόλος του σε νευροεκφυλιστικές νόσους συμπεριλαμβανομένων αυτών του Alzheimer, του Parkinson και του Huntington. Πιστεύεται επίσης ότι σχετίζεται με καρδιαγγειακές παθήσεις, καθώς η οξείδωση των λιποπρωτεϊνών χαμηλής πυκνότητας (LDL) στο αγγειακό ενδοθήλιο είναι προάγγελος της δημιουργίας αθηρωματικών πλακών.

ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ Ρόλος του στον τραυματισμό κάποιου ιστού που εμφανίζεται μετά από επαναιμάτωση κατοπιν υποξίας. Ο καπνός του τσιγάρου, με τα διάφορα εποξείδια και υπεροξείδια που περιέχει προκαλεί οξειδωτική βλάβη των πνευμόνων. Εμφάνιση πολλών άλλων ασθενειών, όπως δρεπανοκυτταρικής αναιμίας, μυοκαρδιακών βλαβών, σχιζοφρένειας, διπολικής διαταραχής και συνδρόμου εύθραυστου Χ. Τέλος, το οξειδωτικό στρες φαίνεται ότι κρύβεται πίσω από το σύνδρομο της χρόνιας κοπώσεως.

ΕΥΕΡΓΕΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΕΙΣ Ορισμένες ελεύθερες ρίζες (κυρίως το ∙ΝΟ) δρουν ως αγγελιοφόροι. Δραση του ∙ΝΟ ως αγγειοδιασταλτικού παράγοντα Χρησιμοποίηση του H2O2 κατά τη σύνθεση θυροξίνης. Οξειδωτικό στρες που έχει μικρή χρονική διάρκεια παίζει σημαντικό ρόλο στην επιβράδυνση της διαδικασίας της γήρανσης, μέσω ενός μηχανισμού που ονομάζεται «όρμηση».

ΑΝΟΣΟΠΟΙΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Είναι επιβεβαιωμένη η χρησιμοποίηση των ROS από το ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπου, το οποίο χρησιμοποιεί τις φονικές τους ιδιότητες ως βασικό μηχανισμό προσβολής των παθογόνων. Τα ενεργοποιημένα φαγοκύτταρα παράγουν τόσο ROS όσο και αντιδραστικές μορφές του αζώτου Η χρήση των αντιδραστικών αυτών μορίων κατά την κυτταροτοξική απάντηση των φαγοκυττάρων προκαλεί ως ένα βαθμό βλάβη και στους ιστούς του ίδιου του οργανισμού(Αντιδράσεις Υπερευαιεσθησίας) Ωστόσο σημαντικό πλεονέκτημα καθώς καταστρέφουν σχεδόν κάθε στοιχείο του κυττάρου-στόχου

ΣΥΝΟΨΗ Το οξειδωτικό στρες προκαλείται από την διαταραχή στην ισορροπία μεταξύ παραγωγής ROS και αδρανοποίησής τους. Έχει τόσο βλαπτικές όσο και ευεργετικές ιδιότητες εξαρτώμενες από το μέγεθος της διαταραχής.

ΤΕΛΟΣ ΠΡΟΒΟΛΗΣ