Stres oksydacyjny to zaburzenie równowagi wolnych rodników i przeciwutleniaczy w organizmie, co może prowadzić do uszkodzenia komórek i tkanek. Stres oksydacyjny występuje naturalnie i odgrywa rolę w procesie starzenia.
Wiele dowodów naukowych sugeruje, że długotrwały stres oksydacyjny przyczynia się do rozwoju szeregu chorób przewlekłych. Takie stany obejmują raka, cukrzycę i choroby serca.
Czym jest stres oksydacyjny?
Stres oksydacyjny jest stanem, w którym dochodzi do zaburzenia równowagi między czynnikami utleniającymi a redukującymi. Do głównych związków chemicznych zaliczanych do utleniaczy należą wolne rodniki, niezwykle reaktywne indywidua posiadające jeden niesparowany elektron. Doprowadzają one do destruktywnej reakcji łańcuchowej, która związana jest z przeskokami lokalizacji niesparowanego elektronu między kolejnymi związkami chemicznymi.
Wolne rodniki są odpowiedzialne za stres oksydacyjny
Wolne rodniki, w tym reaktywne formy tlenu, to cząsteczki z co najmniej jednym niesparowanym elektronem. Przykłady wolnych rodników obejmują:
- ponadtlenek
- rodnik hydroksylowy
- rodnik tlenku azotu
Komórki zawierają małe struktury zwane mitochondriami, które wytwarzają energię w postaci trójfosforanu adenozyny (ATP). Mitochondria łączą tlen i glukozę w celu produkcji dwutlenku węgla, wody i ATP. Wolne rodniki powstają jako produkty uboczne tego procesu metabolicznego. Substancje zewnętrzne, takie jak dym papierosowy, pestycydy i ozon, również mogą powodować powstawanie wolnych rodników w organizmie.
Wolne rodniki mogą być to niewielkie elementy zbudowane z kilku atomów, jednak dużo bardziej istotny jest ten przeskok na znacznie większe struktury. Lokalizacja niesparowanego elektronu na białkach prowadzi do ich dezaktywacji i łączenia się w złogi. Błona komórkowa również często ulega uszkodzeniom oksydacyjnym, które zmniejszają jej płynność i prowadzą do zmniejszenia szczelności. Utlenianie jest naturalnym procesem chemicznym, który zachodzi w każdej komórce organizmu. Wolne rodniki powstają na przykład w procesach odpornościowych i pomagają zwalczać organizmy patogenne – w tym wirusy i bakterie.
Wpływ stresu oksydacyjnego na tkanki
Tkanki ludzkie cechują się pewną opornością na stres oksydacyjny wynikającą ze specyficznej struktury i fizjologii. Oporność ta jest różna dla różnych tkanek i komórek w nich występujących – tkanka łączna, dzięki obecności dużej ilości białek strukturalnych tworzących gęsta sieć znajdująca się w przestrzeniach międzykomórkowych, jest wyjątkowo oporna na działanie substancji utleniających i wolnych rodników. Do tkanek niezwykle wrażliwych na stres oksydacyjnych należy tkanka nerwowa, która uszkadzana jest nawet przez niewielkie wahania warunków środowiska ją otaczającego. Prócz endogennego pochodzenia wolnych rodników istotny jest również wpływ tych związków pochodzących ze środowiska. Wśród głównych czynników ryzyka wyróżniamy: palenie papierosów, narażenie na zanieczyszczenia powietrza, niektóre pestycydy i promieniowanie (jonizujące i UV).
Choroby neurodegeneracyjne powodowane stresem oksydacyjnym
Skutki stresu oksydacyjnego mogą przyczyniać się do wielu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i choroba Parkinsona.
Mózg jest szczególnie podatny na stres oksydacyjny, ponieważ komórki mózgowe wymagają znacznej ilości tlenu. Według danych z 2018 roku mózg zużywa 20% całkowitej ilości tlenu potrzebnej organizmowi.
Komórki mózgowe wykorzystują tlen do wykonywania intensywnych czynności metabolicznych, które generują wolne rodniki. Te wolne rodniki wspomagają wzrost komórek mózgowych, neuroplastyczność i funkcje poznawcze.
Sprawdź też: Szarłat zwisły, Amaranthus caudatus: wartości odżywcze i wpływ na organizm
Podczas stresu oksydacyjnego nadmiar wolnych rodników może uszkodzić struktury wewnątrz komórek mózgowych, a nawet spowodować ich śmierć, co może zwiększać ryzyko choroby Parkinsona.
Stres oksydacyjny zmienia również niezbędne białka, takie jak peptydy beta-amyloidu. Według systematycznego przeglądu z 2018 r., stres oksydacyjny może modyfikować te peptydy w sposób, który przyczynia się do gromadzenia się blaszek amyloidowych w mózgu. To jest kluczowy marker choroby Alzheimera.
Skutki zdrowotne stresu oksydacyjnego
Do bardziej globalnych zmian chorobowych, które wynikają z przewlekłego stresu oksydacyjnego zaliczamy:
– cukrzycę
– miażdżycę tętnic
– nadciśnienie
– choroby serca
– choroby neurodegradacyjne
– nowotwory
Niemożliwe jest całkowite usunięcie ekspozycji na wolne rodniki, chociażby z uwagi na to, że ich powstawanie jest wynikiem podstawowego metabolizmu komórkowego.
Jak zapobiec destrukcyjnemu wpływowi stresu oksydacyjnegou na organizm?
Jedną z metod prowadzących do tego ograniczenia wpływu stresu oksydacyjnego na organizm jest zapewnienie wysokiego poziomu przeciwutleniaczy, na przykład tych pochodzących z diety. Wysokim poziomem przeciwutleniaczy charakteryzują się owoce i warzywa, które są bogate w witaminy: A, C i E. Składniki te stanowią elementy komórkowych procesów „zmiatających” wolne rodniki.
Do innych zmian trybu życia należą:
– regularne i umiarkowane ćwiczenia
– unikanie palenia i kontaktu z dymem tytoniowym
– unikanie drażniących chemikaliów
– stosowanie kremu z filtrem
– zmniejszenie spożywania alkoholu, tłuszczu i cukrów prostych
Bibliografia
Cheignon, C., Tomas, M., Bonnefont-Rousselot, D., Faller, P., Hureau, C., & Collin, F. (2018). Oxidative stress and the amyloid beta peptide in Alzheimer’s disease. Redox biology, 14, 450–464. https://doi.org/10.1016/j.redox.2017.10.014
Cobley, J. N., Fiorello, M. L., & Bailey, D. M. (2018). 13 reasons why the brain is susceptible to oxidative stress. Redox biology, 15, 490–503. https://doi.org/10.1016/j.redox.2018.01.008
Piskounova, E., Agathocleous, M., Murphy, M. et al. Oxidative stress inhibits distant metastasis by human melanoma cells. Nature 527, 186–191 (2015). https://doi.org/10.1038/nature15726
Przeczytaj też:
