thumb|upright=1.8|right| Mehanizmi oksidativnog stresa kod ozljeda tkiva. Toksičnost slobodnih radikala izazvana ksenobioticima i naknadna detoksikacija ćelijskim enzimima (terminacija).
Oksidativni stres odražava neravnotežu između sistemske manifestacije reaktivnih vrsta kisika (ROS) i sposobnosti biološkog sistema da lahko detoksificira reaktivne intermedijere ili da popravi nastalu štetu. Poremećaji u normalnom redoks stanju ćelija mogu izazvati toksične efekte, proizvodnjom peroksida i slobodnih radikala koji oštećuju sve komponente ćelije, uključujući proteine, lipide i DNK. Oksidativni stres oksidativnog metabolizma uzrokuje oštećenje baze, kao i prekidanje lanaca u DNK. Oštećenje baze je uglavnom indirektno i uzrokovano je generiranim ROS, npr. O2– (superoksidni radikal), OH (hidroksil radikal) i H2O2 (vodik-peroksid). Nadalje, neke reaktivne oksidativne vrste djeluju kao ćelijski glasnici u redoks signalizaciji. Dakle, oksidativni stres može uzrokovati poremećaje u normalnim mehanizmima ćelijske signalizacije.
Smatra da je kod ljudi se oksidativni stres uključen u razvoj ADHD, kancera, Parkinsonove, Lafora, i Alzheimerove bolesti, te ateroskleroze, srčane insuficijencije, infarkta miokarda, sindroma fragilnog X, anemije srpastih ćelija, lichen planus, vitiligoa, autizma, infekcija, sindroma hroničnog umora (ME/CFS), i depresija. Također se čini da je karakterističan za osobe sa Aspergerovim sindromom. Međutim, ROS mogu biti od koristi, jer ih imunski sistem koristi kao način za napad i ubijanje patogena. Kratkotrajni oksidativni stres takođe može biti važan u prevenciji starenja, indukcijom procesa pod nazivom mitohormeza.
Oksidans Opis, superoksidni anion Jednoelektronsko redukcijsko stanje , formirano u mnogim reakcijama autooksidacije i lanca elektronsog transporta. Prilično nereaktivan, ali može osloboditi iz gvožđe-sumpornih proteina i feritina. Podliježe dismutaciji da bi se formirao , spontano ili enzimskom katalizom i prekursor je formiranja •OH kataliziranog metalom., Vodik-peroksidDvoelektronsko redukcijsko stanje, formirano dismutacijom ili direktnom redukcijom . Rastvorljiv u lipidima i stoga može difundirati kroz membrane.•OH, Hidroksil radikalTroelektronsko redukcijsko stanje, formirano Fentonovom reakcijom i razlaganjem peroksinitrita. Izuzetno reaktivan, napada većinu ćelijskih komponentiROOH, Organski hidroperoksid Nastaje radikalnim reakcijama sa ćelijskim komponentama kao što su lipidi i nukleobaze.RO•, alkoksi i ROO•, peroksi radikali Organski radikali usredsređeni na kisik. Lipidni oblici učestvuju u reakcijama peroksidacije lipida. Proizveden u prisustvu kisika radikalnim dodavanjem dvostrukim vezama ili odvajanjem vodika.HOCl, Hipohlorna kiselinaFormira se od pomoću mijeloperoksidaza. Rastvorljiv u lipidima i vrlo reaktivan. Lahko će oksidirati proteinske sastojke, uključujući tiolnu grupu, amino grupu i metionin.ONOO–, PeroksinitritNastaje brzom reakcijom između i NO•. Rastvorljiv u lipidima i po reaktivnosti liči na hipohlornu kiselinu. Protoniranjem nastaje peroksinitrozna kiselina, koja se može podvrgnuti homolitskom cijepanju da bi se formirao hidroksilni radikal i dušik-dioksid. Tabela prema:
Bolesti
Sumnja se da je oksidativni stres važan u pojavi više ozbiljnih bolesti, kao što neurodegenerativne bolesti uključujući Lou Gehrigovu bolest (MND ili ALS), Parkinsonova bolest, Alzheimerova bolest, Huntingtonova bolest, depresija, autizam, i multipla skleroza. Indirektni dokazi putem praćenja biomarkera kao što su reaktivne vrste kisika i proizvodnja reaktivnih vrsta dušika (RNS), ukazuju da oksidativna oštećenja mogu biti uključena u patogenezu ovih bolesti, dok je kumulativni oksidativni stres s poremećenim mitohondrijskim disanjem i oštećenjem mitohondrija povezan s Alzheimerovom i Parkinsonovom bolešću, kao i drugim neurodegenerativnim bolestima.
Smatra se da je oksidativni stres povezan sa određenim kardiovaskularnim oboljenjima, budući da je oksidacija LDL u vaskularnom endotelu prekursor formiranja ateroskreroznog plaka. Oksidativni stres također ima ulogu u ishemijskoj kaskadi zbog kisične reperfuzijske povrede nakon hipoksije. Ova kaskada uključuje moždane i srčane udare. Oksidativni stres je također uključen u sindrom hroničnog umora (ME/CFS). Oksidativni stres također doprinosi ozljeđivanju tkiva nakon zračenja i hiperoksija, kao i kod dijabetesa. Kod hematoloških karcinoma, kao što je leukemija, uticaj oksidativnog stresa može biti obostran. Reaktivne vrste kisika mogu poremetiti funkciju imunskih ćelija, promovišući imunsku evaziju leukemijskih ćelija. S druge strane, visoki nivoi oksidativnog stresa također mogu biti selektivno toksični za ćelije raka.
Oksidativni stres je vjerovatno uključen u razvoj raka koji je povezan sa starenjem. Reaktivne vrste kisika proizvedene u oksidativnom stresu mogu uzrokovati direktno oštećenje DNK i stoga su mutagene, a također mogu potisnuti apoptoze i promovirati proliferaciju, invazivnost i metastaze. Infekcija putem Helicobacter pylori koji povećava proizvodnju reaktivnih vrsta kisika i dušika u ljudskom želucu također se smatra važnom u razvoju karcinoma želuca.
Imunska odbrana Imunski sistem koristi smrtonosne efekte oksidansa, tako što proizvodnju oksidirajućih vrsta čini centralnim dijelom svog mehanizma ubijanja patogena; s aktiviranim fagocitima koji proizvode i ROS i reaktivne vrste dušika. To uključuje superoksid , dušik-oksid (•NO) i njihov posebno reaktivni proizvod, peroksinitrit (ONOO–). Iako upotreba ovih visoko reaktivnih spojeva u citotoksičnom odgovoru fagocita uzrokuje oštećenje tkiva domaćina, nespecifičnost ovih oksidansa je prednost jer će oštetiti gotovo svaki dio svoje ciljne ćelije. Ovo sprečava da patogen pobjegne iz ovog dijela imunskog odgovora. mutacijom jedne molekulske mete.
COVID-19 i kardiovaskularne povrede Predloženo je da oksidativni stres može imati glavnu ulogu u određivanju srčanih komplikacija kod COVID-19.
Također pogledajte Antioksidativni stres Akatalazija Malondialdehid, marker oksidativnog stresa Mitohondrijska teorija starenja slobodnih radikala Mitohormeza Dušik-oksid Prooksidans Reduktivni stres
Reference
Kategorija:Citologija Kategorija:Hemijska patologija Kategorija:Alzheimerova bolest Kategorija:Biološko starenje