Окислительный стресс

Окислительным стрессом (оксидативным стрессом, от англ. oxidative stress) называют процесс повреждения клетки в результате окисления ^[1].

Введение

Все формы жизни сохраняют восстанавливающую среду внутри своих клеток. Клеточный «редокс-статус» поддерживается специализированными ферментами в результате постоянного притока энергии. Нарушение этого статуса вызывает повышенный уровень токсичных реактивных форм кислорода, таких как пероксиды и свободные радикалы. В результате действия реактивных форм кислорода такие важные компоненты клетки как липиды и ДНК окисляются.

У человека оксидативный стресс является причиной или важной составляющей многих серьёзных заболеваний, таких как атеросклероз ^{[2] [3]}, гипертензия ^[4], болезнь Альцгеймера ^{[5] [6]}, диабет ^[7] , а также является одной из составлющих процесса старения ^[8]. В некоторых случаях, однако, оксидативный стресс используется организмом как защитный механизм. Иммунная система человека использует оксидативный стресс для борьбы с патогенами, а некоторые реактивные формы кислорода могут служить посредниками в передаче сигнала ^{[9] [10] [11]}.

Химия и биология оксидативного стресса

С химической точки зрения оксидативный стресс представляет собой значительное увеличение клеточного редокс-потенциала или существенное снижение восстановительной способности клеточных редокс-пар, таких как окисленный/восстановленный глутатион. Эффект оксидативного стресса зависит от силы его выраженности. Клетки могут вернуться в исходное состояние при небольших нарушениях. Однако, более выраженный оксидативный стресс вызывает клеточную смерть.

В человеческом организме наиболее распространены реакции Фентона и Габера-Вейса, генерирующие гидроксил-радикалы.

Наиболее опасная часть оксидативного стресса — это образование реактивных форм кислорода (РФК), в которые входят свободные радикалы и пероксиды. Один из наименее реактивных РФК, супероксид, спонтанно или в присутствии переходных металлов превращается в более агрессивные (гидроксильный радикал и др.), что может вызвать повреждение многих клеточных компонентов — липидов, ДНК и белков (как результат их окисления). Большинство РФК постоянно образуются в клетке, но их уровень в норме настолько небольшой, что клетка либо инактивирует их с помощью антиоксидантной системы, либо заменяет повреждённые молекулы. Таким образом РФК, образующиеся в качестве побочных продуктов нормального клеточного метаболизма (в основном из-за небольшой утечки электронов в дыхательной цепи митохондрий, а также других реакций в цитоплазме), не вызывают повреждения клетки. Однако уровень РФК, превышающий защитные возможности клетки, вызывает серьёзные клеточные нарушения (например, истощение АТФ) и как результат разрушение клетки. В зависимости от силы стресса клетки могут погибнуть в результате апоптоза, когда внутреннее содержимое клетки успевает деградировать до нетоксичных продуктов распада, или в результате некроза, когда сила оксидативного стресса слишком велика. При некрозе клеточная мембрана нарушается и содержимое клетки высвобождается в окружающую среду, что может в результате повредить окружающие клетки и ткани.

Влияние ионизирующих излучений ^[12][13]

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

См. также

• Реактивные формы кислорода
• Радикал (химия)
• Каталаза
• Супероксиддисмутаза
• Малондиальдегид
• Металлотионеин

Примечания

1. ↑ Е. Меньщикова. [1]. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты, Е.Б. Меньщикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин - М.: Фирма "Слово", 2006. - 556 с.
2. ↑ Kaneto H, Katakami N, Matsuhisa M, Matsuoka TA (2010). «Role of reactive oxygen species in the progression of type 2 diabetes and atherosclerosis». Mediators Inflamm. 2010: 453892. DOI:10.1155/2010/453892. PMID 20182627.
3. ↑ Uno K, Nicholls SJ (June 2010). «Biomarkers of inflammation and oxidative stress in atherosclerosis». Biomark Med 4 (3): 361–73. DOI:10.2217/bmm.10.57. PMID 20550470.
4. ↑ Rodrigo R, González J, Paoletto F (January 2011). «The role of oxidative stress in the pathophysiology of hypertension». Hypertens Res. DOI:10.1038/hr.2010.264. PMID 21228777.
5. ↑ Darvesh AS, Carroll RT, Bishayee A, Geldenhuys WJ, Van der Schyf CJ (May 2010). «Oxidative stress and Alzheimer's disease: dietary polyphenols as potential therapeutic agents». Expert Rev Neurother 10 (5): 729–45. DOI:10.1586/ern.10.42. PMID 20420493.
6. ↑ Bonda DJ, Wang X, Perry G, et al. (2010). «Oxidative stress in Alzheimer disease: a possibility for prevention». Neuropharmacology 59 (4-5): 290–4. DOI:10.1016/j.neuropharm.2010.04.005. PMID 20394761.
7. ↑ Giacco F, Brownlee M (October 2010). «Oxidative stress and diabetic complications». Circ. Res. 107 (9): 1058–70. DOI:10.1161/CIRCRESAHA.110.223545. PMID 21030723.
8. ↑ Romano AD, Serviddio G, de Matthaeis A, Bellanti F, Vendemiale G (2010). «Oxidative stress and aging». J. Nephrol. 23 Suppl 15: S29–36. PMID 20872368.
9. ↑ Forman HJ (August 2010). «Reactive oxygen species and alpha,beta-unsaturated aldehydes as second messengers in signal transduction». Ann. N. Y. Acad. Sci. 1203: 35–44. DOI:10.1111/j.1749-6632.2010.05551.x. PMID 20716281.
10. ↑ Queisser N, Fazeli G, Schupp N (November 2010). «Superoxide anion and hydrogen peroxide-induced signaling and damage in angiotensin II and aldosterone action». Biol. Chem. 391 (11): 1265–79. DOI:10.1515/BC.2010.136. PMID 20868230.
11. ↑ Bartz RR, Piantadosi CA (2010). «Clinical review: oxygen as a signaling molecule». Crit Care 14 (5): 234. DOI:10.1186/cc9185. PMID 21062512.
12. ↑ http://elementy.ru/news/431832
13. ↑ Effects of parental radiation exposure on developmental instability in grasshoppers - BEASLEY - 2012 - Journal of Evolutionary Biology - Wiley Online Library

Ссылки

• Current Medicinal Chemistry, Volume 12, Number 10, May 2005, pp. 1161–1208(48) Metals, Toxicity and Oxidative Stress