Oxidační stres

V súčasnosti sa často stretávame s fenoménom zvaným oxidačný stres. Oxidačný stres je pôvodcom mnohých ochorení, ako je Alzheimerova choroba, rôzne typy rakoviny, ochorenie koronárnych tepien či diabetes mellitus, ale aj mnoho ďalších ochorení. Oxidačný stres je nerovnováha medzi antioxidačnou kapacitou bunky a množstvom voľných radikálov. Vo všeobecnosti sa predpokladá, že za vznik oxidačného stresu sú zodpovedné reaktívne kyslíkové častice (ROS), ktorými sú napr. superoxid, peroxid vodíka, hydroxylové radikály. Tieto látky sú produktom normálneho bunkového metabolizmu v každom živom organizme, ktorý získava energiu oxidáciou. Vznik oxidačného stresu je preto výsledkom porušenia rovnováhy na rôznych úrovniach v bunke. Z tohto dôvodu sa v bunke produkujú enzýmy, ktoré sú zodpovedné za detoxikáciu bunky od ROS a boj s oxidačným stresom. Antioxidačné enzýmy teda plnia obrannú funkciu. Patria medzi ne tieto enzýmy:

Superoxiddismutázy (SOD)

Superoxidový anión je produkovaný jednoelektrónovou redukciou molekuly kyslíka a iniciuje vznik radikálovej reťazovej reakcie. Existuje domnienka, že SOD, ktorá dizmutuje superoxidový anión na peroxid vodíka, hrá kľúčovú úlohu v procese antioxidačných reakcií. Z tohoto dôvodu sú superoxiddismutázy (SOD) majoritným obranným systémom bunkovej ochrany voči superoxidu. Tieto enzýmy obsahujú vo svojom katalytickom jadre redoxné kovy a konvertujú superoxidový radikál na peroxid vodíka a kyslík. U človeka boli identifikované tri rozličné izoformy SOD:

• mitochondriálna mangánová SOD (MnSOD, SOD2), ktorej homozygotná porucha u myší spôsobí kardiovaskulárne poruchy a smrť krátko po narodení,

• cytosolová zinkovo-meďnatá SOD (Cu/Zn- SOD, SOD1),

• mimobunková SOD (ecSOD,SOD-3), ktorá má dôležitú úlohu v procese regulácie oxidačného stavu.

Kataláza (CAT)

Kataláza je vnútrobunkový antioxidačný enzým, ktorý je lokalizovaný hlavne v peroxizómoch a v určitom množstve aj v cytosole. Katalyzuje reakciu spôsobujúcu premenu peroxidu vodíka na vodu. Počas odstraňovania peroxidu vodíka nepriamo detoxikuje superoxidové radikály, ktoré sú premieňané superoxiddismutázou na peroxid vodíka. Kataláza je vysoko účinná pri vyšších úrovniach oxidačného stresu a poskytuje ochranu bunkám pred peroxidom vodíka, ktorý je v bunkách produkovaný. Enzým je obzvlášť dôležitý pri obmedzenej glutatiónovej kapacite alebo pri redukovanej aktivite glutationperoxidázy (GPx). Hrá dôležitú úlohu vo vývoji znášanlivosti oxidačného stresu v adaptačnej citlivosti buniek. E.coli obsahuje dva typy kataláz: HP (vodíková peroxidáza kódovaná katG) a HPII (vodíková peroxidáza kódovaná katE).

Odkazy

Použitá literatura

• AMES, B N a L S GOLD. Endogenous mutagens and the causes of aging and cancer. Mutat Res [online]. 1991 Sep-Oct, vol. 250, no. 1-2, s. 3-16, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1944345>. ISSN 0027-5107. 

• GAUDU, P, S DUBRAC a D TOUATI. Activation of SoxR by overproduction of desulfoferrodoxin: multiple ways to induce the soxRS regulon. J Bacteriol [online]. 2000, vol. 182, no. 6, s. 1761-3, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC94477/?tool=pubmed>. ISSN 0021-9193. 

• FUJII, Junichi, Yoshihito IUCHI a Futoshi OKADA. Fundamental roles of reactive oxygen species and protective mechanisms in the female reproductive system. Reprod Biol Endocrinol [online]. 2005, vol. 3, s. 43, dostupné také z <https://rbej.biomedcentral.com/articles/10.1186/1477-7827-3-43>. ISSN 1477-7827. 

• WASSMANN, Sven, Kerstin WASSMANN a Georg NICKENIG. Modulation of oxidant and antioxidant enzyme expression and function in vascular cells. Hypertension [online]. 2004, vol. 44, no. 4, s. 381-6, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15337734>. ISSN 0194-911X (print), 1524-4563. 

• LI, Y, T T HUANG a E J CARLSON, et al. Dilated cardiomyopathy and neonatal lethality in mutant mice lacking manganese superoxide dismutase. Nat Genet [online]. 1995, vol. 11, no. 4, s. 376-81, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7493016>. ISSN 1061-4036.