Oxidační stres

Oxidačný stres

V súčasnosti sa často stretávame s fenoménom zvaným oxidačný stres. Oxidačný stres je pôvodcom mnohých ochorení ako je Alzheimerová choroba, rôzne typy rakovín, ochorenie koronárnych tepien či diabetes ale aj mnoho ďalších ochorení. Oxidačný stres je nerovnováha medzi antioxidačnou kapacitou bunky a množstvom voľných radikálov. Vo všeobecnosti sú pokladané za vznik oxidačného stresu reaktívne kyslíkové častice (ROS), ktorými sú napríklad superoxid, peroxid vodíka, hydroxylové radikály, ktoré 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 detoxifikáciu bunky od ROS a boj s oxidačným stresom. Antioxidačné enzýmy plnia teda obrannú funkciu a patria tu tieto enzýmy:

Superoxid dizmutázy (SOD)

Superoxidový anión je produkovaný jedno–elektrónovou 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 reakcii. Z tohto dôvodu sú superoxid dizmutázy (SOD) majoritným obranným systémom bunkovej ochrany voči superoxidu vo všetkých bunkách. Tieto enzýmy obsahujú redoxné kovy vo svojom katalytickom jadre a dizmutujú superoxidový radikál na peroxid vodíka a kyslík. Existujú tri rozličné izoformy SOD, ktoré boli identifikované:

• mitochondriálna mangánová SOD (MnSOD, SOD2). Homozygotná porucha SOD2 u myší spôsobuje niekoľko kardiovaskulárnych porúch a smrť už krátko po narodení

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

• mimobunková SOD (ecSOD,SOD-3). EcSOD má dôležitú úlohu v procese regulácie oxidačného stavu .v cievnych medzibunkových priestoroch

Kataláza (CAT)

Kataláza je vnútrobunkový antioxidačný enzým, ktorý je hlavne lokalizovaný v bunkových peroxizómoch a v určitom množstve sa nachádza aj v cytosole. Katalyzuje reakciu spôsobujúcu premenu peroxidu vodíka na vodu. Počas odstraňovania peroxidu vodíka, nepriamo detoxikuje superoxidové radikály, ktoré sú premenené na peroxid vodíka superoxid dizmutázou .Kataláza je vysoko účinná pri vyšších úrovniach oxidačného stresu a poskytuje ochranu bunkám pred peroxidom vodíka produkovaným v bunkách. Enzým je obzvlášť dôležitý v prípade obmedzenej glutatiónovej kapacity alebo pri redukovanej aktivity glutatión peroxidázy (GPx) a 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 ,ktorá je kódovaná katE).

Použitá literatúra

Ames BN, Gold LS. (1991). Mutat. Res., 250: 3-16. MEDLINE, Henle ES, Linn S. (1997). J. Biol. Chem., 272: 19095-19098.

P.Gaudu, S.Dubrac, D.Touati, Activation of SoxR by overproduction of desulfoferrodoxin: multiple ways to induce the soxRS regulon, J.Bacteriol. 182 (2000) 1761–1763.

Fujii J, Iuchi Y, Okada F. Fundamental roles of reactive oxygen species and protective mechanisms in the female reproductive system., Reprod Biol Endocrinol. 2005 Sep 2;3:43., PMID: 16137335

Wassmann S, Wassmann K, Nickenig G., Modulation of oxidant and antioxidant enzyme expression and function in vascular cells., Hypertension. 2004 Oct;44(4):381-6. Epub 2004 Aug 30., PMID: 15337734

Li Y, Huang TT, Carlson EJ, Melov S, Ursell PC, Olson JL, Noble LJ, Yoshimura MP, Berger C, Chan PH, Wallace DC, Epstein CJ. Dilated cardiomyopathy and neonatal lethality in mutant mice lacking manganese superoxide dismutase. Nat Genet. 1995;11:376–381. doi: 10.1038/ng1295-376.