Oxidační stres

V současnosti se často setkáváme s fenoménem zvaným oxidační stres. Oxidační stres je původcem mnohých onemocnění, jako je Alzheimerova choroba, různé typy nádorových onemocnění, onemocnění koronárních tepen či diabetes mellitus, ale i mnoho dalších.

Charakteristika

DNA crosslink vzniklý působením oxidačního stresu

Oxidační stres je nerovnováha mezi antioxidační kapacitou buňky a množstvím volných radikálů. Obecně se předpokladá, že za vznik oxidačního stresu jsou zodpovědné reaktívní kyslíkové částice (ROS), kterými jsou např. superoxid, peroxid vodíku, hydroxylové radikály. Tyto látky jsou produktem normálního buněčného metabolismu v každém živém organismu, který získává energii oxidací. Vznik oxidačního stresu je proto výsledkem poruchy rovnováhy na různých úrovních v buňce. Z tohoto důvodu se v buňce produkují enzymy, které jsou zodpovědné za detoxikaci buňky od ROS a boj s oxidačním stresem. Antioxidační enzymy tedy plní obrannou funkci.

Superoxiddismutázy (SOD)

Superoxidový anión je produkovaný jednoelektronovou redukcií molekuly kyslíku a iniciuje vznik radikálové řetězové reakce. Existuje teorie, která říká, že SOD, která dismutuje superoxidový anión na peroxid vodíku, hraje klíčovou roli v procesu antioxidačních reakcí. Z tohoto důvodu jsou superoxiddismutázy (SOD) majoritním obranným systémem buněčné ochrany vůči superoxidu. Tyto enzymy obsahují ve svém katalytickém jádře redoxní kovy a konvertují superoxidový radikál na peroxid vodíku a kyslík. U člověka byly identifikovány tři rozličné izoformy SOD:

• mitochondriální manganová SOD (MnSOD, SOD2), jejíž homozygotní porucha u myši způsobí kardiovaskulární poruchy a smrt krátce po narození;
• cytosolová zinečnato-meďnatá SOD (Cu/Zn- SOD, SOD1);
• mimobuněčná SOD (ecSOD,SOD-3), která má důležitou úlohu v procesu regulace oxidačního stavu.

Kataláza (CAT)

Kataláza je vnitrobuněčný antioxidační enzym, který je lokalizovaný hlavně v peroxizomech a v určitém množství i v cytosole. Katalyzuje reakci způsobující přeměnu peroxidu vodíku na vodu. Během odstraňovaní peroxidu vodíku nepřímo detoxikuje superoxidové radikály, které jsou superoxiddismutázou přeměněny na peroxid vodíku. Kataláza je vysoce účinná při vyšších úrovních oxidačního stresu a poskytuje ochranu buňkám před peroxidem vodíku, který je v buňkách produkovaný. Enzym je obzvlášť důležitý při omezené glutathionové kapacitě nebo při snížené aktivitě glutationperoxidázy (GPx). Hraje důležitou roli ve vývoji snášenlivosti oxidačního stresu v adaptační citlivosti buněk. 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.