Stres je považován za nespecifickou reakci organismu na působení vnitřních nebo vnějších faktorů. Tuto definici uvedl do praxe G. Selye (kanadský fyziolog). Jakákoli akce nebo stav může vyvolat stres. Je však nemožné vyčlenit jeden faktor a nazvat jej hlavní příčinou reakce těla.
Rozlišující vlastnosti
Při analýze reakce nezáleží na charakteru situace (zda je příjemná nebo nepříjemná), ve které se organismus nachází. Zajímavá je intenzita potřeby adaptace nebo restrukturalizace podle podmínek. Organismus se působení dráždidla brání především svou schopností reagovat a pružně se přizpůsobit situaci. Podle toho lze vyvodit následující závěr. Stres je soubor adaptivních reakcí produkovaných tělem v případě vlivu faktoru. Tento jev se ve vědě nazývá obecný adaptační syndrom.
Stage
Adaptační syndromprobíhá po etapách. Nejprve přichází fáze úzkosti. Tělo v této fázi vyjadřuje přímou reakci na náraz. Druhým stupněm je odpor. V této fázi se tělo nejúčinněji přizpůsobuje podmínkám. Poslední fází je vyčerpání. Aby tělo prošlo předchozími fázemi, využívá své rezervy. V poslední fázi jsou tedy výrazně vyčerpány. V důsledku toho začínají strukturální změny uvnitř těla. To však v mnoha případech k přežití nestačí. V důsledku toho se vyčerpávají nenahraditelné energetické zásoby a tělo se přestává přizpůsobovat.
Oxidační stres
Antioxidační systémy a prooxidanty se za určitých podmínek dostávají do nestabilního stavu. Složení posledně jmenovaných prvků zahrnuje všechny faktory, které hrají aktivní roli při zvýšené tvorbě volných radikálů nebo jiných typů kyslíku reaktivního typu. Primární mechanismy škodlivého účinku oxidačního stresu mohou být reprezentovány různými činiteli. Mohou to být buněčné faktory: defekty mitochondriálního dýchání, specifické enzymy. Mechanismy oxidačního stresu mohou být i vnější. Patří mezi ně zejména kouření, léky, znečištění ovzduší a tak dále.
Volné radikály
V lidském těle se tvoří neustále. V některých případech je to způsobeno náhodnými chemickými procesy. Vznikají například hydroxylové radikály (OH). Jejich vzhled je spojen sneustálé vystavení ionizujícímu záření nízké úrovně a uvolňování superoxidu v důsledku úniku elektronů a jejich transportního řetězce. V jiných případech je výskyt radikálů způsoben aktivací fagocytů a produkcí oxidu dusnatého endoteliálními buňkami.
Mechanismy oxidačního stresu
Procesy tvorby volných radikálů a reakce těla jsou přibližně vyvážené. V tomto případě je docela snadné posunout tuto relativní rovnováhu ve prospěch radikálů. V důsledku toho je narušena buněčná biochemie a dochází k oxidativnímu stresu. Většina prvků je schopna tolerovat střední stupeň nerovnováhy. To je způsobeno přítomností reparačních struktur v buňkách. Identifikují a odstraňují poškozené molekuly. Na jejich místo nastupují nové prvky. Kromě toho mají buňky schopnost posílit ochranu tím, že reagují na oxidační stres. Například krysy umístěné v podmínkách s čistým kyslíkem umírají po několika dnech. Stojí za to říci, že asi 21 % O2 je přítomno v běžném vzduchu. Pokud jsou zvířata vystavena postupně se zvyšujícím dávkám kyslíku, jejich ochrana se zvýší. V důsledku toho je možné dosáhnout toho, že potkani budou schopni tolerovat 100% koncentraci O2. Silný oxidační stres však může způsobit vážné poškození nebo smrt buněk.
Provokující faktory
Jak již bylo zmíněno výše, tělo si udržuje rovnováhu volných radikálů a ochrany. Z toho lze usuzovatže oxidační stres je způsoben minimálně dvěma příčinami. Prvním je snížení ochranné aktivity. Druhým je zvýšení tvorby radikálů do takové míry, že je antioxidanty nebudou schopny neutralizovat.
Snížená obranná reakce
Je známo, že antioxidační systém je více závislý na normální výživě. Podle toho můžeme dojít k závěru, že snížení ochrany v těle je důsledkem špatné stravy. S největší pravděpodobností je mnoho lidských onemocnění způsobeno nedostatkem antioxidačních živin. Například neurodegenerace je zjišťována v důsledku nedostatečného příjmu vitaminu E u pacientů, jejichž tělo nedokáže správně vstřebávat tuky. Existují také důkazy, že glutathion redukovaný v lymfocytech v extrémně nízkých koncentracích je detekován u lidí infikovaných HIV.
Kouření
Je to jeden z hlavních faktorů, které vyvolávají oxidační stres v plicích a mnoha dalších tkáních těla. Kouř a dehet jsou bohaté na radikály. Některé z nich jsou schopny napadat molekuly a snižovat koncentraci vitamínů E a C. Kouř dráždí mikrofágy plic, což má za následek tvorbu superoxidu. V plicích kuřáků je více neutrofilů než nekuřáků. Lidé, kteří zneužívají tabák, jsou často podvyživení a konzumují alkohol. V důsledku toho je jejich ochrana oslabena. Chronický oxidační stres vyvolává vážné poruchy buněčného metabolismu.
Změny v těle
Pro diagnostické účely se používají různé markery oxidačního stresu. Tyto nebo jiné změny v těle naznačují konkrétní místo porušení a faktor, který jej vyvolal. Při studiu procesů tvorby volných radikálů při rozvoji roztroušené sklerózy se používají následující indikátory oxidačního stresu:
- Malonový dialdehyd. Působí jako sekundární produkt oxidace volných radikálů (FRO) lipidů a má škodlivý vliv na strukturní a funkční stav membrán. To následně vede ke zvýšení jejich propustnosti pro ionty vápníku. Zvýšení koncentrace malondialdehydu během primární a sekundární progresivní roztroušené sklerózy potvrzuje první fázi oxidačního stresu - aktivaci oxidace volných radikálů.
- Schiffova báze je konečným produktem proteinů a lipidů CPO. Zvýšení koncentrace Schiffových bází potvrzuje tendenci aktivace oxidace volných radikálů k chronickému charakteru. Se zvýšenou koncentrací malondialdehydu navíc k tomuto produktu u primární a sekundární progresivní sklerózy může být zaznamenán nástup destruktivního procesu. Spočívá ve fragmentaci a následné destrukci membrán. Zvýšené Schiffovy báze také naznačují první fázi oxidačního stresu.
- Vitamin E. Je to biologický antioxidant, který interaguje s volnými radikály peroxidů a lipidů. V důsledku reakcí vznikají balastní produkty. Vitamin E je oxidován. Je zvažovánúčinný neutralizátor singletového kyslíku. Pokles aktivity vitaminu E v krvi svědčí o nerovnováze v neenzymatické vazbě systému AO3 - ve druhém bloku rozvoje oxidačního stresu.
Důsledky
Jaká je role oxidačního stresu? Je třeba poznamenat, že jsou ovlivněny nejen membránové lipidy a proteiny, ale také sacharidy. Kromě toho začínají změny v hormonálním a endokrinním systému. Snižuje se aktivita enzymové struktury lymfocytů brzlíku, zvyšuje se hladina neurotransmiterů a začínají se uvolňovat hormony. Ve stresu začíná oxidace nukleových kyselin, bílkovin, uhlíků a zvyšuje se celkový obsah lipidů v krvi. Uvolňování adrenokortikotropního hormonu je zvýšeno v důsledku intenzivního rozkladu ATP a výskytu cAMP. Ten aktivuje proteinkinázu. Ten zase za účasti ATP podporuje fosforylaci cholinesterázy, která přeměňuje estery cholesterolu na volný cholesterol. Posílení biosyntézy bílkovin, RNA, DNA, glykogenu za současné mobilizace z depa tuků, odbourávání mastných (vyšších) kyselin a glukózy v tkáních také způsobuje oxidační stres. Stárnutí je považováno za jeden z nejzávažnějších důsledků tohoto procesu. Dochází také ke zvýšení působení hormonů štítné žlázy. Zajišťuje regulaci rychlosti bazálního metabolismu - růst a diferenciaci tkání, metabolismus bílkovin, lipidů, sacharidů. Důležitou roli hraje glukagon a inzulín. Podle některých odborníků glukózapůsobí jako signál pro aktivaci adenylátcyklázy a cMAF pro produkci inzulínu. To vše vede k zintenzivnění štěpení glykogenu ve svalech a játrech, zpomalení biosyntézy sacharidů a bílkovin a zpomalení oxidace glukózy. Vzniká negativní dusíková bilance, zvyšuje se koncentrace cholesterolu a dalších lipidů v krvi. Glykagon podporuje tvorbu glukózy, inhibuje její rozklad na kyselinu mléčnou. Zároveň jeho nadměrné vynakládání vede ke zvýšené glukoneogenezi. Tento proces je syntézou nesacharidových produktů a glukózy. Prvními jsou kyselina pyrohroznová a mléčná, glycerol a také jakékoli sloučeniny, které se během katabolismu mohou přeměnit na pyruvát nebo jeden z mezičlánků cyklu trikarboxylových kyselin.
Hlavními substráty jsou také aminokyseliny a laktát. Klíčovou roli v přeměně sacharidů má glukóza-6-fosfát. Tato sloučenina prudce zpomaluje proces fosfoliritického štěpení glykogenu. Glukóza-6-fosfát aktivuje enzymatický transport glukózy z uridindifosfoglukózy do syntetizovaného glykogenu. Sloučenina také působí jako substrát pro následné glykolytické transformace. Spolu s tím dochází ke zvýšení syntézy enzymů glukoneogeneze. To platí zejména pro fosfoenolpyruvát karboxykinázu. Určuje rychlost procesu v ledvinách a játrech. Poměr glukoneogeneze a glykolýzy se posouvá doprava. Glukokortikoidy působí jako induktory enzymatické syntézy.
Ketonbody
Fungují jako druh dodavatele paliva pro ledviny, svaly. Při oxidačním stresu se zvyšuje počet ketolátek. Fungují jako regulátor zabraňující nadměrné mobilizaci mastných kyselin z depa. To je způsobeno tím, že energetický hlad začíná v mnoha tkáních kvůli skutečnosti, že glukóza kvůli nedostatku inzulínu není schopna proniknout do buňky. Při vysokých plazmatických koncentracích mastných kyselin se zvyšuje jejich vstřebávání játry a oxidace a zvyšuje se intenzita syntézy triglyceridů. To vše vede ke zvýšení počtu ketolátek.
Extra
Věda zná fenomén jako „oxidační stres rostlin“. Stojí za to říci, že otázka specifičnosti přizpůsobení kultur různým faktorům zůstává dnes diskutabilní. Někteří autoři se domnívají, že za nepříznivých podmínek má komplex reakcí univerzální charakter. Jeho aktivita nezávisí na povaze faktoru. Jiní odborníci tvrdí, že odolnost plodin je určena konkrétními reakcemi. To znamená, že reakce je adekvátní faktoru. Mezitím se většina vědců shoduje na tom, že spolu s nespecifickými reakcemi se objevují i ty specifické. Druhé nelze vždy identifikovat na pozadí četných univerzálních reakcí.
