Stresul Oxidativ in Senescenta

STRESUL OXIDATIV IN SENESCENTA

Stresul oxidativ Stresul oxidativ (SO) reprezinta totalitatea deteriorarilor oxidative produse

de Radicalii Liberi ai Oxigenului la nivelul intregului oganism. Deci in acest

sens, in sfera SO intra procesele biologice complexe cum sunt inflamatiile,

precum si conditii biologice in care se produc depasirea capacitatii

antioxidante totale. Organismul nostru produce radicali liberi in mod natural,

atunci cand respiram, digeram alimentele, neutralizam bauturile alcoolice si

medicamentele sau cand celulele transforma grasimile si carbohidratii in

energie. Radicalii liberi sunt de regula anihilati de sistemul antioxidant

natural al organismului. Daca acest sistem protector nu mai face fata, acestia

incep sa atace celulele si alte molecule, ducand la ateroscleroza, cancer,

diminuarea capacitatii mintale, imbatranire si la alte probleme de sanatate.

Antioxidantii naturali sunt coplesiti, date fiind lipsa fructelor si a legumelor

din alimentatie, stresul si miscarea insuficienta.

Pe parcursul timpului au fost descoperite numeroase dovezi cum ca

radicalii liberi joaca un rol important in imbtranire prin faptul ca ataca

moleculele.Radicalii liberi induc leziuni oxidative de imbatranire si altereaza

rezistenta oxidative si longevitatea.Implicarea stresului oxidativ in procesul

de imbatranire este bine cunoscuta in prezent, desi nu este complet inteleasa

datorita retelei complexe de sisteme redox reglatoare.Mai mult, este

compatibila cu alte teorii actuale ale imbatranirii (cele care implica

senescenta prematura indusa de stress, acumularile biologice de “deseuri”).

Mecanismele redox implicate in timpul procesului de imbatranire implica:

agenti oxidanti ai imbatranirii (sinteza oxidului nitric si reactia Fenton,

Butuc Adrian LaurentiuGrupa 116

1

enzime microzomale ale citocromului P450, beta oxidarea peroxisomala),

schimbari antioxidante in imbatranire ( superoxid dismutaza enzimatica,

glutation-reductaza, glutation-peroxidaza, ascorbatul, bilirubina, melatonina,

tocoferolul, carotenoidele), alterarea mecanismelor de aparare ale

deteriorarilor oxidative.

S-au dezvoltat doua teorii principale ale imbatranirii: teorii ale imbatranirii

“accidentale” produse de greseli reprezentate de diverse mecanisme

vatamatoare care induc deteriorari progressive la diferite nivele si teorii ale

imbatranirii “programate” induse de colectia de subproduse de actiune a

genelor selectate pentru a intensifica conditiile de inmultire.Chiar daca nu

sunt gene care au evoluat special pentru a induce senescenta, cercetatorii au

estimat ca variatia alelica pana la 7000 de gene aferente pot modula

anumite tipare de imbatranire la om.

Implicarea RL in producerea senescentei este evidenta la celulele care nu

se divid, cum sunt neuronii si unele celule musculare; in aceste celule de la o

anumita varsta incep sa se depuna pigmenti lipofunscinici in a caror

compozitie intra peroxizii lipidici si produsii lor de descompunere, aldehide

(de tip baze Schiff). Pigmentii lipofuscinici se cumuleaza liniar cu varsta,

mai ales in creier si inima, ajungand si la 6% din volumul celulei

miocardice.

Se poate spune ca senescenta provine din impletirea mai multor factori:

- cresterea treptata a formarii RL cu consecintele lor;

- scaderea treptata a AO si a eficientei enzimelor de refacere;

- expunerea la factori prooxidanti din mediu: radiatii, poluanti chimici.

Imbatranirea


2

Imbatranirea este un proces multifactorial extrem de complex si reprezinta

deteriorarea gradata a functiilor care se intampla dupa maturitate si duce la

moarte.O definitie recenta si mai precisa identifica imbatranirea cu

incapacitatea organismului de a raspunde la stress si de a mentine reglarea

homeostazica, astfel scazand abilitatea organismului de a supravietui

schimbarilor defavorabile care au loc odata cu trecerea timpului.

Surse principale de agenti oxidanti in imbatranire

Exista doua mari surse de agenti oxidanti : surse mitocondriale (care joaca

rolul principal in imbatranire) si surse non-mitocondriale.

Surse mitocondriale

Sunt reprezentate de lantul de transport al electronilor si de sinteza

oxidului nitric.Mitocondriile par a fi principala sursa de oxidanti endogeni

implicati in imbatranire.Rata respiratiei e responsabila de rata generarii de

specii reactive de oxigen. Mitocondriile sunt de asemenea implicate in

generarea oxidului nitric, prin reactia de sinteza a oxidului nitric.Oxigenul si

oxidul nitric reactioneaza pentru a forma alt oxidant, peroxinitritul, care

reprezinta o potentiala sursa a puterii si agresivitatii radicalului hidroxil.

Mitocondriile contin superoxid dismutaza. Enzima antioxidanta superoxid

dismutaza a fost descoperita de doctorul McCord si profesorul Irwing

Fridovich, in anul 1969. Superoxid dismutaza (S.O.D.), glutation peroxidaza

si catalaza sunt enzime antioxidante endogene (produse de organismul

uman) care asigura apararea organismului impotriva actiunii radicalilor

liberi (O2-, HO si H2O2) care produc leziuni la nivelul ADN-ului si al

membranelor celulare.


3

S.O.D. este de pana la 3500 de ori mai eficient antioxidant decat vitamina

C. Superoxid dismutaza catalizeaza reducerea anionului superoxid (O2-),

una dintre cele mai reactive specii de oxigen, la apa oxigenata (H2O2), mai

putin reactiva. Apa oxigenata (peroxidul de hidrogen) este transformata in

apa (H2O) de catalaza si glutation peroxidaza.

ADN mitocondrial nu este protejat de proteine (nu exista histone).Faptul

ca sistemul de reparare a ADNului mitocondrial este ineficace si ca

mitocondriile sunt producatoare de radicali liberi ai oxigenului lasa sa se

presupuna ca ADN-ul mitocondrial este in mod special expus lezarilor

oxidative. Aceste lezari provoaca mutatii ale ADNului, care sunt la originea

alterarilor in sinteza proteinelor mitocondriale si apoi a pierderii activitatii

proteice. In plus de efectul radicalilor liberi asupra activitatilor enzimatice,

trebuie mentionat efectul radicalilor liberi asupra structurii membranelor

mitocondriale.

Surse non-mitocondriale Reactia Fenton e catalizata de ioni bivalenti de fier liber si duce la

generarea de radical hidroxil.Studii recente au localizat reactia Fenton la

reticulul endoplasmic si nu la nivelul mitocondriei sau altui

compartiment.Surse de H2O2 pot fi mitocondria (prin reactia superoxid

dismutazei), peroxizomii si placile senile cu beta-amiloid.Reactia Fenton

este implicata in oxidarea ARN-ului ribosomal din tesutul nervos obtinut in

urma autopsiei de la cazuri confirmate de Alzheimer.De aceea poate juca un

rol important in contextul imbatranirii, avand in vedere si faptul ca odata cu

varsta creste si continutul de fier din organism.


4

Enzime microzomale ale citocromului P450 Microzomii contin enzimele citocromului P450 care catalizeaza oxidarea

univalenta sau reducerea compusilor xenobiotici; in acelasi timp si O2 este

generat.Imbatranirea induce un declin in concentratiile monooxigenazei

citocromului P450 la animalele batrane, in timp ce infometarea creste

numarul diferitelor proteine din familia citocromului.Membrii familiei

citocromului P450 sunt implicati in rezistenta la stressul oxidativ, prin

urmare cresc longevitatea.

Beta-oxidarea peroxizomala Beta-oxidarea peroxizomala a acizilor grasi genereaza H2O2.Peroxizomii

de asemenea contin catalaza care descompune H2O2 si astfel previne

acumularea locala a acestui compus.Pe masura ce celulele imbatranesc,

abilitatea peroxizomilor de a mentine aceasta balanta intre pro-oxidantii

peroxizomali si antioxidanti e compromisa.

Antioxidanti ai imbatranirii Antioxidantii sunt clasificati in doua clase: enzimatici si neenzimatici.

Agentii antioxidanti enzimatici Multe studii arata ca varsta induce diferite tipuri de activitati ale

antioxidantilor enzimatici (superoxid dismutaza, glutation peroxidaza,

glutation reductaza, glutation transferaza)

Agentii antioxidanti neenzimatici Antioxidantii neenzimatici sunt reprezentati de o grupa foarte mare de

substante, foarte variate ca structura si compozitie, care intervin in diferite

etape ale formarii si evolutiei RL.


5

Glutationul

Glutationul este un tripeptid (L--glutamil-L-cistcinil-glicocol) considerat a

fi principalul antioxidant neenzimatic. Glutationul redus este principalul

transportor al gruparilor SH (sulfhidril) libere. Datorita marii reactivitati a

gruparii SH, care are capacitatea de a ceda o pereche de electroni, realizand

astfel combinatii electrovalente sau covalente, reversibile sau ireversibile,

glutationul este implicat in foarte multe reactii si procese, multe inca

necunoscute. Gruparile SH din structura glutationului sau cisteinei constituie

prima "tinta" a radicalilor liberi.

GSH actioneaza drept coenzima si in alte enzime, ca peroxidaza si

reductaza implicate in apararea nespecifica. GSH este necesar si in alte

functii celulare cum sunt mentinerea integritatii membranelor, structura

citoplasmatica, conformationarea proteinelor, biosinteza ADN si ARN. GSH

intervine si drept componenta a unor enzime permitand detoxifierea

xenobioticelor pe calea biosintezei acizilor mercapturici.

Acidul ascorbic (vitamina C)

Acidul ascorbic este o vitamina cu rol antiinfectios, detoxifiant si nu in

ultimul rand antioxidant.Vitamina C are urmatoarele roluri:

- rolul antiinfectios se bazeaza pe efectele modulatoare ale acidului ascorbic

in imunitatea celulara prin stimularea fagocitozei prin intermediul

limfocitelor.

- rolul detoxifiant se bazeaza pe faptul ca acidul ascorbic accelereaza

metabolizarea substantelor xenobiotice de catre sistemul hidroxidant

microzomial din ficat dar si din alte organe. Efectul este totusi controversat

deoarece pe de alta parte acidul ascorbic intensifica si bioactivarea

substantelor precancerigene, de tip benzopiren.


6

Seleniul

Seleniul este prezent in centrul activ al GSH peroxidazei, dar poate actiona

si ca antioxidant sau in asociatie cu vitamina E. Implicarea Se in detoxifiere

presupune legaturi atat cu biosinteza citocromului P 450, ca o componenta a

GSH peroxidazei, dar si ca agent reglator al metabolismului gruparilor SH.

Administrarea in limite tolerabile a Se imbunatateste performantele

imunologice prin cresterea chemotactismului si a rezistentei la infectii de tip

bacterian si virotic, micsorand reactia la sensibilizare de tip intarziat. La

aceste efecte se adauga si cresterea capacitatii de a respinge celulele

canceroase de catre limfocitele NK (natural killer).

Numeroase studii au confirmat atat inhibarea dezvoltarii cancerului indus

chimic prin administrare de Se, dar si existenta unei corelatii inverse intre

frecventa cancerului si continutul de Se in sange.

Acidul Uric

Prin experimente in vitro s-a demonstrat ca acidul uric, cat si unele purine,

capteaza RLO inhiband peroxidarea acizilor grasi polinesaturati, protejeaza

hematiile de atacul 1O2 hemoglobina de stress oxidativ cu nitrit si oxidarea

degradativa a acidului hialuronic.

Stresul mental si emotional poate spori stresul oxidativ, de asemenea

relaxarea il poate reduce. Nu exista nici o analiza care sa determine nivelul

stresului oxidativ din sistemul circulator, dar stilul de viata ales poate spune

multe.


7

Stresul Oxidativ in Senescenta

Documents

Transcript of Stresul Oxidativ in Senescenta