что такое окислительный стресс в организме человека простыми словами
Оксидативный стресс может стать причиной развития онкологических заболеваний
Оксидативный (окислительный) стресс может не иметь четких симптомов, развиваться в различных органах человеческого тела. Он приводит к развитию серьезных патологий, в том числе к сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям – об этом рассказали специалисты проекта PMI Science на научно-практическом семинаре в Москве.
Окислительный стресс, представляющий собой процесс повреждения клетки в результате окисления свободными радикалами, приводит к сбою в работе клеток и тканей организма. Запускаются патологические реакции, необратимо повреждающие клетку и приводящие к запуску генетически запрограммированной гибели – апоптозу.
«Основными провоцирующими факторами развития оксидативного стресса являются физическое перенапряжение, хронические заболевания, курение, влияние солнечного излучения и токсических веществ, алкоголь в чрезмерных количествах, бесконтрольный прием лекарственных средств, – говорит научный советник PMI Science Дмитрий Белопахов. – Все больше исследований говорят о том, что понимание механизмов и причин возникновения окислительного стресса, поможет эффективнее предупреждать заболевания различных этиологий, развивать превентивную медицину».
Если пациент постоянно чувствует усталость, снижение иммунитета, ухудшилось состояние кожи, беспокоят сильные головные боли, это все могут быть симптомы оксидативного стресса. В таком случае важна ранняя диагностика и коррекция факторов риска которая поможет избежать развития острых и хронических заболеваний.
«Хроническое системное воспаление низкой степени активности – это длительно сохраняющаяся активация провоспалительных иммунных путей ассоциированная с риском развития хронических неинфекционных заболеваний, таких как хроническая обструктивная болезнь легких, некоторые формы онколологических заболеваний, – подчеркнул Дмитрий Белопахов. — Кроме того, окислительный стресс один из значимых механизмов повреждения нервной ткани, борьба с которым представляет собой актуальнейшую проблему неврологии».
По словам онкоуролога Сеченовского университета Владимира Лекарева, в России в структуре смертности онкологические заболевания занимают второе место после болезней системы кровообращения. И одним из наиболее провоцирующих факторов развития рака является курение.
«Табачный дым содержит канцерогены, которые влияют на образование ДНК-аддуктов вследствие чего происходит повреждение ДНК, накапливаются соматические мутации и развивается онкологическое заболевание, — сообщил Владимир Лекарев. — Доказано, что у курильщиков риск развития рака мочевого пузыря в 4 раза выше, чем у некурящих. Курение также увеличивает риск развития уротелиального рака, рака простаты, почки. Кроме того риск послеоперационных и инфекционно-воспалительных осложнений выше у носителей этой привычки».
При этом по словам врачей курение один из наиболее модифицируемых факторов, усиливающих окислительные и воспалительные реакции. Применение концепции снижения вреда и переключение пациентов на электронные системы нагревания табака, могут снизить уровень окислительного стресса у пациентов, которые не отказываются от курения.
Клинический случай, о котором рассказал сердечно-сосудистый хирург Расул Гаджимурадов, показывает значительное улучшение состояния 62-летнего пациента с мультифокальным атеросклерозом после отказа от курения обычных сигарет.
«Пациент, помимо атеросклероза, имеет сахарный диабет, мерцательную аритмию, перенес инфаркт. Курит примерно с 14 лет по 2-3 пачки в день. Несколько лет назад из-за непроходимости артерии у него развилась гангрена ступни. Часть ступни пришлось ампутировать, — сообщил Расул Гаджимурадов. — Пациент продолжил курить, вновь случился инфаркт и непроходимость артерий. Вопрос надо было решать жестко, пациент сам обратился за советом об альтернативных средствах для получения никотина, так как не в силах был отказаться от вредной привычки. Мы посоветовали ему перейти на ЭСНТ. В настоящее время рецидивов болезни нет».
NAME] => URL исходной статьи [
Ссылка на публикацию: medvestnik.ru
Код вставки на сайт
Оксидативный стресс может стать причиной развития онкологических заболеваний
Оксидативный (окислительный) стресс может не иметь четких симптомов, развиваться в различных органах человеческого тела. Он приводит к развитию серьезных патологий, в том числе к сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям – об этом рассказали специалисты проекта PMI Science на научно-практическом семинаре в Москве.
Окислительный стресс, представляющий собой процесс повреждения клетки в результате окисления свободными радикалами, приводит к сбою в работе клеток и тканей организма. Запускаются патологические реакции, необратимо повреждающие клетку и приводящие к запуску генетически запрограммированной гибели – апоптозу.
«Основными провоцирующими факторами развития оксидативного стресса являются физическое перенапряжение, хронические заболевания, курение, влияние солнечного излучения и токсических веществ, алкоголь в чрезмерных количествах, бесконтрольный прием лекарственных средств, – говорит научный советник PMI Science Дмитрий Белопахов. – Все больше исследований говорят о том, что понимание механизмов и причин возникновения окислительного стресса, поможет эффективнее предупреждать заболевания различных этиологий, развивать превентивную медицину».
Если пациент постоянно чувствует усталость, снижение иммунитета, ухудшилось состояние кожи, беспокоят сильные головные боли, это все могут быть симптомы оксидативного стресса. В таком случае важна ранняя диагностика и коррекция факторов риска которая поможет избежать развития острых и хронических заболеваний.
«Хроническое системное воспаление низкой степени активности – это длительно сохраняющаяся активация провоспалительных иммунных путей ассоциированная с риском развития хронических неинфекционных заболеваний, таких как хроническая обструктивная болезнь легких, некоторые формы онколологических заболеваний, – подчеркнул Дмитрий Белопахов. — Кроме того, окислительный стресс один из значимых механизмов повреждения нервной ткани, борьба с которым представляет собой актуальнейшую проблему неврологии».
По словам онкоуролога Сеченовского университета Владимира Лекарева, в России в структуре смертности онкологические заболевания занимают второе место после болезней системы кровообращения. И одним из наиболее провоцирующих факторов развития рака является курение.
«Табачный дым содержит канцерогены, которые влияют на образование ДНК-аддуктов вследствие чего происходит повреждение ДНК, накапливаются соматические мутации и развивается онкологическое заболевание, — сообщил Владимир Лекарев. — Доказано, что у курильщиков риск развития рака мочевого пузыря в 4 раза выше, чем у некурящих. Курение также увеличивает риск развития уротелиального рака, рака простаты, почки. Кроме того риск послеоперационных и инфекционно-воспалительных осложнений выше у носителей этой привычки».
При этом по словам врачей курение один из наиболее модифицируемых факторов, усиливающих окислительные и воспалительные реакции. Применение концепции снижения вреда и переключение пациентов на электронные системы нагревания табака, могут снизить уровень окислительного стресса у пациентов, которые не отказываются от курения.
Клинический случай, о котором рассказал сердечно-сосудистый хирург Расул Гаджимурадов, показывает значительное улучшение состояния 62-летнего пациента с мультифокальным атеросклерозом после отказа от курения обычных сигарет.
«Пациент, помимо атеросклероза, имеет сахарный диабет, мерцательную аритмию, перенес инфаркт. Курит примерно с 14 лет по 2-3 пачки в день. Несколько лет назад из-за непроходимости артерии у него развилась гангрена ступни. Часть ступни пришлось ампутировать, — сообщил Расул Гаджимурадов. — Пациент продолжил курить, вновь случился инфаркт и непроходимость артерий. Вопрос надо было решать жестко, пациент сам обратился за советом об альтернативных средствах для получения никотина, так как не в силах был отказаться от вредной привычки. Мы посоветовали ему перейти на ЭСНТ. В настоящее время рецидивов болезни нет».
Окислительный стресс
Биохимическая целостность мозга жизненно важна для нормального функционирования центральной нервной системы (ЦНС). Одним из факторов, способствующих церебральной биохимической недостаточности, является химический процесс, называемый окислительным стрессом.
Окислительный стресс возникает при чрезмерной продукции свободных радикалов в результате недостаточности противодействующей системы антиоксидантного ответа. Мозг с его высоким потреблением кислорода и высоким содержанием липидов очень чувствителен к окислительному стрессу. Следовательно, вызванное окислительным стрессом повреждение головного мозга обладает выраженным потенциалом для негативного воздействия на нормальные функции ЦНС.
Этиологические факторы окислительного стресса
Возможно, психологический стресс нарушает окислительно-антиоксидантный баланс в мозге, вызывая нарушение функции антиоксидантных ферментов. Это приводит к истощению глутатиона и увеличивает окислительный стресс. Одновременно возникающая токсичность глутамата, дисбаланс кальция и митохондриальное нарушение совместно усиливают окислительный стресс, вызывая биохимические расстройства в мозге. Это нарушает нейроциркуляцию и ослабляет гиппокампальные, миндалевидные и корковые связи, в конечном итоге вызывая поведенческие и когнитивные нарушения
Патогенез окислительного стресса
Окислительное фосфорилирование, происходящее в митохондриях, является основным источником АТФ. В качестве побочного продукта этот процесс приводит к образованию свободных радикалов или активных форм кислорода (ROS), активных форм азота (RNS) и радикалов, содержащих углерод и серу. В умеренных или низких количествах ROS считаются необходимыми для развития и функционирования нейронов, тогда как слишком высокие уровни опасны. Генерируемая ROS закись азота и оксид углерода способствуют важным физиологическим функциям, таким как длительное потенцирование (LTP) посредством глутамат-зависимых механизмов. В нормальных условиях антиоксидантная система нейтрализует вредные эффекты продукции ROS во время аэробного метаболизма, и таким образом мозг эффективно регулирует потребление кислорода и способность к выработке окислительно-восстановительного потенциала. Когда продукция ROS превышает поглощающую способность системы антиоксидантного ответа, происходит интенсивное окисление белка и перекисное окисление липидов, вызывающее окислительное повреждение, клеточную дегенерацию и даже функциональное снижение активности мозга. Например, высокие концентрации ROS, как сообщается в литературе, уменьшают LTP и синаптическую передачу сигналов и механизмы пластичности мозга.
Влияние оксидативного стресса на структуры мозга
Хорошо известно, что система DG-CA3 гиппокампа регулирует структурную пластичность, регенеративную / ремоделирующую способность, а также факторы нейрогенеза, такие как нейротрофический фактор мозга. Также было высказано предположение, что пирамидальные клетки CA1 и CA3 и гранулярные клетки DG очень чувствительны к окислительному повреждению. Таким образом, окислительное повреждение функции DG-CA может уменьшить пролиферацию клеток, нарушить способность ремоделирования, изменить структурную пластичность и нарушить нейрогенез, коллективно нарушая нормальную синаптическую нейротрансмиссию.
Миндалина и префронтальная кора
Антиоксиданты
В мозге действуют два вида защитных механизмов для борьбы с угрозой, создаваемой ROS: антиоксидантная ферментная система и низкомолекулярные антиоксиданты.
Таким образом, имеются свидетельства увеличения окислительного повреждения головного мозга при развитии патологий центральной нервной системы для нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз, цереброваскулярные расстройства, демиелинизирующие заболевания и психические расстройства. Несмотря на то, что окислительный стресс в основном связан с нейродегенеративными расстройствами, такими как болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и болезнь Паркинсона, его участие в нервно-психических расстройствах,включая тревожные расстройства и депрессию также не вызывает сомнений.
Нейродегенеративные расстройства
Психические расстройства
Участие механизмов окислительного стресса было также предполагается при некоторых психических заболеваниях, включая депрессию, тревожные расстройства, шизофрению и расстройства аутистического спектра. Предполагается, что низкий GSH-Px является фактором, способствующим структурным аномалиям мозга.
Депрессия
Шизофрения
Механизмы окислительного стресса также связаны с шизофренией и биполярным расстройством. Повышенные уровни активности SOD в плазме были зарегистрированы у пациентов с «хронической шизофренией», которым вводили антипсихотические препараты, и активность SOD отрицательно коррелировала с позитивными симптомами шизофрении. Уровни других антиоксидантов, включая глутатионпероксидазу (GSH-Px), также были вовлечены в патологический процесс при этом заболевании.
Биполярное аффективное расстройство
Терапия окислительного стресса
Возможно, жесткая регуляция окислительного стресса, либо путем усиления активности ферментов антиоксидантной защиты, либо путем непосредственного подавления прооксидантов, потенциально способна купировать острое или даже хроническое нейропсихиатрическое расстройство.
Окислительные стресс и антидепрессанты
Одна из гипотез предполагает, что антидепрессанты оказывают свое терапевтическое действие, подавляя провоспалительные цитокины и продукцию ROS / RNS или усиливая антиоксидантную защиту. Имеются убедительные данные, подтверждающие, что депрессия сопровождается окислительным стрессом и что, возможно, усиление антиоксидантной защиты является одним из механизмов, лежащих в основе нейропротекторного действия антидепрессантов.
Оксидативный стресс (окислительный стресс )
Введение
Оксидативный (окислительный) стресс – состояние, при котором в организме присутствует чрезмерное, опасное количество свободных радикалов. В норме такие молекулы нейтрализуются особым классом соединений, известных как антиоксиданты, но если концентрация последних оказывается недостаточной или происходит избыточная стимуляция свободнорадикальных процессов, наступает дисбаланс с перекосом в сторону окислительных реакций, что является повреждающим клетки фактором и называется оксидативным стрессом.
Очевидно, что в данных определениях чуть ли не каждое слово нуждается в подробном разъяснении. Поэтому начнем, как может показаться, издалека, – во всяком случае, по порядку.
Древние врачеватели и алхимики мечтали о Панацее, – мифическом лекарстве от всех болезней, – но задумывались также и о том, что является первопричиной недугов, плохого самочувствия, слабости и, в частности, старения, одряхления организма. В историческом аспекте четко прослеживается смещение научного интереса с первой проблемы на вторую: если панацею сегодня никто всерьез не ищет, то интерес к фундаментальным этиопатогенетическим (говоря современным языком) механизмам и закономерностям, провоцирующим и предрасполагающим факторам отнюдь не угасает. Сложность в том, что исследователи обнаруживают эти факторы в самых разных сферах и уровнях научного познания, – микробиология, генетика, биохимия и т.д., – и интегрировать такие находки в единую мета-концепцию (если это вообще возможно) пока не удается. Тем не менее, медицина не только не стоит на месте, но в последние два столетия развивается с ускорением.
Еще в ХIХ веке высказывались предположения (Э.Пфлюгер, 1870) о том, что процесс дыхания в организме протекает, по сути, в клетках – конечных потребителях кислорода. В 1912 году Б.Ф.Кингсбери связал этот процесс с митохондриями, особыми клеточными органеллами. К середине ХХ века было показано, каким образом клеточное дыхание осуществляется на молекулярном, биохимическом уровне (Ю.Кеннеди, А.Ленниджер, 1949), и к настоящему моменту этот механизм изучен достаточно хорошо.
Параллельно с этим развивались представления о механизмах клеточной смерти, – явления, которое несистематически изучалось, опять же, еще в ХIХ веке. В частности, появилось такое понятие, как апоптоз, – так называют «клеточный суицид», генетически запрограммированное самоуничтожение клеток после определенного числа делений (предел Хейфлика), чем обеспечивается постоянное обновление тканей организма (попутно заметим, что атипичная, мутировавшая клетка с отключенным апоптозом способна делиться до бесконечности и становится основой раковой опухоли, – см., напр., «Рак молочной железы», «Меланома» и другие наши материалы об онкологических заболеваниях). Фундаментальные исследования в этой области выполнены во второй половине ХХ века, в основном, британскими учеными (Дж.Керр с соавт., С.Бреннер, Дж.Салстон, Р.Хорвиц и др.) и были удостоены высших научных премий, включая Нобелевскую. Примерно с последней декады ХХ века исследования механизмов апоптоза становятся одним из приоритетных направлений для целого ряда биомедицинских наук.
Результаты этих исследований указывали, кроме прочего, на то, что в индукции клеточной смерти каким-то образом задействованы высокоактивные, в химическом смысле, молекулы со свободной валентностью, т.е. нечетным числом электронов на орбиталях. Изучение таких «свободных радикалов», или активных форм кислорода, с учетом биохимических и физиологических основ уже существовавшей тогда теории стресса Ганса Селье, позволило в значительной степени «увязать концы с концами». В 1985 году Гельмут Зис, – университетский профессор из Дюссельдорфа (Германия), ныне здравствующий и работающий в Лос-Анджелесе (США), – разработал концепцию оксидативного стресса, которая на фундаментальном уровне объясняет очень многие (хотя и не все, конечно) неблагоприятные процессы в организме. В дальнейшем этой проблемой занимались и занимаются многие выдающиеся ученые, но именно Гельмута Зиса называют пионером редокса (модное ныне словечко «редокс» образовано от английского «REDuction-OXigenation reaction», т.е. окислительно-восстановительная реакция).
Окислительно-восстановительной реакцией называют любую химическую реакцию обмена электронами. Окислителем, т.е. акцептором, принимающим электроны от вещества-восстановителя, могут выступать различные химические элементы, однако в нашем контексте под окислительно-восстановительными реакциями будем подразумевать биохимические каскады, протекающие с участием активных форм кислорода.
Такие реакции при нормальном, сбалансированном метаболизме (обмене веществ) являются источником энергии для организма.
Свободные радикалы – чрезвычайно активные короткоживущие молекулы кислорода с неспаренным электроном. Различают несколько основных форм свободных радикалов: гидроксильный радикал, пероксид водорода, супероксидный радикал и т.д. Цепные реакции с участием избыточных свободных радикалов протекают, в основном, в клеточных мембранах (вызывая переокисление их липидной основы), внутри клетки и даже в клеточном ядре с вовлечением молекул ДНК.
Таким образом (повторим еще раз), оксидативный или окислительный стресс – «перегрузка» организма свободными радикалами, молекулами активных форм кислорода. В несколько иной терминологии оксидативный стресс представляет собой вредоносное, на клеточном уровне, и потенциально опасное нарушение гомеостаза, т.е. нормального постоянства внутренних условий организма.
Более подробно о механизмах клеточного дыхания см. статью «Анемия. Кровь и бескровие»; о веществах, нейтрализующих свободные радикалы – «Антиоксиданты. Что действительно следует знать».
Накопление свободных радикалов в опасных концентрациях, согласно специальной литературе, может происходить в условиях гипоксии, гипероксии, нормоксии, реоксигенации, при активации генетических программ клеточной гибели – апоптоза, под действием любых факторов, угрожающих гомеостазу… Если же назвать эти «угрожающие гомеостазу факторы» самыми простыми словами, то получится стандартный перечень – тот самый перечень, который можно найти на любом медицинском сайте. Да, он уже давно надоел хуже горькой редьки, этот перечень, причем надоел не только просвещаемому и наставляемому «населению», но и авторам, медицинским редакторам, да и практикующим врачам. И никуда нам от этого черного-пречерного списка не деться. Современная медицина сплошь состоит из поистине детективных загадок, сложнейших проблем, потрясающих открытий; это наука одновременно консервативна и очень динамична в своем развитии, упорна и изобретательна. Но все это, безусловно, гораздо скучнее того, что можно найти в любой эзотерической газетенке или на мистико-медицинском форуме диванных экспертов в интернете. Вечерком после трудного дня, под настроение да чашечку чая, – отчего бы и не почитать, например, о том, что наш оксидативный стресс вызван проклятием Клеопатры, которую облучили тибетские монахи из параллельного биоинформационного слоя Атлантиды, – в те давние времена, когда Земля, ныне плоская, была еще одной большой пирамидой с третьим глазом во лбу. Да, спрос на подобный информационный поп-корн, пожалуй, можно понять, и эта незатейливая торговлишка, наверное, долго еще будет рентабельной. Но мы, к сожалению или к счастью, не держим ларьков на этом пестром базаре, у нас на сайте ничего подобного нет и никогда не было. Поэтому не станем закрывать глаза на очевидное, нарушать принцип Оккама и искать сенсационные откровения там, где и без того все достаточно сложно.
Если же все-таки позволить себе гиперболу и для краткости назвать оксидативный стресс первоосновой всех болезней, то первопричиной оксидативного стресса следует лаконично признать «комплекс факторов, связанных с образом жизни». Все эти факторы вы знаете не хуже врачей.
Наилучшей терминологией к клинике оксидативного стресса можно считать такие понятия, как износ, одряхление, преждевременное старение организма. Все, что ассоциируется с этими понятиями, – относится к симптомам оксидативного стресса: не соответствующая паспортному возрасту немощность, «плохие» кожа и волосы, утомляемость и хроническая усталость, неважное самочувствие, множество постепенно нарастающих дисфункций со стороны внутренних органов (до какого-то момента лишь дисфункций, затем развернутых болезней), снижение умственной и физической работоспособности, либидо и фертильности, активности и иммунитета.
Всё, что по выраженности выходит за рамки описанного симптомокомплекса, составляет уже клиническую картину конкретных заболеваний и относится к сфере деятельности соответствующих профильных специалистов. В контексте проблемы оксидативного стресса в литературе чаще всего упоминаются гипертония и гипертензия, атеросклероз, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда, бронхиальная астма, бесплодие, опухолевые процессы.
Трудно представить себе такой диалог: «Что вас беспокоит? – Оксидативный стресс замучил, доктор». Впрочем, на приеме у врача можно услышать и более удивительные вещи, – особенно в наше информированное время.
С отдельными симптомами окислительного стресса люди, как правило, обращаются к дерматологу, косметологу, неврологу, эндокринологу и т.д., однако в данном случае совершенно незаменим ВОП – врач общей практики. Помимо обязательного индивидуального подхода, необходим системный, многоплановый взгляд на ситуацию, тщательный сбор анамнестических данных о наследственности, образе жизни, рационе, режиме нагрузок и отдыха, семейно-бытовой и социально-психологической ситуации пациента, анализ комбинации и характера имеющихся нарушений (причем всех, а не только тех, которые пациент считает заслуживающими внимания и описывает без дополнительного расспроса). Именно такой клинический анализ является основой диагностики оксидативного стресса; лабораторные анализы и, по мере необходимости, инструментальные исследования носят скорее характер подтверждающих, уточняющих и дифференциально-диагностических методов.
Совершенно очевидно, что те этиопатогенетические факторы, которые рассматриваются в параграфе «Причины», назвать и перечислить легко, но устранить в реальной жизни, – очень и очень проблематично. Однако это больше касается средовых воздействий, тогда как в отношении факторов контролируемых, т.е. зависящих от воли пациента, можно говорить лишь о сложностях психологического свойства. И тем не менее, речь должна идти о сознательном и последовательно реализуемом выборе между жизнью привычной и жизнью здоровой. Каким конкретно образом будут устраняться, минимизироваться, нормализоваться, компенсироваться все эти пресловутые «факторы» – необходимо обсуждать и решать с врачом, который руководствуется и учитывает весь массив диагностически значимых данных.
Здесь лишь добавим, что настоятельно не рекомендуется уповать на всемогущество антиоксидантов. Мало того, что это отнюдь не панацея, так некоторые антиоксидантные добавки и комплексы, в зависимости от состава, могут быть вам еще и противопоказаны, а самодеятельный бесконтрольный прием в избыточных (или просто случайных) дозировках гарантированно приведет к ухудшению ситуации. «Антиоксиданты» сегодня, как говорится, на слуху, это слово популярное и широко известное, но далеко не так хорошо понимаемое, как следовало бы. Поэтому начинать следует не с «анти-», а просто с «оксидантов», если можно так назвать причины оксидативного стресса; единственным безопасным и эффективным первым шагом является все же визит к врачу. Дополнительные пилюли могут и не понадобиться.