Stresas laikomas nespecifine organizmo reakcija į vidinių ar išorinių veiksnių veikimą. Šį apibrėžimą praktiškai įgyvendino G. Selye (Kanados fiziologas). Bet koks veiksmas ar būsena gali sukelti stresą. Tačiau vieno veiksnio išskirti ir pavadinti pagrindine organizmo reakcijos priežastimi neįmanoma.
Išskirtinės savybės
Analizuojant reakciją, situacijos pobūdis (maloni ar nemaloni), kurioje yra organizmas, neturi reikšmės. Įdomu yra poreikio prisitaikyti ar pertvarkyti pagal sąlygas intensyvumas. Organizmas visų pirma priešinasi dirginančio agento įtakai savo gebėjimu reaguoti ir lanksčiai prisitaikyti prie situacijos. Atitinkamai galima padaryti tokią išvadą. Stresas yra adaptyvių reakcijų, kurias organizmas sukelia veiksnio įtaka, visuma. Šis reiškinys moksle vadinamas bendruoju adaptacijos sindromu.
Etapai
Adaptacijos sindromasvyksta etapais. Pirmiausia ateina nerimo stadija. Kūnas šiame etape išreiškia tiesioginę reakciją į smūgį. Antrasis etapas – pasipriešinimas. Šiame etape organizmas efektyviausiai prisitaiko prie sąlygų. Paskutinis etapas yra išsekimas. Ankstesniems etapams įveikti kūnas naudoja savo atsargas. Atitinkamai, iki paskutinio etapo jie gerokai išeikvoti. Dėl to kūno viduje prasideda struktūriniai pokyčiai. Tačiau daugeliu atvejų to nepakanka išgyvenimui. Atitinkamai, nepakeičiamos energijos atsargos išsenka, o organizmas nustoja prisitaikyti.
Oksidacinis stresas
Antioksidantų sistemos ir prooksidantai tam tikromis sąlygomis tampa nestabilios būsenos. Pastarųjų elementų sudėtis apima visus veiksnius, kurie vaidina aktyvų vaidmenį stiprinant laisvųjų radikalų ar kitų reaktyvaus tipo deguonies rūšių susidarymą. Pirminius žalingo oksidacinio streso poveikio mechanizmus gali parodyti įvairūs veiksniai. Tai gali būti ląstelių faktoriai: mitochondrijų kvėpavimo defektai, specifiniai fermentai. Oksidacinio streso mechanizmai gali būti ir išoriniai. Tai visų pirma apima rūkymą, vaistus, oro taršą ir pan.
Laisvieji radikalai
Jie nuolat susidaro žmogaus organizme. Kai kuriais atvejais taip yra dėl atsitiktinių cheminių procesų. Pavyzdžiui, susidaro hidroksilo radikalai (OH). Jų išvaizda yra susijusi sunuolatinis mažo lygio jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis ir superoksido išsiskyrimas dėl elektronų ir jų transportavimo grandinės nutekėjimo. Kitais atvejais radikalai atsiranda dėl fagocitų aktyvinimo ir endotelio ląstelių gamybos azoto oksido.
Oksidacinio streso mechanizmai
Kūno laisvųjų radikalų susidarymo ir atsako išraiškos procesai yra maždaug subalansuoti. Šiuo atveju gana lengva šią santykinę pusiausvyrą perkelti radikalų naudai. Dėl to sutrinka ląstelių biochemija ir atsiranda oksidacinis stresas. Dauguma elementų gali toleruoti vidutinį disbalanso laipsnį. Taip yra dėl to, kad ląstelėse yra reparacinių struktūrų. Jie nustato ir pašalina pažeistas molekules. Jų vietą užima nauji elementai. Be to, ląstelės turi galimybę sustiprinti apsaugą reaguodamos į oksidacinį stresą. Pavyzdžiui, žiurkės, patekusios į gryno deguonies sąlygas, miršta po kelių dienų. Verta pasakyti, kad įprastame ore yra apie 21% O2. Jei gyvūnai bus veikiami palaipsniui didėjančiomis deguonies dozėmis, jų apsauga bus sustiprinta. Dėl to galima pasiekti, kad žiurkės galėtų toleruoti 100 % O2 koncentraciją. Tačiau stiprus oksidacinis stresas gali sukelti didelę žalą arba sukelti ląstelių mirtį.
Provokuojantys veiksniai
Kaip minėta aukščiau, organizmas palaiko laisvųjų radikalų ir apsaugos pusiausvyrą. Iš to galima daryti išvadąkad oksidacinį stresą sukelia bent dvi priežastys. Pirmasis – sumažinti apsaugos veiklą. Antrasis – padidinti radikalų susidarymą tiek, kad antioksidantai negalėtų jų neutralizuoti.
Sumažėjusi gynybinė reakcija
Žinoma, kad antioksidantų sistema labiau priklauso nuo normalios mitybos. Atitinkamai galime daryti išvadą, kad organizmo apsaugos sumažėjimas yra netinkamos mitybos pasekmė. Tikėtina, kad daugelį žmonių ligų sukelia antioksidantų maistinių medžiagų trūkumas. Pavyzdžiui, neurodegeneracija nustatoma dėl nepakankamo vitamino E suvartojimo pacientams, kurių organizmas negali tinkamai pasisavinti riebalų. Taip pat yra įrodymų, kad labai mažos glutationo koncentracijos limfocituose aptinkamas ŽIV užsikrėtusiems žmonėms.
Rūkymas
Tai vienas iš pagrindinių veiksnių, sukeliančių oksidacinį stresą plaučiuose ir daugelyje kitų organizmo audinių. Dūmuose ir dervoje gausu radikalų. Kai kurie iš jų sugeba atakuoti molekules ir sumažinti vitaminų E ir C koncentraciją. Dūmai dirgina plaučių mikrofagus, todėl susidaro superoksidas. Rūkančiųjų plaučiuose neutrofilų yra daugiau nei nerūkančiųjų. Žmonės, kurie piktnaudžiauja tabaku, dažnai yra prastai maitinami ir vartoja alkoholį. Atitinkamai jų apsauga susilpnėja. Lėtinis oksidacinis stresas sukelia rimtus ląstelių metabolizmo sutrikimus.
Kūno pokyčiai
Diagnostikos tikslais naudojami įvairūs oksidacinio streso žymenys. Šie ar kiti kūno pokyčiai rodo konkrečią pažeidimo vietą ir jį išprovokavusį veiksnį. Tiriant laisvųjų radikalų susidarymo procesus sergant išsėtine skleroze, naudojami šie oksidacinio streso rodikliai:
- Malono dialdehidas. Jis veikia kaip antrinis lipidų laisvųjų radikalų oksidacijos (FRO) produktas ir turi žalingą poveikį membranų struktūrinei ir funkcinei būklei. Tai savo ruožtu padidina jų pralaidumą kalcio jonams. Malondialdehido koncentracijos padidėjimas pirminės ir antrinės progresuojančios išsėtinės sklerozės metu patvirtina pirmąją oksidacinio streso stadiją – laisvųjų radikalų oksidacijos suaktyvėjimą.
- Schiff bazė yra galutinis CPO b altymų ir lipidų produktas. Šifo bazių koncentracijos padidėjimas patvirtina, kad laisvųjų radikalų oksidacijos aktyvacija yra lėtinė. Esant pirminei ir antrinei progresuojančiai sklerozei, be šio produkto, padidėjus malondialdehido koncentracijai, galima pastebėti destruktyvaus proceso pradžią. Jį sudaro membranų suskaidymas ir vėlesnis sunaikinimas. Padidėjusios Šifo bazės taip pat rodo pirmąją oksidacinio streso stadiją.
- Vitaminas E. Tai biologinis antioksidantas, kuris sąveikauja su laisvaisiais peroksidų ir lipidų radikalais. Dėl reakcijų susidaro balasto produktai. Vitaminas E oksiduojamas. Jis laikomasefektyvus vienetinio deguonies neutralizatorius. Sumažėjęs vitamino E aktyvumas kraujyje rodo nefermentinio AO3 sistemos grandies disbalansą – antrajame oksidacinio streso vystymosi bloke.
Pasekmės
Koks yra oksidacinio streso vaidmuo? Reikia pažymėti, kad nukenčia ne tik membraniniai lipidai ir b altymai, bet ir angliavandeniai. Be to, prasideda pokyčiai hormoninėje ir endokrininėje sistemose. Sumažėja užkrūčio liaukos limfocitų fermentinės struktūros aktyvumas, didėja neuromediatorių kiekis, pradeda išsiskirti hormonai. Esant stresui, prasideda nukleorūgščių, b altymų, anglies oksidacija, padidėja bendras lipidų kiekis kraujyje. Dėl intensyvaus ATP irimo ir cAMP atsiradimo padidėja adrenokortikotropinio hormono išsiskyrimas. Pastarasis aktyvina proteinkinazę. Savo ruožtu, dalyvaujant ATP, jis skatina cholinesterazės fosforilinimą, kuri paverčia cholesterolio esterius į laisvą cholesterolį. B altymų, RNR, DNR, glikogeno biosintezės stiprinimas kartu mobilizuojant iš riebalų sandėlio, riebalinių (aukštesnių) rūgščių ir gliukozės skaidymas audiniuose taip pat sukelia oksidacinį stresą. Senėjimas laikomas viena iš rimčiausių šio proceso pasekmių. Taip pat padidėja skydliaukės hormonų veikimas. Jis reguliuoja bazinio metabolizmo greitį – audinių, b altymų, lipidų, angliavandenių apykaitos augimą ir diferenciaciją. Gliukagonas ir insulinas vaidina svarbų vaidmenį. Kai kurių ekspertų teigimu, gliukozėveikia kaip adenilato ciklazės aktyvinimo signalas, o cMAF – insulino gamybai. Visa tai lemia glikogeno skilimą raumenyse ir kepenyse, angliavandenių ir b altymų biosintezės sulėtėjimą, gliukozės oksidacijos sulėtėjimą. Susidaro neigiamas azoto balansas, padidėja cholesterolio ir kitų lipidų koncentracija kraujyje. Glikagonas skatina gliukozės susidarymą, stabdo jos skilimą iki pieno rūgšties. Tuo pačiu metu jo perteklinės išlaidos padidina gliukoneogenezę. Šis procesas yra ne angliavandenių produktų ir gliukozės sintezė. Pirmosios yra piruvo ir pieno rūgštys, glicerolis, taip pat bet kokie junginiai, kurie katabolizmo metu gali virsti piruvatu arba vienu iš trikarboksirūgšties ciklo tarpinių elementų.
Pagrindiniai substratai taip pat yra aminorūgštys ir laktatas. Pagrindinis vaidmuo transformuojant angliavandenius priklauso gliukozei-6-fosfatui. Šis junginys smarkiai sulėtina glikogeno fosfoliritinio skilimo procesą. Gliukozė-6-fosfatas aktyvina fermentinį gliukozės transportavimą iš uridino difosfogliukozės į susintetintą glikogeną. Junginys taip pat veikia kaip substratas vėlesnėms glikolitinėms transformacijoms. Kartu su tuo padidėja gliukoneogenezės fermentų sintezė. Tai ypač pasakytina apie fosfoenolpiruvato karboksikinazę. Jis nustato proceso greitį inkstuose ir kepenyse. Gliukoneogenezės ir glikolizės santykis pasislenka į dešinę. Gliukokortikoidai veikia kaip fermentinės sintezės induktoriai.
Ketonaikūnas
Jie veikia kaip tam tikras kuro tiekėjas inkstams, raumenims. Esant oksidaciniam stresui, padidėja ketoninių kūnų skaičius. Jie veikia kaip reguliatorius, neleidžiantis pertekliniam riebalų rūgščių mobilizavimui iš sandėlio. Taip yra dėl to, kad energijos badas prasideda daugelyje audinių dėl to, kad gliukozė dėl insulino trūkumo negali prasiskverbti į ląstelę. Esant didelei riebalų rūgščių koncentracijai plazmoje, padidėja jų absorbcija kepenyse ir oksidacija, padidėja trigliceridų sintezės intensyvumas. Visa tai lemia ketoninių kūnų skaičiaus padidėjimą.
Papildoma
Mokslas žino tokį reiškinį kaip „augalų oksidacinis stresas“. Verta pasakyti, kad kultūrų prisitaikymo prie įvairių veiksnių specifikos klausimas ir šiandien išlieka diskutuotinas. Kai kurie autoriai mano, kad nepalankiomis sąlygomis reakcijų kompleksas turi universalų pobūdį. Jo veikla nepriklauso nuo veiksnio pobūdžio. Kiti ekspertai teigia, kad pasėlių atsparumą lemia specifiniai atsakymai. Tai yra, reakcija yra adekvati veiksniui. Tuo tarpu dauguma mokslininkų sutinka, kad kartu su nespecifiniais atsakymais atsiranda ir specifinių. Tuo pačiu metu pastarųjų ne visada galima atpažinti atsižvelgiant į daugybę visuotinių reakcijų.
