Az oxidatív stressz szerepe a veleszületett szindrómákban

Az oxidatív stressz szerepe a veleszületett szindrómákban

A genetikai vagy szerzett tényezők által okozott különféle szindrómákkal született gyermekek számos klinikai és tudományos vizsgálat középpontjában álltak. Fontos megérteni a mögöttes mechanizmust, és lehetőség szerint enyhíteni az állapotot.

Egy friss Antioxidánsok Az áttekintés az oxidatív stressz szerepével foglalkozik olyan genetikai rendellenességekben, mint a 21-es triszómia (Down-szindróma, DS), a Marfan-szindróma (MFS) és a magzati alkoholspektrum rendellenességei (FASD). Ezek az információk specifikusabb és hatékonyabb megelőző és/vagy terápiás stratégiák kidolgozását támogathatják a jövőben.

Tanul: Az oxidatív stressz hatása a gyermekkori szindrómákra.A kép forrása: SciePro / Shutterstock.com

bevezetés

Az oxidatív stressz az az állapot, amikor az antioxidáns aktivitás nem képes pufferelni az oxidáló fajok aktivitását a szervezetben. Ez nagyrészt az oxidáló anyagok túltermelésének köszönhető, beleértve a gyökös oxigénfajtákat (ROS); Ennek oka lehet azonban az alacsony ROS szint is.

Oxidáló fajok

A ROS számos hasznos funkciót közvetít, beleértve a kórokozók elpusztítását a gyulladásos válaszok során, vagy szabályozza a kardiovaszkuláris funkciót és a fehérje aktiválását. Ha azonban a ROS-t nem szabályozzák megfelelően a sejtes antioxidánsok, szövetkárosodást és szervi működési zavarokat okozhatnak.

A ROS-ek közé tartozik a szuperoxid (O2-), a hidroxil (OH-) és a hidrogén-peroxid (H2O2). Az O2- a legstabilabb és legelsődleges ROS, amelyből a másik kettő származik. A legkárosabb ROS az OH-, mivel károsíthatja a DNS-t, a fehérjéket, a lipideket és a szénhidrátokat.

Szuperoxid-anionok keletkeznek a mitokondriumban az elektrontranszport-lánc (ETC) tévedésén keresztül, amely az energiagazdag molekula adenozin-trifoszfát (ATP) képződéséért felelős.

Az O2-termelés e folyamat során valószínűbb, ha a sejt felesleges ATP-t termel, ami az ETC-aktivitás csökkenéséhez vezet, vagy az ETC egyes részei stressz által kiváltott szétválnak. A ROS keletkezhet dohányzásból, ózon- vagy ionizáló sugárzásból, ultraibolya sugárzásból és egyes nehézfémekből is.

A ROS-termelés hatásai közé tartoznak a DNS-törések és más típusú károsodások, amelyek rákhoz, felgyorsult öregedéshez, neurodegeneratív betegségekhez, autoimmun betegségekhez vagy szív- és érrendszeri betegségekhez vezethetnek. Olyan epigenetikai változások is előfordulhatnak, amelyek megváltoztatják a DNS-javítást.

Antioxidánsok

Az antioxidánsok enzimatikus és nem enzimes csoportokba tartoznak. Az enzimes antioxidánsok közé tartozik többek között a mitokondriumokban található szuperoxid-diszmutáz (SOD), redukáló szuperoxid-ionok, katalázok, glutation-peroxidáz (GTPx) és glutation-transzferázok (GST-k). A GTPx a lipid-peroxidok méregtelenítő hatásáról és a H2O2 két vízmolekulára történő felosztásáról ismert.

A nem enzimes antioxidánsok közé tartozik az E-vitamin vagy az alfa-tokoferol, a karotinoidok és a C-vitamin, amely együttműködik az E-vitaminnal, a rezveratrollal és más növényi polifenolokkal.

Gyermekkori szindrómák

Számos szindróma magában foglalja az oxidatív stresszt, beleértve a DS-t, MFS-t, FASD-t, Gaucher-szindrómát, ataxia-telegiectasia (AT), Fanconi-vérszegénységet, autizmus spektrumzavarokat (ASD) és primitív immunhiányt (PI-k).

FASD

A FASD az újszülöttek kognitív és viselkedési rendellenességeinek spektrumára utal, amelyek az anyai alkoholfogyasztáshoz kapcsolódnak a terhesség alatt. A magzati alkoholszindróma (FAS) az értelmi fogyatékosság vezető oka világszerte, és a megelőzhető idegrendszeri fejlődési rendellenességek vezető oka. Ezért az alkohol bármilyen adagban tilos terhesség alatt, amíg a biztonságos minimumot meg nem állapítják.

A FASD károsodásának mechanizmusa az alkohol által kiváltott oxidatív stressz a fejlődő hippocampuson. Ezt az okozza, hogy a magzat nem képes hatékonyan metabolizálni az anya által elfogyasztott alkohol több mint felét.

Az így létrejövő ROS képződés a NOX2 és NOX4 enzimek túlzott expressziójára válaszul károsítja az agyat, különösen magas zsírsavtartalma miatt, amely a ROS aktivitás ideális szubsztrátja.

A várandósság alatt iszogató nők antioxidáns terápiája megelőzheti az ilyen káros hatásokat – mutat rá több egérkísérlet E-vitaminnal, C-vitaminnal, asztaxantinnal és omega-3 zsírsavakkal.

AT

Az AT egy tisztán genetikai szindróma, amelynek számos klinikai megnyilvánulása van az élet első 20 évében. Ezek közül a T-sejtes daganatok és a cerebelláris ataxia a leggyengítőbbek. A patológia az Ataxia Telangiectasia Mutated (ATM) génben rejlik, amely kulcsfontosságú a DNS-javítás elindításához.

Sok más genetikai rendellenességhez hasonlóan sok hiba másodlagos a megnövekedett ROS-aktivitás miatt a mitokondriális diszfunkció és más ROS-források felszabályozása miatt. Az oxidált alacsony sűrűségű lipoprotein (ox-LDL) az immunsejtek által közvetített gyulladások és vaszkuláris változások kiváltója, fokozott DNS fragmentációval.

D.S

A DS-ben a további 21. kromoszóma a SOD-1 fő enzimatikus antioxidáns helye, amely a szuperoxidot H2O2-vé alakítja, hogy a kataláz vagy a GTPx által további vízzé alakuljon át. A SOD-1 50%-os túlzott expressziója ezekben a betegekben, a másik két enzim megfelelő növekedése nélkül magyarázhatja a H2O2 felhalmozódását és az ebből eredő oxidatív stresszt.

Az amiloid béta-A4 prekurzor fehérje megháromszorozódik, ami az Alzheimer-kórra (AD) jellemző béta-amiloid (Aβ) feleslegét eredményezi. A DS a korai kezdetű AD fő oka, amely az oxidatív stresszhez kapcsolódik, mivel megakadályozza a kóros fehérjék normális sejtes eliminációját. Az Aβ aggregátumok felhalmozódása lipidperoxidációt okozhat.

Számos más fehérje és transzkripciós faktor, amelyek részt vesznek az antioxidáns válaszok szabályozásában, érintettek a DS-ben. Az ezekkel a változásokkal összefüggő oxidatív stressz felelős lehet a DS-hez kapcsolódó kognitív és értelmi fogyatékosságokért, valamint az ezeknél a gyermekeknél gyakran észlelt szívelégtelenségért.

Az antioxidáns-kiegészítők és a testmozgás segíthet a DS neurológiai megnyilvánulásainak csökkentésében vagy javításában.

Egyéb gyermekgyógyászati ​​szindrómák

Az agy antioxidáns aktivitásának csökkenését figyelték meg ASD-ben. A folyamatban lévő vizsgálatok azt vizsgálják, hogy az exogén antioxidánsokkal végzett terápia milyen mértékben segíthet ezeken a betegeken.

Hasonló eredményekről számoltak be sok más genetikai szindrómában is, mint például a toxikus metabolitok felhalmozódása, ami ROS-termelést eredményez Gaucher-kórban, valamint a H2O2 és a nitrogén-monoxid (NO) túltermelése, amelyet az aorta aneurizmális dilatációja okoz MFS-ben, ami a ROS-termelő NOX4 és SOD enzimek túlzott expressziójához vezet.

Következtetések

A jelenlegi áttekintés arról számol be, hogy az oxidatív stressz számos anatómiai és fiziológiai rendellenességet okozhat gyermekeknél számos szindrómás betegségben. Míg ez a FASD elsődleges oka, a genetikai szindrómák esetében ez a betegség másodlagos oka.

Klinikailag ez azt mutatja, hogy a FASD teljesen megelőzhető a terhesség alatti oxidatív stressz elkerülésével. A genetikai gyermekgyógyászati ​​szindrómákban a több jelátviteli útvonal diszregulációjából eredő oxidáló fajok felhalmozódása potenciálisan ellensúlyozható megfontolt antioxidáns-kiegészítéssel.

Az ilyen étrend-kiegészítők mellett a rendszeres testmozgás és az egészséges táplálkozás előnyeit is ki kell emelni az oxidatív stressz csökkentésében. További vizsgálatokra van szükség annak meghatározásához, hogy az orvosok hogyan tudják megfelelően ajánlani ezeket a stratégiákat betegeiknek..

Referencia:

• Micangeli, G., Menghi, M., Profeta, G., et al. (2022). Der Einfluss von oxidativem Stress auf pädiatrische Syndrome. Antioxidantien. doi: 10.3390/antiox11101983. https://www.mdpi.com/2076-3921/11/10/1983

.