Suche
Mein Konto
Úloha oxidačného stresu pri vrodených syndrómoch
Deti narodené s rôznymi syndrómami spôsobenými genetickými alebo získanými faktormi boli predmetom mnohých klinických a vedeckých štúdií. Je dôležité pochopiť základný mechanizmus a ak je to možné, zmierniť stav. Nedávny prehľad antioxidantov sa zaoberá úlohou oxidačného stresu pri genetických poruchách, ako je trizómia 21 (Downov syndróm, DS), Marfanov syndróm (MFS) a poruchy fetálneho alkoholového spektra (FASD). Tieto informácie majú potenciál podporiť vývoj špecifickejších a účinnejších preventívnych a/alebo terapeutických stratégií v budúcnosti. Učenie: Vplyv oxidačného stresu na detské syndrómy. Zdroj obrázkov: SciePro / Shutterstock.com...
Úloha oxidačného stresu pri vrodených syndrómoch
Deti narodené s rôznymi syndrómami spôsobenými genetickými alebo získanými faktormi boli predmetom mnohých klinických a vedeckých štúdií. Je dôležité pochopiť základný mechanizmus a ak je to možné, zmierniť stav.
Nedávna Antioxidanty Prehľad sa zaoberá úlohou oxidačného stresu pri genetických poruchách, ako je trizómia 21 (Downov syndróm, DS), Marfanov syndróm (MFS) a poruchy fetálneho alkoholového spektra (FASD). Tieto informácie majú potenciál podporiť vývoj špecifickejších a účinnejších preventívnych a/alebo terapeutických stratégií v budúcnosti.
úvod
Oxidačný stres je stav, pri ktorom antioxidačná aktivita nie je schopná tlmiť aktivitu oxidačných látok v tele. Je to do značnej miery spôsobené nadprodukciou oxidujúcich látok, vrátane radikálových foriem kyslíka (ROS); Môže to však byť spôsobené aj nízkou úrovňou ROS.
Oxidujúce druhy
ROS sprostredkúvajú rôzne užitočné funkcie, vrátane zabíjania patogénov počas zápalových reakcií alebo regulácie kardiovaskulárnej funkcie a aktivácie proteínov. Keď však ROS nie sú dostatočne regulované bunkovými antioxidantmi, môžu spôsobiť poškodenie tkaniva a dysfunkciu orgánov.
ROS zahŕňajú superoxid (O2-), hydroxyl (OH-) a peroxid vodíka (H2O2). O2- je najstabilnejšia a primárna ROS, z ktorej sú odvodené ďalšie dve. Najškodlivejšou ROS je OH-, pretože môže poškodiť DNA, bielkoviny, lipidy a sacharidy.
Superoxidové anióny sa tvoria v mitochondriách chybným krokom v elektrónovom transportnom reťazci (ETC), ktorý je zodpovedný za tvorbu energeticky bohatej molekuly adenozíntrifosfátu (ATP).
Produkcia O2- počas tohto procesu je pravdepodobnejšia, keď bunka produkuje nadbytok ATP, čo vedie k zníženiu aktivity ETC, alebo dochádza k stresom vyvolanému odpájaniu niektorých častí ETC. ROS môže vzniknúť aj pri fajčení, vystavení ozónu alebo ionizujúcemu žiareniu, ultrafialovému žiareniu a niektorým ťažkým kovom.
Medzi účinky produkcie ROS patria zlomy DNA a iné typy poškodení, ktoré môžu viesť k rakovine, zrýchlenému starnutiu, neurodegeneratívnym ochoreniam, autoimunitným ochoreniam alebo kardiovaskulárnym ochoreniam. Môžu sa vyskytnúť aj epigenetické zmeny, ktoré menia opravu DNA.
Antioxidanty
Antioxidanty patria do enzymatických a neenzymatických skupín. Enzymatické antioxidanty zahŕňajú okrem iného superoxiddismutázu (SOD) v mitochondriách, redukujúce superoxidové ióny, katalázy, glutatiónperoxidázu (GTPx) a glutatióntransferázy (GST). GTPx je známy svojim účinkom pri detoxikácii lipidových peroxidov a štiepení H2O2 na dve molekuly vody.
Medzi neenzymatické antioxidanty patrí vitamín E alebo alfa-tokoferol, karotenoidy a vitamín C, ktorý spolupracuje s vitamínom E, resveratrolom a ďalšími rastlinnými polyfenolmi.
Detské syndrómy
Niekoľko syndrómov zahŕňa oxidačný stres, vrátane DS, MFS, FASD, Gaucherov syndróm, ataxia-telegiektáza (AT), Fanconiho anémia, poruchy autistického spektra (ASD) a primitívne imunodeficiencie (PI).
FASD
FASD označuje spektrum kognitívnych porúch a porúch správania u novorodencov, ktoré súvisia s konzumáciou alkoholu matkou počas tehotenstva. Fetálny alkoholový syndróm (FAS) je celosvetovo hlavnou príčinou mentálneho postihnutia a hlavnou príčinou neurovývinových porúch, ktorým sa dá predchádzať. Preto je alkohol v akomkoľvek dávkovaní počas tehotenstva úplne zakázaný, kým sa nestanoví bezpečné minimum.
Mechanizmus poškodenia pri FASD je alkoholom indukovaný oxidačný stres vyvíjajúceho sa hipokampu. Je to spôsobené neschopnosťou plodu efektívne metabolizovať viac ako polovicu alkoholu požitého matkou.
Výsledná tvorba ROS v reakcii na nadmernú expresiu enzýmov NOX2 a NOX4 poškodzuje mozog, najmä kvôli vysokému obsahu mastných kyselín, ktoré predstavujú ideálny substrát pre aktivitu ROS.
Antioxidačná terapia pre ženy, ktoré pijú počas tehotenstva, by mohla takýmto škodlivým účinkom zabrániť, naznačujú viaceré pokusy na myšiach s vitamínom E, vitamínom C, astaxantínom a omega-3 mastnými kyselinami.
AT
AT je čisto genetický syndróm s viacerými klinickými prejavmi v prvých 20 rokoch života. Z nich najviac oslabujú nádory T-buniek a cerebelárna ataxia. Patológia spočíva v géne Ataxia Telangiectasia Mutated (ATM), ktorý je rozhodujúci pre začatie opravy DNA.
Rovnako ako u mnohých iných genetických porúch, mnohé z defektov sú tiež sekundárne v dôsledku zvýšenej aktivity ROS prostredníctvom mitochondriálnej dysfunkcie a upregulácie iných zdrojov ROS. Oxidovaný lipoproteín s nízkou hustotou (ox-LDL) je spúšťačom zápalu a cievnych zmien sprostredkovaných imunitnými bunkami so zvýšenou fragmentáciou DNA.
D.S
Pri DS je ďalší 21. chromozóm miestom hlavného enzymatického antioxidantu SOD-1, ktorý premieňa superoxid na H2O2 na ďalšiu premenu na vodu katalázou alebo GTPx. Nadmerná expresia SOD-1 o 50 % u týchto pacientov, bez zodpovedajúceho zvýšenia ostatných dvoch enzýmov, by mohla vysvetliť akumuláciu H2O2 a výsledný oxidačný stres.
Prekurzorový proteín amyloidu beta-A4 sa strojnásobí, čo vedie k nadbytku beta-amyloidu (Ap), ktorý je charakteristický pre Alzheimerovu chorobu (AD). DS je hlavnou príčinou skorého nástupu AD, ktorá súvisí s oxidačným stresom, pretože bráni normálnej bunkovej eliminácii abnormálnych proteínov. Akumulácia agregátov Ap by mohla riadiť peroxidáciu lipidov.
Uvádza sa, že pri DS je ovplyvnených niekoľko ďalších proteínov a transkripčných faktorov zapojených do regulácie antioxidačných reakcií. Oxidačný stres spojený s týmito zmenami môže byť zodpovedný za kognitívne a intelektuálne poruchy spojené s DS, ako aj za srdcové abnormality bežne pozorované u týchto detí.
Antioxidačné doplnky a cvičenie môžu byť užitočné pri znižovaní alebo zlepšovaní neurologických prejavov DS.
Iné detské syndrómy
Pri ASD bola pozorovaná znížená antioxidačná aktivita v mozgu. Prebiehajúce štúdie skúmajú, do akej miery by terapia exogénnymi antioxidantmi mohla týmto pacientom pomôcť.
Podobné výsledky boli hlásené pri mnohých iných genetických syndrómoch, ako je akumulácia toxických metabolitov s výslednou produkciou ROS pri Gaucherovej chorobe a nadprodukcia H2O2 a oxidu dusnatého (NO) spôsobená aneuryzmálnou dilatáciou aorty pri MFS vedie k nadmernej expresii enzýmov produkujúcich ROS NOX4 a SOD.
Závery
Súčasný prehľad uvádza, že oxidačný stres môže spôsobiť mnohé anatomické a fyziologické abnormality pri niekoľkých syndrómových ochoreniach u detí. Zatiaľ čo toto je primárna príčina FASD, pri genetických syndrómoch je to sekundárna príčina chorobného stavu.
Klinicky to ukazuje, že FASD je možné úplne predísť vyhýbaním sa oxidačnému stresu počas tehotenstva. Pri genetických pediatrických syndrómoch by akumulácia oxidujúcich druhov vyplývajúca z dysregulácie viacerých signálnych dráh mohla byť potenciálne ovplyvnená rozumnou suplementáciou antioxidantov.
Okrem takýchto doplnkov stravy treba vyzdvihnúť aj výhody pravidelného cvičenia a zdravej výživy pri znižovaní oxidačného stresu. Sú potrebné ďalšie štúdie, aby sa zistilo, ako môžu lekári tieto stratégie vhodne odporučiť svojim pacientom.
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
.