Stressiä pidetään kehon epäspesifisenä reaktiona sisäisten tai ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta. G. Selye (kanadalainen fysiologi) toteutti tämän määritelmän. Mikä tahansa toiminta tai tila voi laukaista stressiä. On kuitenkin mahdotonta erottaa yhtä tekijää ja kutsua sitä kehon reaktion pääsyyksi.
Erottuvat ominaisuudet
Reaktiota analysoitaessa sen tilanteen luonteella (onko se miellyttävä vai epämiellyttävä), jossa organismi sijaitsee, ei ole väliä. Mielenkiintoista on sopeutumis- tai uudelleenjärjestelytarpeen voimakkuus olosuhteiden mukaan. Elimistö vastustaa ennen kaikkea ärsyttävän aineen vaikutusta kyvyllään reagoida ja mukautua joustavasti tilanteeseen. Näin ollen voidaan tehdä seuraava johtopäätös. Stressi on joukko mukautuvia reaktioita, joita keho tuottaa jonkin tekijän vaikutuksesta. Tätä ilmiötä kutsutaan tieteessä yleiseksi sopeutumissyndroomaksi.
Vaiheet
Sopeutumisoireyhtymäetenee vaiheittain. Ensin tulee ahdistuksen vaihe. Keho ilmaisee tässä vaiheessa suoran reaktion törmäykseen. Toinen vaihe on vastustuskyky. Tässä vaiheessa keho mukautuu tehokkaimmin olosuhteisiin. Viimeinen vaihe on uupumus. Edellisten vaiheiden läpäisemiseksi keho käyttää varantojaan. Näin ollen viimeiseen vaiheeseen mennessä ne ovat kuluneet merkittävästi loppuun. Tämän seurauksena rakenteelliset muutokset alkavat kehon sisällä. Monissa tapauksissa tämä ei kuitenkaan riitä selviytymiseen. Näin ollen korvaamattomat energiavarastot loppuvat ja keho lakkaa sopeutumasta.
Oksidatiivinen stressi
Antioksidanttijärjestelmät ja prooksidantit joutuvat tietyissä olosuhteissa epävakaaseen tilaan. Jälkimmäisten alkuaineiden koostumus sisältää kaikki tekijät, joilla on aktiivinen rooli vapaiden radikaalien tai muun tyyppisen reaktiivisen hapen muodostumisessa. Oksidatiivisen stressin haitallisen vaikutuksen ensisijaisia mekanismeja voivat edustaa erilaiset aineet. Nämä voivat olla solutekijöitä: mitokondrioiden hengityshäiriöt, spesifiset entsyymit. Oksidatiivisen stressin mekanismit voivat olla myös ulkoisia. Näitä ovat erityisesti tupakointi, lääkkeet, ilmansaasteet ja niin edelleen.
Vapaat radikaalit
Ne muodostuvat jatkuvasti ihmiskehossa. Joissakin tapauksissa tämä johtuu satunnaisista kemiallisista prosesseista. Muodostuu esimerkiksi hydroksyyliradikaaleja (OH). Niiden ulkonäkö liittyyjatkuva altistuminen matalatasoiselle ionisoivalle säteilylle ja superoksidin vapautuminen elektronien ja niiden kuljetusketjun vuotamisen vuoksi. Muissa tapauksissa radikaalien ilmaantuminen johtuu fagosyyttien aktivaatiosta ja endoteelisolujen typpioksidin tuotannosta.
Oksidatiivisen stressin mekanismit
Vapaiden radikaalien muodostumisprosessit ja kehon vasteen ilmentyminen ovat suunnilleen tasapainossa. Tässä tapauksessa on melko helppoa siirtää tätä suhteellista tasapainoa radikaalien hyväksi. Tämän seurauksena solujen biokemia häiriintyy ja esiintyy oksidatiivista stressiä. Suurin osa elementeistä sietää kohtalaista epätasapainoa. Tämä johtuu korjaavien rakenteiden läsnäolosta soluissa. Ne tunnistavat ja poistavat vaurioituneita molekyylejä. Uudet elementit tulevat tilalle. Lisäksi soluilla on kyky tehostaa suojaa reagoimalla oksidatiiviseen stressiin. Esimerkiksi rotat, jotka on asetettu olosuhteisiin, joissa on puhdasta happea, kuolevat muutaman päivän kuluttua. On syytä sanoa, että noin 21 % O2 on läsnä tavallisessa ilmassa. Jos eläimet altistetaan asteittain kasvaville happiannoksille, niiden suoja tehostuu. Tämän seurauksena on mahdollista saavuttaa, että rotat pystyvät sietämään 100 % O2 pitoisuutta. Vakava oksidatiivinen stressi voi kuitenkin aiheuttaa vakavia vaurioita tai solukuolemaa.
provosoivat tekijät
Kuten edellä mainittiin, keho ylläpitää tasapainoa vapaiden radikaalien ja suojan välillä. Tästä voidaan päätelläettä oksidatiivinen stressi johtuu ainakin kahdesta syystä. Ensimmäinen on suojaustoiminnan vähentäminen. Toinen on lisätä radikaalien muodostumista siinä määrin, että antioksidantit eivät pysty neutraloimaan niitä.
Henkentynyt puolustusreaktio
On tunnettua, että antioksidanttijärjestelmä on enemmän riippuvainen normaalista ravinnosta. Näin ollen voimme päätellä, että kehon suojan heikkeneminen on seurausta huonosta ruokavaliosta. Todennäköisesti monet ihmisten sairaudet johtuvat antioksidanttisten ravintoaineiden puutteesta. Esimerkiksi hermoston rappeuma havaitaan riittämättömästä E-vitamiinin saannista potilailla, joiden elimistö ei pysty imemään rasvoja kunnolla. On myös näyttöä siitä, että glutationia, joka on vähentynyt lymfosyyteissä erittäin pieninä pitoisuuksina, havaitaan HIV-tartunnan saaneilla ihmisillä.
Tupakointi
Se on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka aiheuttavat oksidatiivista stressiä keuhkoissa ja monissa muissa kehon kudoksissa. Savu ja terva sisältävät runsaasti radikaaleja. Jotkut niistä pystyvät hyökkäämään molekyylejä vastaan ja vähentämään E- ja C-vitamiinipitoisuutta. Savu ärsyttää keuhkojen mikrofageja, jolloin muodostuu superoksidia. Tupakoitsijoiden keuhkoissa on enemmän neutrofiilejä kuin tupakoimattomien. Ihmiset, jotka käyttävät väärin tupakkaa, ovat usein aliravittuja ja käyttävät alkoholia. Vastaavasti heidän suojansa heikkenee. Krooninen oksidatiivinen stressi aiheuttaa vakavia solujen aineenvaihdunnan häiriöitä.
Muutokset kehossa
Diagnostisiin tarkoituksiin käytetään erilaisia oksidatiivisen stressin merkkiaineita. Nämä tai muut muutokset kehossa osoittavat tietyn rikkomuskohdan ja tekijän, joka provosoi sen. Tutkittaessa vapaiden radikaalien muodostumisprosesseja multippeliskleroosin kehittymisessä käytetään seuraavia oksidatiivisen stressin indikaattoreita:
- Malonidialdehydi. Se toimii lipidien vapaiden radikaalien hapettumisen (FRO) toissijaisena tuotteena ja vaikuttaa haitallisesti kalvojen rakenteelliseen ja toiminnalliseen tilaan. Tämä puolestaan johtaa niiden läpäisevyyden lisääntymiseen kalsiumioneille. Malondialdehydipitoisuuden nousu primaarisen ja sekundaarisen progressiivisen multippeliskleroosin aikana vahvistaa oksidatiivisen stressin ensimmäisen vaiheen - vapaiden radikaalien hapettumisen aktivoitumisen.
- Schiff-emäs on CPO-proteiinien ja lipidien lopputuote. Schiff-emästen pitoisuuden kasvu vahvistaa vapaiden radikaalien hapettumisen aktivoitumisen taipumusta krooniseksi. Kun malondialdehydipitoisuus lisääntyy tämän tuotteen lisäksi primaarisessa ja sekundaarisessa progressiivisessa skleroosissa, voidaan havaita tuhoavan prosessin alkaminen. Se koostuu kalvojen pirstoutumisesta ja myöhemmästä tuhoutumisesta. Kohonneet Schiff-emäkset osoittavat myös oksidatiivisen stressin ensimmäisen vaiheen.
- E-vitamiini. Se on biologinen antioksidantti, joka on vuorovaikutuksessa peroksidien ja lipidien vapaiden radikaalien kanssa. Reaktioiden seurauksena muodostuu painolastituotteita. E-vitamiini hapettuu. Häntä pidetääntehokas singlettihapen neutraloija. E-vitamiinin aktiivisuuden väheneminen veressä osoittaa epätasapainoa AO3-järjestelmän ei-entsymaattisessa linkissä - oksidatiivisen stressin kehittymisen toisessa lohkossa.
Seuraukset
Mikä on oksidatiivisen stressin rooli? On huomattava, että vaikutus ei vaikuta vain kalvon lipideihin ja proteiineihin, vaan myös hiilihydraatteihin. Lisäksi muutokset alkavat hormonaalisessa ja hormonaalisessa järjestelmässä. Kateenkorvan lymfosyyttien entsyymirakenteen aktiivisuus laskee, välittäjäaineiden taso nousee ja hormoneja alkaa vapautua. Stressin alaisena alkaa nukleiinihappojen, proteiinien, hiilen hapettuminen ja veren lipidien kokonaispitoisuus kasvaa. Adrenokortikotrooppisen hormonin vapautuminen lisääntyy ATP:n intensiivisen hajoamisen ja cAMP:n esiintymisen vuoksi. Jälkimmäinen aktivoi proteiinikinaasia. Se puolestaan edistää ATP:n osallistuessa koliiniesteraasin fosforylaatiota, joka muuttaa kolesteroliesterit vapaaksi kolesteroliksi. Proteiinin, RNA:n, DNA:n, glykogeenin biosynteesin vahvistaminen samanaikaisesti mobilisaatiolla rasvojen varastosta, rasvahappojen (korkeampien) happojen ja glukoosin hajoaminen kudoksissa aiheuttaa myös oksidatiivista stressiä. Ikääntymistä pidetään yhtenä prosessin vakavimmista seurauksista. Myös kilpirauhashormonien toiminta lisääntyy. Se säätelee perusaineenvaihdunnan nopeutta - kudosten, proteiinien, lipidien, hiilihydraattien aineenvaihdunnan kasvua ja erilaistumista. Glukagonilla ja insuliinilla on tärkeä rooli. Joidenkin asiantuntijoiden mukaan glukoositoimii signaalina adenylaattisyklaasin ja cMAF:n aktivoimiseksi insuliinin tuotannossa. Kaikki tämä johtaa glykogeenin hajoamisen voimistumiseen lihaksissa ja maksassa, hiilihydraattien ja proteiinien biosynteesin hidastumiseen ja glukoosin hapettumisen hidastumiseen. Negatiivinen typpitasapaino kehittyy, kolesterolin ja muiden lipidien pitoisuus veressä kasvaa. Glykagoni edistää glukoosin muodostumista, estää sen hajoamista maitohapoksi. Samaan aikaan sen ylikulutus johtaa lisääntyneeseen glukoneogeneesiin. Tämä prosessi on ei-hiilihydraattituotteiden ja glukoosin synteesi. Ensimmäiset ovat pyruviinihappo ja maitohappo, glyseroli sekä kaikki yhdisteet, jotka voivat katabolismin aikana muuttua pyruvaaiksi tai yhdeksi trikarboksyylihappokierron väliaineista.
Pääsubstraatit ovat myös aminohapot ja laktaatti. Keskeinen rooli hiilihydraattien muuntamisessa kuuluu glukoosi-6-fosfaatille. Tämä yhdiste hidastaa jyrkästi glykogeenin fosfoliriittistä hajoamisprosessia. Glukoosi-6-fosfaatti aktivoi glukoosin entsymaattisen kuljetuksen uridiinidifosfoglukoosista syntetisoituun glykogeeniin. Yhdiste toimii myös substraattina myöhemmille glykolyyttisille transformaatioille. Tämän ohella glukoneogeneesientsyymien synteesi lisääntyy. Tämä koskee erityisesti fosfoenolipyruvaattikarboksikinaasia. Se määrittää prosessin nopeuden munuaisissa ja maksassa. Glukoneogeneesin ja glykolyysin suhde siirtyy oikealle. Glukokortikoidit toimivat entsymaattisen synteesin indusoijina.
Ketonivartalo
Ne toimivat eräänlaisena polttoaineen toimittajana munuaisille ja lihaksille. Oksidatiivisessa stressissä ketoaineiden määrä kasvaa. Ne toimivat säätelijänä, joka estää rasvahappojen liiallisen mobilisoinnin varastosta. Tämä johtuu siitä, että energiannälkä alkaa monissa kudoksissa, koska glukoosi ei insuliinin puutteen vuoksi pysty tunkeutumaan soluun. Suurilla plasman rasvahappopitoisuuksilla niiden imeytyminen maksassa ja hapettuminen lisääntyvät ja triglyseridien synteesin intensiteetti lisääntyy. Kaikki tämä johtaa ketoaineiden määrän kasvuun.
Extra
Tiede tuntee sellaisen ilmiön kuin "kasvien oksidatiivinen stressi". On syytä sanoa, että kysymys kulttuurien sopeutumisesta eri tekijöihin on edelleen kiistanalainen. Jotkut kirjoittajat uskovat, että epäsuotuisissa olosuhteissa reaktiokompleksilla on universaali luonne. Sen toiminta ei riipu tekijän luonteesta. Muut asiantuntijat väittävät, että viljelykasvien vastustuskyky määräytyy erityisten reaktioiden perusteella. Eli reaktio on tekijän kann alta riittävä. Samaan aikaan useimmat tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että epäspesifisten vastausten ohella esiintyy myös erityisiä vastauksia. Samanaikaisesti jälkimmäistä ei aina voida tunnistaa lukuisten yleismaailmallisten reaktioiden taustalla.
