Nedir
Oksidatif stres, reaktif oksijen türlerinin üretilmesiyle biyolojik bir sistemin reaktif ara ürünleri kolayca detoksifiye etme (zehirsiz hale getirme) ya da oluşan hasarı onarma yeteneği arasındaki bir dengesizliği belirtir. Dokuların normal redoks (yükseltgenme indirgenme) safhasındaki bozukluklar, peroksitlerin ve serbest radikallerin üretilmesiyle toksik etkilere neden olabilir. Bunlar, proteinler, lipitler ve DNA gibi bütün hücre bileşenlerine zarar verir. Bazı reaktif oksidatif türler, redoks sinyali adı verilen bir olgu vasıtasıyla haberci görevi bile görebilir.
İnsanlarda, oksidatif stres birçok hastalıkla ilişkilidir. Örneğin, orak hücre anemisi, aterosklerosis (damar sertliği), Parkinson hastalığı, kalp yetmezliği, miyokard enfarktüsü, Alzheimer hastalığı, şizofreni, bipolar bozukluk, kırılgan X sendromu, kronik yorgunluk sendromu. Ama kısa süreli oksidatif stres de, “mitohormesis” adlı bir işlemin harekete geçmesi sayesinde yaşlanmanın önlenmesinde önemli olabilir. Reaktif oksijen türleri faydalı olabilir çünkü bunlar, bağışıklık sistemi tarafından patojenlere saldırmak ve onları yok etmek için kullanılır
Kimyasal ve biyolojik etkiler
Kimyasal ve biyolojik etkiler
Kimyasal olarak, oksidatif stres, oksitleyici türlerin üretiminin artması ya da glutation gibi antioksidan savunmalarının yeteneğindeki önemli bir düşüşle ilişkilidir. Oksidatif stresin etkileri, bu değişikliklerin boyutuna bağlıdır; bir hücre küçük sapmaların üstesinden gelebilir ve eski durumuna yeniden kavuşabilir. Ama daha şiddetli oksidatif stres, hücre ölümüne neden olabilir, hatta orta dereceli oksidasyon, apoptozu (programlanmış hücre ölümü) tetikleyebilir; daha şiddetli streslerse nekroza (doku ölümüne) neden olabilir.
Oksidatif stresin özellikle yıkıcı bir yönü, serbest radikalleri ve peroksitleri içeren reaktif oksijen türlerini üretmesidir. Bu türlerin daha az reaktif olanlarının bazıları (örneğin, süperoksit), redoks reaksiyonları vasıtasıyla, geçiş metalleri ya da kinon gibi diğer redoks döngüsü bileşikleriyle kapsamlı hücresel hasara neden olabilecek daha agresif radikal türlere çevrilebilir. Uzun dönemdeki etkilerin büyük bir kısmı DNA üzerindeki hasardan kaynaklanır. Oksijen kaynaklı bu türlerin birçoğu, normal aerobik metabolizmayla düşük bir seviyede üretilir ve bunların, hücrelere verdiği hasar sürekli onarılır. Ancak, nekroza neden olan şiddetli oksidatif stres düzeylerinde, bu hasar, ATP (adenosin trifosfat) azalmasına yol açarak kontrollü apoptotik ölümü önler ve hücrenin parçalanmasına neden olur.
Oksidanların üretimi ve tüketimi
Oksidanların üretimi ve tüketimi
İnsanlarda, normal koşullar altında reaktif oksijenin kaynaklarından biri, yükselgenim (oksidatif) fosforlanması sırasında aktifleşmiş oksijenin mitokondrilerden sızmasıdır. Ancak, aktif bir elektron taşıma dizisine sahip olmayan escherichia coli mutantları, normal hücreler kadar çok hidrojen peroksit üretmiştir; bu da, diğer enzimlerin bu organizmalardaki oksidan miktarına katkıda bulunduğunu gösterir. Olasılıklardan biri, birden fazla redoks aktif flavoproteinin, normal koşullar altında oksidanların toplam üretimine küçük bir katkıda bulunduğudur.
Oksidatif stres, irradyasyon ve hiperoksiyi izleyen doku hasarına neden olur. Bunun, Lou Gehrig hastalığı (yani, MND ya da ALS), Parkinson hastalığı, Alzheimer hastalığı ve Huntington hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıklarda önemli olduğundan kuşkulanılmaktadır (ama bu kanıtlanmamıştır). Oksidatif stresin, bazı kardiyovasküler hastalıklarla ilişkili olduğu düşünülmektedir; çünkü vasküler endotelyumdaki LDL (düşük yoğunluklu lipoprotein) oksidasyonu, ateromatöz plak oluşumunun bir işaretidir. Oksidatif stres ayrıca hipoksiyi (kanda oksijen yetmezliği) izleyen oksijen reperfüzyon hasarından dolayı iskemik kaskatta da rol oynar. Bu kaskat, hem inmeleri hem de kalp krizlerini içerir. Oksidatif stres ayrıca kronik yorgunluk sendromuyla da ilişkilidir.
Takviye olarak antioksidanlar
Takviye olarak antioksidanlar
Hastalıkları önlemek için antioksidanların kullanılması tartışmalıdır. Sigara içenler gibi yüksek riskli bir grupta, yüksek dozlarda beta karoten, akciğer kanseri oranını yükseltmiştir. Daha az riskli gruplarda E vitaminin kullanımının, kalp hastalığı riskini azalttığı görülür. Alzheimer gibi diğer hastalıklarda, E vitamini takviyesiyle ilgili bulgular karışıktır. Besinsel kaynaklar çok daha çeşitli karotenoidler ve E vitamini (tokoferollar ve tokotrienollar) içerdiği için geçmişteki epidemiyolojik araştırmaların, izole edilmiş bileşiklerin kullanıldığı yapay deneylerden farklı sonuçları olabilir.
Oksidatif stresin yaşlanma sürecine katkıda bulunduğu da düşünülmektedir. Drosophila melanogaster (bir sinek türü) ve Caenorhabditis elegans (yuvarlak solucan) gibi model organizmalarda bu fikri desteklemek için kanıtlar olsa da yeni kanıtlar oksidatif stresin, reaktif oksijen türlerinin başlangıçta artmış düzeylerine karşı ikincil bir tepki oluşturarak Caenorhabditis elegans’ın ortalama yaşam süresini artırabileceğini de ileri sürmektedir. Bu süreç daha önce tamamen kuramsal bir temelde mitohormesis ya da mitokondriyal hormesis olarak adlandırılmıştı. Memelilerdeki durum daha da belirsizdir. Son epidemiyolojik bulgular, mitohormesis sürecini desteklemekte, hatta antioksidanların, insanlarda hastalık görülme sıklığını artırabileceğini ileri sürmektedir (ama sonuçlar, sigara içenlerle ilgili araştırmalar tarafından etkilenmiştir).