Tο οξειδωτικό στρες

Του Δρ. Μιχάλη Παπαχαραλάμπους, ειδικού παθολόγου

Ο όρος οξειδωτικό stress αναφέρεται στη διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ ελευθέρων ριζών, κυρίως του οξυγόνου, και αντιοξειδωτικών, ως αμυντικών μηχανισμών έναντι της βλαπτικής δράσης των ελευθέρων ριζών.

Οι ελεύθερες ρίζες είναι δραστικά μόρια με πολλαπλούς μηχανισμούς δράσης πάνω σε βασικά βιομόρια, όπως τα λιπίδια της κυτταρικής μεμβράνης, οι πρωτεΐνες και το DNA. Βομβαρδίζουν καθημερινά τον οργανισμό μας με στόχο την φθορά των κυττάρων και του γενετικού υλικού τους. Παράγονται από εξωγενείς και ενδογενείς πηγές με κυριότερη απ' αυτές τα κύτταρα που ενέχονται σε φλεγμονώδεις διαδικασίες. Στα κύτταρα έχουμε αντιδράσεις του οξυγόνου με μια σειρά από χημικές ενώσεις.

Το οξυγόνο έχει την ιδιότητα να ‘κλέβει’ ένα ηλεκτρόνιο για να ολοκληρώσει το χημικό του τύπο με αποτέλεσμα να αφήνει τις χημικές ενώσεις αποδυναμωμένες.Mε αυτόν τον τρόπο δημιουργείται μια σειρά από χημικές ενώσεις γνωστές ως ‘Ελεύθερες Ρίζες ‘ που τους λείπει ένα και μοναδικό ηλεκτρόνιο και το αναζητούν όπου μπορούν προκάμοντας σοβαρές βλάβες.

Εάν δεν αντιμετωπιστούν άμεσα οι ελεύθερες ρίζες αναζητούν το ηλεκτρόνιο στον περιβάλλοντα χώρο των κυττάρων. Εάν όμως αυτή η διαδικασία της αναζήτησης δεν γίνει σωστά μεταβαίνουν στο χώρο του γενετικού υλικού μας δημιουργώντας σοβαρές βλάβες και αλλοιώσεις .

Το οξειδωτικό stress εμπλέκεται σε πολλά νοσήματα όπως: αθηροσκλήρωση, έμφραγμα του μυοκαρδίου, εγκεφαλικό επεισόδιο, υπογονιμότητα, φλεγμονές, νόσο Parkinson, νόσο Altzheimer, νόσο Crohn, παγκρεατίτιδα, ασθένειες ήπατος, καταρράκτη, τενοντίτιδες, κυστική ίνωση, ρευματοειδή αρθροπάθεια, καθώς και οι περισσότερες μορφές καρκίνου.

Stress και ελεύθερες ρίζες

Κατά τη διάρκεια των τριών τελευταίων δεκαετιών το ενδιαφέρον για τις ελεύθερες ρίζες και το λεγόμενο ‘Οξειδωτικό Stress’ έχει αναπτυχθεί εκρηκτικά τόσο στη Βιοχημεία και στη Βιολογία όσο και στις Ιατρικές Επιστήμες. Ποικίλες μελέτες καταδεικνύουν την καταστρεπτική επίδρασή τους στο ανθρώπινο σώμα, ενώ αντίστοιχα άλλες τόσες μελέτες την απαραίτητη χρησιμότητά τους.

Με τον όρο ελεύθερη ρίζα καλούμε ένα άτομο ή ομάδα ατόμων (ανόργανα ή οργανικά μόρια) που φέρει ένα ή παραπάνω ασύζευκτα (unpaired) ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα.

Οι πιο ευρέως διαδεδομένες ελεύθερες ρίζες στα βιολογικά συστήματα είναι οι ρίζες που προέρχονται από μόρια που περιέχουν οξυγόνο και έχουν μία υψηλότερη αντιδραστικότητα από την αρχική κατάσταση του μοριακού οξυγόνου (Ο2). Τα μόρια αυτά είναι ευρύτερα γνωστά ως δραστικές οξυγονούχες μορφές (ΔΟΜ)-Reactive Oxygen Species(ROS).

Υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο σχηματισμός τους στο κύτταρο βρίσκεται υπό έλεγχο από ένα αντιοξειδωτικό σύστημα άμυνας και έτσι επικρατεί ισορροπία. Σ’ αυτό περιλαμβάνονται ουσίες που ονομάζονται αντιοξειδωτικά (π.χ βιταμίνες Ε, C, καροτινοειδή, φλαβονοειδή κ.α), οι οποίες καταπολεμούν την οξείδωση δηλαδή την δράση των ελεύθερων ριζών. Η διαταραχή αυτής της ισορροπίας προκαλεί τη δημιουργία του λεγόμενου 'οξειδωτικού στρες'.

Η βλαπτική επίδραση η οποία προκαλείται από το οξειδωτικό stress ονομάζεται οξειδωτική ζημιά.

Το οξειδωτικό stress προκύπτει από:

Αυξημένη παραγωγή των δραστικών μορφών οξυγόνου ΔΟΜ. π.χ. σε περιπτώσεις αυξημένης συγκέντρωσης οξυγόνου, λόγω παρουσίας τοξινών
Μείωση της συγκέντρωσης των αντιοξειδωτικών. π.χ. διάφορες μεταλλάξεις στα αντιοξειδωτικά ένζυμα ή μείωση της πρόσληψης αντιοξειδωτικών από τη διατροφή.

Η κατάσταση αυτή οδηγεί με τον έναν ή τον άλλον τρόπο, σε περίσσεια ελευθέρων ριζών στην οποία το κύτταρο είτε θα προσαρμοστεί είτε θα δεχτεί την βλαπτική της επίδραση. Η προσαρμογή γίνεται σε περίπτωση που έχουμε ήπια κατάσταση οξειδωτικού stress με την αύξηση της παραγωγής των αντιοξειδωτικών συστημάτων άμυνας. Ποικίλοι παράγοντες είτε ενδογενείς, είτε εξωγενείς ευνοούν την δημιουργία των ελευθέρων ριζών.

Έχει βρεθεί πως και το stress συμβάλλει στη δημιουργία ελευθέρων ριζών στον οργανισμό κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού των κατεχολαμινών.

Όταν ο οργανισμός βρίσκεται σε συνεχή κατάσταση stress (χρόνιο stress), η υπόφυση υποκινεί τα επινεφρίδια, τα οποία παράγουν συνέχεια κορτιζόλη, επινεφρίνη και νορεπινεφρίνη (ορμόνες του stress). Συγκεκριμένα, ο οξειδωτικός μεταβολισμός των κατεχολαμινών παράγει τις κινόνες που αντιδρούν με το οξυγόνο, με αποτέλεσμα να παράγονται ανιόντα υπεροξειδίου (Ο2-) και ΗΟ2.

Αυτές οι χημικές αντιδράσεις θέτουν μια αλυσιδωτή αντίδραση με αποτέλεσμα να προκύπτουν ακόμα περισσότερες ελεύθερες ρίζες. Επομένως, ο μεταβολισμός των κατεχολαμινών έχει καταστρεπτικές επιπτώσεις λόγω της γένεσης των ΔΟΜ και του σχηματισμού προϊόντων οξείδωσης.

Τέλος, έχει βρεθεί πως το σωματικό και ψυχολογικό stress μειώνει σημαντικά την ποσότητα της βιταμίνης C, ενός αντιοξειδωτικού που λαμβάνεται μέσω της διατροφής. Αν και ακούγεται περίεργο, το 5-10% του οξυγόνου που αναπνέουμε, μετατρέπεται σε ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, δηλ. μόρια που προσλαμβάνονται από τα κύτταρα και προκαλούν το λεγόμενο οξειδωτικό stress.

Συνήθως, ο οργανισμός είναι σε θέση να καταπολεμήσει τη βλαπτική δράση των μορίων αυτών. Όμως το κάπνισμα, η υπερβολική έκθεση στον ήλιο, το stress και η μολυσμένη ατμόσφαιρα μειώνουν την ικανότητα αυτή του οργανισμού. Έτσι, τα κύτταρα καταστρέφονται από τα μόρια αυτά. Φαίνεται ότι η καλή διατροφή, ο ύπνος και η χορήγηση βιταμινών (κυρίως Α, C και Ε) αναστέλλουν τη βλαπτική δράση των ελεύθερων ριζών στον οργανισμό (αντιοξειδωτική δράση).