Ο Έλεγχος των Οξειδωτικών Βλαβών των Βιομορίων αξιολογεί τις βλάβες που έχουν επέλθει στα βιομόρια των κυττάρων (λιπίδια, πρωτεΐνες και DNA) από την επίδραση του οξειδωτικού στρες.
Ο Έλεγχος των Οξειδωτικών Βλαβών μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό των υποκείμενων αιτιών για πολλά χρόνια νοσήματα και κλινικές διαταραχές, έτσι ώστε να σχεδιασθούν οι κατάλληλες εξατομικευμένες θεραπευτικές παρεμβάσεις.
Τι είναι το Οξειδωτικό Στρες;
Το οξυγόνο είναι απαραίτητο για όλους τους ανώτερους ζωντανούς οργανισμούς επειδή επιτρέπει την παραγωγή ενέργειας από οργανική ύλη. Το αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας εσωτερικής καύσης στο σώμα, εκτός από την παραγωγή ενέργειας, είναι και η δημιουργία υποπροϊόντων που ονομάζονται ελεύθερες ρίζες οξυγόνου. Αυτές οι ρίζες οξυγόνου είναι πολύ δραστικά μόρια, επειδή μπορούν να οξειδώσουν τα λειτουργικά μόρια του κυττάρου, δηλαδή τα λιπίδια, τις πρωτεΐνες και το DNA του, μεταβάλλοντας τη δομή τους και προκαλώντας τελικά οξειδωτικές βλάβες στο κύτταρο. Ο ανθρώπινος οργανισμός χρησιμοποιεί φυσιολογικά τις ελεύθερες ρίζες οξυγόνου σε διάφορες λειτουργίες του, όπως για παράδειγμα στην καταπολέμηση των λοιμώξεων. Η χρησιμοποίηση των ελεύθερων ριζών οξυγόνου προς όφελος του οργανισμού και η ταυτόχρονη προστασία των υπόλοιπων μορίων του, επιτυγχάνεται με τη χρήση αντιοξειδωτικών αμυντικών συστημάτων. Οι αντιοξειδωτικοί αμυντικοί μηχανισμοί περιλαμβάνουν τα αντιοξειδωτικά ένζυμα (π.χ. δισμουτάση, καταλάση) και τα αντιοξειδωτικά μη-ενζυμικά συστήματα (π.χ. βιταμίνες C και Ε, γλουταθειόνη, καροτενεοειδή κλπ).
Οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου μπορεί να προέλθουν είτε από τη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού, είτε από έκθεση σε περιβαλλοντικούς ρύπους όπως τα καυσαέρια και τον καπνό του τσιγάρου, την κατανάλωση αλκοόλ, την έκθεση σε ιονίζουσα ακτινοβολία, την παρουσία λοιμώξεων και τη χρήση ορισμένων φαρμάκων.
Όταν η παραγωγή των ελεύθερων ριζών οξυγόνου ξεπεράσει την ρυθμιστική ικανότητα των αντιοξειδωτικών συστημάτων, τότε δημιουργούνται οξειδωτικές βλάβες στα βιομόρια (πρωτεΐνες, λιπίδια, DNA), στα οργανίδια του κυττάρου και συνολικά στο ίδιο το κύτταρο, στους ιστούς, στα όργανα και στα συστήματα των οργάνων και τελικά στον ίδιο τον οργανισμό, μια κατάσταση που περιγράφεται ως Οξειδωτικό Στρες.
Το οξειδωτικό στρες προκύπτει εξαιτίας της δημιουργίας μεγάλων ποσοτήτων ελεύθερων ριζών που δεν μπορούν (ή δεν προλαβαίνουν) να εξουδετερωθούν από τα αντιοξειδωτικά συστήματα του οργανισμού. Η επίδραση του οξειδωτικού στρες για μεγάλο χρονικό διάστημα, μπορεί να προκαλέσει πολλές παθολογικές καταστάσεις που κυμαίνονται από καρδιαγγειακά νοσήματα και καρκίνο μέχρι χρόνιες λοιμώξεις και φλεγμονώδη νοσήματα καθώς επίσης και νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Επιπλέον, πολυάριθμες επιστημονικές μελέτες υποστηρίζουν ότι το οξειδωτικό στρες είναι η σημαντικότερη αιτία της γήρανσης του οργανισμού.
Οξειδωτικές Βλάβες Βιομορίων
Υπεροξείδωση των λιπιδίων. Η υπεροξείδωση των λιπιδίων της κυτταρικής μεμβράνης οδηγεί σε απώλεια της ρευστότητας και της ελαστικότητα της, σε μειωμένη κυτταρική λειτουργία και μπορεί να φτάσει ακόμη και στην κυτταρική ρήξη και το θάνατο του κυττάρου. Η Μαλονδιαλδεϋδη (MDA) είναι μια οργανική ουσία που προκύπτει από την υπεροξείδωση των λιπιδίων και πιο συγκεκριμένα, από την δράση των ελεύθερων ριζών οξυγόνου πάνω στα πολυακόρεστα λιπαρά οξέα. Η μαλονδιαλδεϋδη είναι τοξική ουσία για τα κύτταρα επειδή σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς με διάφορες κυτταρικές πρωτεΐνες ενώ έχει επίδραση και στο DNA του κυττάρου προκαλώντας μεταλλάξεις. Η μέτρηση της μαλονδιαλδεϋδης αποτελεί ένα μέτρο της επίδρασης των δραστικών ριζών οξυγόνου πάνω στα λιπίδια και έτσι μια εκτίμηση του οξειδωτικού στρες του οργανισμού. Η μαλονδιαλδεϋδη μετράται στο πλάσμα με την μέθοδο TBARS.
Βλάβες πρωτεϊνών. Η οξείδωση των πρωτεϊνών μπορεί να προκαλέσει τον κατακερματισμό των αμινοξέων και το σχηματισμό μη-φυσιολογικών δεσμών μεταξύ πρωτεϊνών, γεγονός που οδηγεί τελικά σε απώλεια της λειτουργικότητάς τους. Οι αλλοιωμένες πρωτεΐνες επηρεάζουν τα ενδοκυττάρια βιοχημικά μονοπάτια με αποτέλεσμα την εμφάνιση διαφόρων διαταραχών και νοσημάτων. Εάν οι πρωτεολυτικοί μηχανισμοί που είναι υπεύθυνοι για την αποικοδόμηση των πρωτεϊνών δεν λειτουργούν σωστά, οι τροποποιημένες πρωτεΐνες συσσωρεύονται μέσα στο κύτταρο, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει περεταίρω την ανάπτυξη παθολογικών καταστάσεων. Η εκτίμηση της οξειδωτικής βλάβης των πρωτεϊνών επιτυγχάνεται με τη μέτρηση της Νιτροτυροσίνης, ενός παραγώγου του αμινοξέος τυροσίνη.
Βλάβες του DNA. Η οξειδωτική βλάβη στο DNA προκαλεί αλλοιώσεις στις βάσεις του. Εάν αφεθούν χωρίς επιδιόρθωση, οι τροποποιήσεις των βάσεων του DNA οδηγούν τελικά σε γενετικές ανωμαλίες. Δεδομένου ότι η βάση Γουανίνη είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στην οξείδωση, η μέτρηση της 8-υδροξυ-δεοξυγουανοσίνης χρησιμοποιείται ως ο πιο αξιόπιστος βιολογικός δείκτης των οξειδωτικών βλαβών του DNA.
Γιατί είναι απαραίτητος ο έλεγχος του Οξειδωτικού Στρες;
Παρά το γεγονός ότι όλο και περισσότεροι γιατροί αλλά και ασθενείς έχουν μεγαλύτερη επίγνωση της σημασίας των ελευθέρων ριζών και του οξειδωτικού στρες, ο έλεγχος και η παρακολούθηση του δεν είναι ακόμη πολύ διαδεδομένη. Ο σημαντικότερος λόγος είναι ότι στα αρχικά στάδια του οξειδωτικού στρες (πριν την εκδήλωση νόσου) δεν υπάρχουν κάποια ειδικά ή μη ειδικά συμπτώματα, με αποτέλεσμα να μην διαγιγνώσκεται και να μην αντιμετωπίζεται άμεσα. Παραδόξως επίσης, συχνά οι γιατροί προτείνουν και οι ασθενείς λαμβάνουν συμπληρώματα διατροφής με αντιοξειδωτικά ή δίαιτες με αυξημένο αντιοξειδωτικό προφίλ, χωρίς καμία εξέταση και χωρίς ειδικούς ελέγχους προκειμένου να εκτιμηθεί κατά πόσον ο ασθενής βρίσκεται σε κατάσταση αυξημένων ελεύθερων δραστικών ριζών ή έχει μειωμένη αντιοξειδωτική ικανότητα.
Οι ελεύθερες ρίζες είναι αναγκαίες για διάφορες λειτουργίες του οργανισμού, όπως για παράδειγμα στη φυσιολογική λειτουργία της φαγοκυττάρωσης για την καταστροφή μικροοργανισμών, των γηρασμένων κυττάρων ή ακόμη και των καρκινικών κυττάρων. Επίσης πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι οι δραστικές ρίζες οξυγόνου λειτουργούν ως ενδοκυττάριο και διακυττάριο μήνυμα για την απόπτωση (κυτταρικός θάνατος), την έκφραση γονιδίων αλλά και την ενεργοποίηση των κυττάρων.
Έτσι, η συνεχής πρόσληψη αντιοξειδωτικών σε μεγάλες ποσότητες ενέχει τον κίνδυνο της παντελούς έλλειψης ριζών και της διαταραχής της ισορροπίας τους προς τα κάτω, γεγονός εξίσου επικίνδυνο με το οξειδωτικό στρες.
Σε ποια νοσήματα εμπλέκεται το Οξειδωτικό Στρες;
Το Οξειδωτικό Στρες εμπλέκεται σε περισσότερα από 100 νοσήματα, συμπεριλαμβανομένων:
- Γήρανση
- Καρδιαγγειακά νοσήματα
- Νευροεκφυλιστικά νοσήματα (Alzheimer, Parkinson)
- Πνευμονοπάθειες
- Καρκίνος
- Αυτοάνοσα νοσήματα
- Καταρράκτης και Εκφύλιση ωχράς κηλίδας
