Diagnostyka stresu oksydacyjnego

Dlaczego stres oksydacyjny jest groźny dla organizmu? Po jakich objawach można podejrzewać jego obecność w organizmie oraz które badania skutecznie go zdiagnozują?

Diagnostyka-stresu-oksydacyjnego

Mitochondria to wysoce wyspecjalizowane organelle obecne w prawie każdej komórce. Są odpowiedzialne za wiele procesów. Wytwarzają niezbędną do życia energię, wspierają procesy naprawy, a nawet decydują o wzroście lub śmierci komórki. Odpowiadają za redukcję tlenu, podczas której powstają reaktywne formy tlenu (ROS). Są one niezbędne do przebiegu łańcucha oddechowego oraz wielu innych reakcji m.in. układu wegetatywnego i odpornościowego.

Natomiast nadmierne obciążenie organizmu rodnikami działa toksycznie na mitochondria i rozpoczyna powstawanie stresu oksydacyjnego. Jest to stan zakłóconej równowagi między wolnymi rodnikami (reaktywnymi formami tlenu), a antyoksydantami w organizmie. Może także wynikać z zaburzeń w pracy mitochondrialnych enzymów ochronnych. Dlaczego tak niebezpieczny jest stres oksydacyjny? Może on uszkodzić wszystkie występujące w organizmie cząsteczki - białka, tłuszcze, a także DNA, doprowadzając do mutacji, a nawet śmierci komórki. Zmiany powstałe na skutek reaktywnych form tlenu mogą z kolei prowadzić do rozwoju wtórnych mitochondriopatii.

Objawy

Proces ten nie jest łatwy do zaobserwowania, ponieważ symptomy są nietypowe i mogą pojawiać się również w wielu innych schorzeniach. Na co warto zwrócić uwagę i kiedy wykonać badania określające poziom stresu w naszych komórkach?
Pierwszymi objawami nadprodukcji wolnych rodników są: zmęczenie, wyczerpanie, bóle głowy, senność, spadek koncentracji czy utrata siły mięśniowej. Symptomy te są często także bagatelizowane, a nierozpoznane w porę mogą prowadzić do schorzeń wieloukładowych: osłabienia tkanki łącznej, problemów z układem pokarmowym, bólów mięśniowych, Hashimoto i wielu innych.

Przyczyny

Na stres oksydacyjny narażone są szczególnie osoby, które doświadczają przewlekłego psychostresu, przejadają się i mają niewłaściwą dietę bogatą w cukier i szkodliwe tłuszcze trans. Także osoby chore na nadczynność tarczycy, chroniczne stany zapalne oraz sportowcy.
Z drugiej strony do stresu oksydacyjnego przyczynia się nieprawidłowa praca enzymów:

  1. Pierwszym z nich jest dysmutaza ponadtlenkowa (SOD). Rozkłada ona groźny anionorodnik ponadtlenkowy do wody. Posiada ona dwie formy SOD-1, która do działania wymaga miedzi i cynku oraz SOD-2 zależną od manganu.
  2. Peroksydaza glutationowa (GSH-Px) zależna od selenu.
  3. Katalaza rozkładu nadtlenku wodoru do wody i tlenu.
  4. Reduktaza glutationowa umożliwia przekształcenie glutationu utlenionego (GSSG) do jego formy zredukowanej, z której mogą korzystać enzymy (GSH). Glutation to bardzo silny antyoksydant.

Deficyty tych ważnych substancji takich jak glutation, selen, cynk i mangan nasilają stres oksydacyjny, który z kolei uszkadza nasze mitochondria.

Jakie badania wykonać?

Przy podejrzeniu stresu oksydacyjnego warto zbadać:

  • Poziom glutationu zredukowanego. Przedział referenscyjny to 640-1150 µmol/l badany we krwi. Dodatkowo jego obniżony poziom może świadczyć o osłabieniu wytwarzania energii ATP.
  • Aktywność enzymów dysmutazy ponadtlenkowej SOD-1(240-41- U/l) SOD-2 (125-208 U/l)
  • Aktywność enzymu gamma-glutamylotranspeptydaza (γ-GT). Materiałem do badania powinno być serum. Przedział normy dla kobiet wynosi 4-18U/l, a dla mężczyzn 6-28 U/l. O stresie oksydacyjnym będzie świadczył podwyższony poziom tego enzymu. Należy wykluczyć wcześniej nadmierne spożycie alkoholu u osoby badanej, ponieważ może to dawać fałszywy wynik.
  • Marker peroksydacji lipidów (MDA-LDL). Świadczy o oksydacji nienasyconych kwasów tłuszczowych oraz deficytach witaminy E i koenzymu Q10. Normy są indywidualne dla laboratorium.
  • Trans-4-hydroksynonenal (4-HNE) - jest silnie toksycznym związkiem. Jego podwyższony poziom prowadzi do gwałtownego spadku poziomu cysteiny i glutationu. Stanowi to zagrożenie dla łańcucha oddechowego. Należy wspierać działanie mitochondriów glutationem lub cysteiną (2.3). Materiałem do tego badania jest krew, a norma wynosi <30 µmol/l do 50µmol/l.

Jak zahamować stres oksydacyjny?

Szkodliwemu działaniu wolnych rodników zapobiegają przeciwutleniacze. Oddają im swój wolny elektron, unieczynniając je. Do najsilniejszych przeciwutleniaczy, które są w stanie zmniejszyć stres oksydacyjny należą: glutation, koenzym Q10. Ochronę antyoksydacyjną zapewniają także substancje pochodzenia roślinnego: polifenole, flawonoidy, karotenoidy. Są to bezpieczne antyoksydanty, które po utlenieniu, czyli oddaniu elektronu nie zmieniają się w rodniki, a dodatkowo podnoszą stężenie glutationu. Natomiast zdolności tej nie posiadają znane antyoksydanty, takie jak witamina C, L-karnityna czy α-tokoferol. Dodatkowe wsparcie dla reduktazy glutationowej, która odzyskuje glutation jest witaminy B2.

 

Bibliografia:

  1. Kuklinski, B.: Mitochondria. Diagnostyka uszkodzeń mitochondrialnych i skuteczne metody terapii. Mito-pharma, Gorzów Wielkopolski, 2017.
  2. Esterbauer, H., Schaur, R.J., Zollner, H.: Chemistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal, malonaldehyde and related aldehydes. Free Radic. Biol. Med. 11 (1991) 81-128