Stres nitrozacyjny

Poznaj działanie reaktywnych form tlenu i azotu na nasze komórki. Jak zapobiegać niekorzystnym zmianom?

Stres nitrozacyjny

Analogicznie do reaktywnych form tlenu, w wyniku zachodzących w naszym organizmie przemian metabolicznych powstają również reaktywne formy azotu.

W warunkach fizjologicznych tlenek azotu (NO) jest niezbędny dla życia, ponieważ pełni ważne funkcje przekaźnikowe, odpowiada za napięcie mięśniowe oraz bierze udział w reakcjach układu odpornościowego (chroniąc nas na przykład przed mikrobami)

Naturalna biosynteza NO w naszym organizmie przebiega dzięki działaniu specjalnych enzymów (syntaz NO, NOS) i polega na przekształceniu aminokwasu argininy oraz tlenu w tlenek azotu, cytrulinę i wodę. Fizjologicznie rozróżniamy cztery izoformy NOS z których każda jest charakterystyczna dla innego narządu:

1. NOS endotelialne (eNOS) – wytworzony przez ten enzym tlenek azotu (eNO) wykazuje aktywność w obrębie endotelu czyli warstwy wyścielającej wewnętrzną część ścian naczyń krwionośnych oraz limfatycznych: eNO pełni tutaj funkcję przekaźnikową i prowadzi do rozluźnienia (spadku napięcia) mięśni gładkich naczyń krwionośnych, co skutkuje rozszerzeniem naczyń krwionośnych i spadkiem ciśnienia krwi (na zjawisku tym opierają się niektóre leki nasercowe, nasilające wydzielanie NO w organizmie).

2. NOS neuronalne (nNOS) – wytwarza nNO, który wykazuje aktywność w obrębie neuronów, gdzie pełni funkcję neurotransmitera.

3. NOS indukowalne (iNOS) – związane z aktywnością komórek odpornościowych: wyprodukowany w ten sposób iNO reguluje pracę układu immunologicznego oraz służy jako element mechanizmu obronnego przed atakującymi organizm chorobotwórczymi mikroorganizmami. Aktywność iNO stymulują reakcje zapalne, infekcje oraz obciążenie substancjami chemicznymi. Przykładowo, duże stężenie NO indukowanego przez iNOS stwierdza się wewnątrz otworów nosowych.

4. NOS mitochondrialne (mtNOS) – wytworzony przez nie mtNO wykazuje aktywność w mitochondriach, gdzie odpowiada za nasilenie przebiegu wielu procesów metabolicznych, w  tym: syntezy różnych substancji chemicznych, proliferacji oraz apoptozy komórek. mtNO odgrywa szczególnie ważną rolę na przykład w okresie rozwoju płodowego, przy usuwaniu starych komórek oraz unieszkodliwianiu komórek nowotworowych, jak też uczestniczy w regulacji zużycia tlenu w organizmie. Nasilenie syntezy mtNO ma miejsce w stanie hipoksji (niedostatecznego zaopatrzenia tkanki w tlen).

W stężeniu fizjologicznym NO jest niezbędne dla życia i zdrowia, natomiast w warunkach patologicznego zwiększenia stężenia tlenku azotu w organizmie, substancja ta staje się dla nas toksyczna. Mówimy wówczas o stresie nitrozacyjnym.

Mechanizm stymulujący syntezę NO w organizmie:

cytokiny stanu zapalnego / endotoksyny  –> wzrost aktywności makrofagów –> wzrost syntezy tlenku azotu + nasilenie syntezy oraz aktywności NFkB

Nadmiar NO [3]:

–  hamuje proliferację limfocytów (białych krwinek)

–  hamuje syntezę DNA (poprzez blokowanie działania enzymu reduktaza rybonukleotydowa)

– prowadzi do uszkodzenia ściany jelitowej i zwiększa jej przepuszczalność. Skutkiem nieszczelności jelit są pojawiające się nietolerancje oraz alergie pokarmowe, ponieważ w takiej sytuacji z wnętrza jelit do organizmu przedostają się np. nieprzetrawione obce białka, co pobudza immunologiczną odpowiedź organizmu (to tutaj może tkwić przynajmniej częściowe wytłumaczenie nietolerancji glutenu czy kazeiny). Ponadto nadmiar NO aktywuje działanie jelitowych kanałów jonowych (powoduje lub nasila biegunki)

–  blokuje działanie zależnych od żelaza enzymów cyklu Krebsa

Jednocześnie, wzrost syntezy tlenku azotu w warunkach nasilenia syntezy rodników tlenowych (rodnik ponadtlenkowy – 02) prowadzi do syntezy znacznie groźniejszego rodnika, którym jest nadtlenoazotyn ONOO. Inne reaktywne formy azotu to np. dwutlenek azotu (NO2), który również reaguje z tłuszczami wielonienasyconymi.

Nadtlenoazotyn – wróg numer 1.

Nadtlenoazotyn (ONOO) to najagresywniejszy rodnik azotowy.

Ze względu na zdolność reagowania z tłuszczami nadtlenoazotyn niszczy barierę krew – mózg oraz osłonę mielinową, a tym samym wykazuje właściwości neurodegeneracyjne. Ponadto w sposób nieodwracalny hamuje syntezę substancji przekaźnikowych (co może prowadzić do wystąpienia depresji i / lub stanów lękowych, patrz poniższa lista)

Nadtlenoazotyn wykazuje ogromną aktywność, a  najchętniej łączy się z tłuszczami wielonasyconymi (peroksydacja lipidów). Jednocześnie ONOOaktywuje czynnik transkrypcyjny NFkB (przez co w konsekwencji pobudzeniu ulegają również cytokiny stanu zapalnego takie jak IL1β, IL6, TNFα, IFƴ jak też indukowalna synteza iNO, skutek: kaskada stanu zapalnego) [5] oraz receptor NMDA (receptor NMDA jest aktywowany przez przyłączenie się do niego glutaminianu oraz jednego z dwóch aminokwasów: glicyny lub seryny i przewodzi kationy wapnia, sodu i potasu; zablokowanie aktywności tego receptora prowadzi do zablokowania odczuwania bólu i zaburzeń pamięci. Rezultatem nadmiernej aktywność tego receptora jest nasilenie odczuwanego bólu. Jak udowodniono, receptory NMDA biorą udział w wyzwalaniu nadmiernej i długotrwałej odpowiedzi bólowej, która stanowi efekt tak zwanego zjawiska nakręcania (tzw. mechanizm„wind-up”) [4].

Na skutek działania nadtlenoazotynu nieodwracalnemu zahamowaniu ulega działanie takich substancji jak:

  • cytochrom c (białko uczestniczące w procesie fosforylacji oksydacyjnej: kluczowym procesie służącym pozyskiwaniu energii ATP w mitochondriach) = spadek ilości pozyskiwanej przez organizm energii
  • akonitaza (enzym uczestniczący w cyklu Krebsa) = spadek ilości pozyskiwanej przez organizm energii (ATP)
  • hemoglobina (czerwony barwnik krwi, odpowiadający za zdolność krwi do przenoszenia tlenu) = spadek ilości pozyskiwanej przez organizm energii, niedotlenienie –> hipoksja –> więcej NO –> dalsze ograniczenie funkcjonowania hemoglobiny… –> błędne koło
  • tyrozyna oraz tryptofan (nitryfikacja aminokwasów aromatycznych)
  • witamina C, kwas moczowy, cholesterol, kwas alfa-liponowy, tioredoksyny, glutation
  • Zawierająca mangan SOD-2 (dysmutaza ponadtlenkowa obecna w mitochondriach) oraz zawierająca miedź i cynk SOD-1 (dysmutaza ponadtlenkowa występująca w mitochondrialnej przestrzeni międzybłonowej oraz w cytozolu)
  • kinaza białkowa C (na skutek nitryfikacji tyrozyny), co prowadzi do zaburzeń funkcjonowania międzykomórkowego systemu przekaźnikowego [5], i wiele innych…

Spadek poziomu ATP w organizmie ma krytyczne znaczenie dla funkcjonowania naszego mózgu (neurony) oraz mięśni (w tym mięśnia sercowego). Komórki mózgowe oraz mięśniowe zaczynają cierpieć z powodu silnych niedoborów energetycznych, pojawia się osłabienie mięśni, zaburzenia pamięci, koncentracji, itd.

Możliwe przyczyny stresu nitrozacyjnego:

  1. Niestabilność szyjnego odcinka kręgosłupa (nie tylko powypadkowa, lecz związana np. z niewłaściwą pozycją pracy przy komputerze, nasilonym korzystaniem ze smartfona/tableta, niewłaściwą poduszką do spania, uprawianiem niektórych sportów np. jazda konna, narciarstwo, skoki do wody, bieganie*)

* uwaga osoby uprawiające jogę: jeżeli cierpisz z powodu niestabilności szyjnej części kręgosłupa, uważaj na pozycję ryby (Matsyasana)!

  1. Nadmiar azotanów w diecie. Dietetyczne źródła azotanu to między innymi:
  • peklowane mięso, kiełbasy, wędliny (zawsze czytaj skład na opakowaniach!),
  • pochodzące z upraw konwencjonalnych warzywa korzeniowe, które chłoną dodawane do ziemi nawozy azotowe,
  • zwłaszcza zimą: zielone sałaty.
  1. Nadużywanie paracetamolu (acetaminofenu). Nie dosyć, że paracetamol prowadzi do peroksydacji lipidów oraz szybkiego wyczerpania zasobów silnego antyoksydantu: L – glutationu, przez co szybko prowadzi do uszkodzeń oksydacyjnych wątroby, to dodatkowo prowadzi do zwiększenia w organizmie ilości rodników azotowych a tym samym nasilenia stresu nitrozacyjnego [1]. Najnowsze badania sugerują, że paracetamol może również prowadzić do obojętności emocjonalnej (spadku intensywności przeżywania różnych doświadczeń zarówno pozytywnych jak też negatywnych) [2],
  2. Niektóre leki, należą do nich: statyny, leki nasercowe indukujące syntezę NO, leki cytostatyczne, antybiotyki,
  3. Infekcje wirusowe (np. wirus Epstein-Barr) lub bakteryjne, toksoplazmoza (zakażenie pierwotniakami), zarażenie tasiemcem. Choroby autoimmunologiczne. Przewlekłe stany zapalne. Organizm broni się wówczas przed nimi nasilając syntezę NO. Chroniczne infekcje prowadzą do nadmiernego wzrostu poziomu tlenku azotu,
  4. Silny stres (zwłaszcza przewlekły),
  5. Wzrost poziomu lipopolisacharydów. Lipopolisacharydy: endotoksyny wchodzące w skład błony komórkowej wielu bakterii,
  6. Ekspozycja na różne toksyczne substancje, na przykład:
  • tlenek węgla
  • chlor organiczny
  • fosforany
  • pestycydy karbaminianowe
  • poliuretan
  • ciguatoksyna (może być nią zarażone mięso ryb z Pacyfiku, Oceanu Indyjskiego i Morza Karaibskiego)
  • rozpuszczalniki

Wyeliminowanie stresu nitrozacyjnego (oraz oksydacyjnego) to jeden z podstawowych celów medycyny mitochondrialnej. Maksymalnemu ograniczeniu stresu nitrozacyjnego (zarówno poprzez minimalizację azotu przyjmowanego wraz z pożywieniem, jak i poprzez położony nacisk na obecność antyoksydantów i substancji przeciwzapalnych) służy także dieta mitochondrialna (mitodieta).

Medycyna mitochondrialna i stanowiąca jej nieodzowną część dieta mitochondrialna skutecznie wspierają pacjentów w walce między innymi z:

  • zespołem jelita drażliwego
  • chorobami neurogegeneracyjnymi, w tym chorobą Alzheimera, chorobą Parkinsona, stwardnieniem zanikowym bocznym, stwardnieniem rozsianym
  • nietolerancjami pokarmowymi/alergiami
  • miażdżycą oraz innymi chorobami serca i układu krążenia
  • zespołem przewlekłego zmęczenia (CFS)
  • FMS
  • migreną oraz przewlekłymi bólami głowy
  • astmą, łuszczycą i innymi chorobami skórnymi       
  • otyłością, cukrzycą, zespołem metabolicznym
  • hipercholesterolemią
  • hiperhomocysteinemią
  • przewlekłymi zapaleniami jelit i / lub żołądka
  • reumatoidalnym zapaleniem stawów
  • nowotworami
  • przewlekłym niedociśnieniem lub nadciśnieniem
  • przewlekłym zapaleniem zatok
  • nadwrażliwością na wielorakie substancje chemiczne (MCS)
  • zespołem przewlekłego bólu
  • zespołem eozynofilii 

Terapia mitochondrialna oraz mitodieta mogą być również stosowane dla wsparcia pacjentów, którzy cierpią z powodu mitochondriopatii pierwotnych, czyli wrodzonych zaburzeń funkcjonowania mitochondriów, stanowiących wynik mutacji genetycznych przede wszystkim w obrębie mtDNA. Do chorób tego rodzaju należą zespół Leigha, zespół MELAS czy zespół MYRFF.

Autor: Sylwia Grodzicka

  1.  GröberU., Arzneimittel und MikronährstoffeVon Apotheker.2., neu bearbeitete und erweiterte Auflage 2012, Gröber
  2. www.wissenschaft-aktuell.de/artikel/Paracetamol_daempft_Schmerz___und_Emotionen1771015589806.html, www.journals.sagepub.com/doi/10.1177/0956797615570366
  3. Biesalski, H.K., et. al., Ernaehrungsmedizin, Thieme, 2009
  4. www.czytelniamedyczna.pl/1304,patomechanizm-i-leczenie-farmakologiczne-bolu-neuropatycznego.html
  5. Kuklinski, B., Medycyna mitochondrialna: objawy, diagnostyka oraz metody terapii, 2017

www.symptome.ch/wiki/Nitrosativer_Stress
www.naturheilpraxis-hollmann.de/Nitrostress.htm