Stress wordt beschouwd als een niet-specifieke reactie van het lichaam op de werking van interne of externe factoren. Deze definitie werd in praktijk gebracht door G. Selye (een Canadese fysioloog). Elke actie of toestand kan stress veroorzaken. Het is echter onmogelijk om één factor aan te wijzen en dit de hoofdoorzaak van de reactie van het lichaam te noemen.
Onderscheidende kenmerken
Bij het analyseren van de reactie doet de aard van de situatie (of het nu prettig of onaangenaam is) waarin het organisme zich bevindt er niet toe. Wat interessant is, is de intensiteit van de noodzaak om zich aan te passen of te herstructureren volgens de omstandigheden. Het organisme verzet zich allereerst tegen de invloed van het irriterende middel met zijn vermogen om flexibel te reageren en zich aan te passen aan de situatie. Op grond hiervan kan de volgende conclusie worden getrokken. Stress is een reeks adaptieve reacties die door het lichaam worden geproduceerd in het geval van de invloed van een factor. Dit fenomeen wordt in de wetenschap het algemene aanpassingssyndroom genoemd.
Stadia
Aanpassingssyndroomverloopt in fasen. Eerst komt het stadium van angst. Het lichaam geeft in dit stadium een directe reactie op de impact. De tweede fase is weerstand. In dit stadium past het lichaam zich het meest effectief aan de omstandigheden aan. De laatste fase is uitputting. Om de vorige stadia te doorstaan, gebruikt het lichaam zijn reserves. Dienovereenkomstig zijn ze in de laatste fase aanzienlijk uitgeput. Als gevolg hiervan beginnen structurele veranderingen in het lichaam. In veel gevallen is dit echter niet genoeg om te overleven. Dienovereenkomstig zijn onvervangbare energiereserves uitgeput en past het lichaam zich niet meer aan.
Oxidatieve stress
Antioxidantsystemen en prooxidanten komen onder bepaalde omstandigheden in een onstabiele toestand. De samenstelling van deze laatste elementen omvat alle factoren die een actieve rol spelen bij de verhoogde vorming van vrije radicalen of andere soorten zuurstof van het reactieve type. De primaire mechanismen van het schadelijke effect van oxidatieve stress kunnen worden weergegeven door verschillende middelen. Dit kunnen cellulaire factoren zijn: defecten in mitochondriale ademhaling, specifieke enzymen. De mechanismen van oxidatieve stress kunnen ook extern zijn. Deze omvatten met name roken, medicijnen, luchtvervuiling, enzovoort.
Vrije radicalen
Ze worden voortdurend gevormd in het menselijk lichaam. In sommige gevallen is dit te wijten aan willekeurige chemische processen. Zo worden bijvoorbeeld hydroxylradicalen (OH) gevormd. Hun uiterlijk wordt geassocieerd metconstante blootstelling aan ioniserende straling op laag niveau en het vrijkomen van superoxide door het lekken van elektronen en hun transportketen. In andere gevallen is het verschijnen van radicalen te wijten aan de activering van fagocyten en de productie van stikstofmonoxide door endotheelcellen.
Mechanismen van oxidatieve stress
De processen van vorming van vrije radicalen en reactie-expressie door het lichaam zijn ongeveer in evenwicht. In dit geval is het vrij eenvoudig om dit relatieve evenwicht te verschuiven in het voordeel van de radicalen. Als gevolg hiervan wordt de celbiochemie verstoord en treedt oxidatieve stress op. De meeste elementen kunnen een matige mate van onbalans verdragen. Dit komt door de aanwezigheid van herstellende structuren in de cellen. Ze identificeren en verwijderen beschadigde moleculen. Er komen nieuwe elementen voor in de plaats. Bovendien hebben cellen het vermogen om de bescherming te verbeteren door te reageren op oxidatieve stress. Zo gaan ratten die in omstandigheden met zuivere zuurstof worden geplaatst na een paar dagen dood. Het is de moeite waard om te zeggen dat ongeveer 21% O2 aanwezig is in gewone lucht. Als dieren worden blootgesteld aan geleidelijk toenemende doses zuurstof, wordt hun bescherming verbeterd. Als resultaat is het mogelijk om te bereiken dat ratten 100% concentratie van O2 kunnen verdragen. Ernstige oxidatieve stress kan echter ernstige schade of celdood veroorzaken.
Provocerende factoren
Zoals hierboven vermeld, handhaaft het lichaam een evenwicht tussen vrije radicalen en bescherming. Hieruit kan worden geconcludeerd:dat oxidatieve stress wordt veroorzaakt door ten minste twee oorzaken. De eerste is om de beschermingsactiviteit te verminderen. De tweede is om de vorming van radicalen zodanig te vergroten dat antioxidanten ze niet kunnen neutraliseren.
Verminderde defensieve reactie
Het is bekend dat het antioxidantsysteem meer afhankelijk is van normale voeding. Dienovereenkomstig kunnen we concluderen dat een afname van de bescherming in het lichaam een gevolg is van een slechte voeding. Naar alle waarschijnlijkheid worden veel menselijke ziekten veroorzaakt door een tekort aan antioxidante voedingsstoffen. Neurodegeneratie wordt bijvoorbeeld gedetecteerd door onvoldoende inname van vitamine E bij patiënten van wie het lichaam vetten niet goed kan opnemen. Er zijn ook aanwijzingen dat glutathion verminderd in lymfocyten in extreem lage concentraties wordt gedetecteerd bij mensen die met hiv zijn geïnfecteerd.
Roken
Het is een van de belangrijkste factoren die oxidatieve stress in de longen en vele andere weefsels van het lichaam veroorzaken. Rook en teer zijn rijk aan radicalen. Sommigen van hen zijn in staat moleculen aan te vallen en de concentratie van vitamine E en C te verminderen. Rook irriteert de microfagen van de longen, wat resulteert in de vorming van superoxide. Er zijn meer neutrofielen in de longen van rokers dan van niet-rokers. Mensen die tabak misbruiken zijn vaak ondervoed en consumeren alcohol. Dienovereenkomstig wordt hun bescherming verzwakt. Chronische oxidatieve stress veroorzaakt ernstige stoornissen in het cellulaire metabolisme.
Veranderingen in het lichaam
Verschillende markers van oxidatieve stress worden gebruikt voor diagnostische doeleinden. Deze of andere veranderingen in het lichaam duiden op een specifieke plaats van de overtreding en de factor die deze heeft veroorzaakt. Bij het bestuderen van de processen van vorming van vrije radicalen bij de ontwikkeling van multiple sclerose, worden de volgende indicatoren van oxidatieve stress gebruikt:
- Malonisch dialdehyde. Het werkt als een secundair product van vrije radicalen oxidatie (FRO) van lipiden en heeft een schadelijk effect op de structurele en functionele toestand van membranen. Dit leidt op zijn beurt tot een toename van hun permeabiliteit voor calciumionen. Een toename van de concentratie malondialdehyde tijdens primaire en secundaire progressieve multiple sclerose bevestigt de eerste fase van oxidatieve stress - de activering van oxidatie door vrije radicalen.
- Schiff-base is het eindproduct van CPO-eiwitten en -lipiden. Een toename van de concentratie van Schiffse basen bevestigt de neiging van de activering van oxidatie door vrije radicalen om chronisch te zijn. Met een verhoogde concentratie malondialdehyde naast dit product bij primaire en secundaire progressieve sclerose, kan het begin van een destructief proces worden opgemerkt. Het bestaat uit fragmentatie en daaropvolgende vernietiging van membranen. Verhoogde Schiff-bases duiden ook op de eerste fase van oxidatieve stress.
- Vitamine E. Het is een biologische antioxidant die interageert met vrije radicalen van peroxiden en lipiden. Als gevolg van de reacties worden ballastproducten gevormd. Vitamine E is geoxideerd. Hij wordt beschouwd alseffectieve neutralisator van singlet zuurstof. Een afname van de activiteit van vitamine E in het bloed duidt op een onbalans in de niet-enzymatische link van het AO3-systeem - in het tweede blok in de ontwikkeling van oxidatieve stress.
Consequenties
Wat is de rol van oxidatieve stress? Opgemerkt moet worden dat niet alleen membraanlipiden en eiwitten worden aangetast, maar ook koolhydraten. Bovendien beginnen veranderingen in het hormonale en endocriene systeem. De activiteit van de enzymstructuur van thymus-lymfocyten neemt af, het niveau van neurotransmitters neemt toe en hormonen beginnen vrij te komen. Onder stress begint de oxidatie van nucleïnezuren, eiwitten, koolstoffen en neemt het totale geh alte aan lipiden in het bloed toe. De afgifte van adrenocorticotroop hormoon wordt versterkt door de intensieve afbraak van ATP en het optreden van cAMP. De laatste activeert proteïnekinase. Het bevordert op zijn beurt, met de deelname van ATP, de fosforylering van cholinesterase, dat cholesterolesters omzet in vrij cholesterol. Versterking van de biosynthese van eiwit, RNA, DNA, glycogeen met gelijktijdige mobilisatie vanuit het depot van vetten, de afbraak van vetzuren (hogere) zuren en glucose in weefsels veroorzaakt ook oxidatieve stress. Veroudering wordt beschouwd als een van de ernstigste gevolgen van het proces. Er is ook een toename van de werking van schildklierhormonen. Het zorgt voor regulering van de snelheid van basaal metabolisme - groei en differentiatie van weefsels, eiwitten, lipiden, koolhydraatmetabolisme. Glucagon en insuline spelen een belangrijke rol. Volgens sommige deskundigen is glucosefungeert als een signaal voor de activering van adenylaatcyclase en cMAF voor de productie van insuline. Dit alles leidt tot een intensivering van de afbraak van glycogeen in de spieren en lever, een vertraging van de biosynthese van koolhydraten en eiwitten, en een vertraging van de oxidatie van glucose. Er ontstaat een negatieve stikstofbalans, de concentratie van cholesterol en andere lipiden in het bloed neemt toe. Glycagon bevordert de vorming van glucose, remt de afbraak ervan tot melkzuur. Tegelijkertijd leidt de overmatige uitgaven tot verhoogde gluconeogenese. Dit proces is de synthese van niet-koolhydraatproducten en glucose. De eerste zijn pyrodruivenzuur en melkzuur, glycerol, evenals alle verbindingen die tijdens katabolisme kunnen worden omgezet in pyruvaat of een van de tussenliggende elementen van de tricarbonzuurcyclus.
De belangrijkste substraten zijn ook aminozuren en lactaat. De sleutelrol bij de omzetting van koolhydraten is weggelegd voor glucose-6-fosfaat. Deze verbinding vertraagt sterk het proces van fosfoliritische afbraak van glycogeen. Glucose-6-fosfaat activeert het enzymatische transport van glucose van uridinedifosfoglucose naar gesynthetiseerd glycogeen. De verbinding werkt ook als een substraat voor daaropvolgende glycolytische transformaties. Daarnaast is er een toename in de synthese van gluconeogenese-enzymen. Dit geldt met name voor fosfoenolpyruvaatcarboxykinase. Het bepa alt de snelheid van het proces in de nieren en de lever. De verhouding tussen gluconeogenese en glycolyse verschuift naar rechts. Glucocorticoïden werken als inductoren van enzymatische synthese.
Ketonlichaam
Ze fungeren als een soort brandstofleverancier voor de nieren, spieren. Onder oxidatieve stress neemt het aantal ketonlichamen toe. Ze werken als een regulator die overmatige mobilisatie van vetzuren uit het depot voorkomt. Dit komt door het feit dat energiehonger in veel weefsels begint doordat glucose door een gebrek aan insuline de cel niet kan binnendringen. Bij hoge plasmaconcentraties van vetzuren nemen hun absorptie door de lever en oxidatie toe en neemt de intensiteit van de triglyceridensynthese toe. Dit alles leidt tot een toename van het aantal ketonlichamen.
Extra
De wetenschap kent zo'n fenomeen als "oxidatieve stress bij planten". Het is de moeite waard om te zeggen dat de kwestie van de specificiteit van de aanpassing van culturen aan verschillende factoren vandaag de dag nog ter discussie staat. Sommige auteurs menen dat het complex van reacties onder ongunstige omstandigheden een universeel karakter heeft. Zijn activiteit is niet afhankelijk van de aard van de factor. Andere experts stellen dat de resistentie van gewassen wordt bepaald door specifieke reacties. Dat wil zeggen, de reactie is voldoende voor de factor. Ondertussen zijn de meeste wetenschappers het erover eens dat naast niet-specifieke reacties ook specifieke verschijnen. Tegelijkertijd kan deze laatste niet altijd worden geïdentificeerd tegen de achtergrond van talrijke universele reacties.
