Oxidačný stres a rakovina

Dôsledok negatívneho pôsobenia voľných radikálov a reaktívnych metabolitov sa označuje ako oxidačný stres (používa sa aj pojem redoxný stres). Z dnešného pohľadu sa môže oxidačný stres definovať ako nerovnováha medzi tvorbou a odstraňovaním reaktívnych metabolitov kyslíka a dusíka v prospech ich tvorby, z ktorej vyplýva potenciálne poškodenie. V priebehu oxidačného stresu dochádza k poškodeniu biologicky významných molekúl a buniek, čo môže mať význam pri vzniku, alebo rozvoji mnohých ochorení. Zistenie zníženej hladiny jedného oxidanta taktiež nemusí vyvolať oxidačný stres nakoľko sa jednotlivé antioxidačné systémy dokážu zastúpiť a doplniť.

Ako vplýva oxidačný stres na naše telo?

Oxidačný stres môže vyplývať:

• zo zníženej tvorby reaktívnych metabolitov, napr. pri zvýšenej koncentrácií kyslíka (hyperoxii), pri zvýšenej aktivácií systémov produkujúcich voľné radikály a reaktívne metabolity, napr. aktivácia neutrofilov (bielych krviniek) počas zápalu.

• zo zníženej hladiny oxidantov, napr. mutáciou génov kódujúcich antioxidačné enzýmy, napr. superoxiddismutázu, glutatiónperixodázu. Vplyvom voľných radikálov a reaktívnych metabolitov sa poškodzujú biologicky významné molekuly, buď primárne – priamy atak voľných radikálov a reaktívnych metabolitov na molekulu, čím sa molekula poškodí, alebo sekunárne. Pri sekundárnom poškodení produkty účinku voľných radikálov a reaktívnych metabolitov (napríklad aldehydy) ďalej reagujú s biomolekulami (napr. s bielkovinami a nukleovými kyselinami) za vzniku konjugátov, čím dochádza k zmene štruktúry a tým zmene biologickej funkcie biomolekúl. Z biologicky významných molekúl sa poškodzujú najmä lipidy, bielkoviny a nukleové kyseliny.

Charakteristiky oxidačného stresu

Oxidačný stres charakterizujú indikátory oxidačného stresu. Tieto indikátory sú typické pre produkty vznikajúce pri oxidačnom poškodení biologicky významných molekúl, akými sú napríklad poškodené dusíkové zásady v DNA, produkty oxidačného poškodenia proteínov a peroxidácie lipidov.

Posledný z vymenovaných je proces, kedy sa mení štruktúra mastných kyselín prítomných v lipidoch, čo vedie k štiepeniu molekúl mastných kyselín za tvorby rôznych produktov lipoperoxidácie. Sú to viaceré aldehyhy, ktoré sa môžu viazať na iné molekuly, napríklad na bielkoviny a nukleové kyseliny a tým spôsobovať sekundárne poškodenia. Takýmto spôsobom sa menia vlastnosti bunkovej membrány a tým funkcia celej bunky. Oxidačne poškodené lipidy sa nedokážu z organizmu "odpratať" bežným spôsobom charakteristickým pre „zdravé“ lipidy. Preto sa v organizme hromadia a ukladajú do iných buniek napr. ciev a sú základom pre aterogénne procesy (vznik aterosklerotických zmien na cievach).

V bunkách sú oxidanty (napríklad NO, alebo H2O2) využívané imunitným systémom k odstráneniu patogénov v bunkovej signalizácií (redoxná signalizácia), alebo vznikajú pri mitochondriálnom dýchaní. Vo vysokom množstve však tieto látky oxidujú na základné stavebné jednotky bunky (nukleové kyseliny, bielkoviny a fosfolipidy), čo vedie k patologickým zmenám vo fyziológii a následne k ich zániku. K odbúraniu oxidantov existuje v bunkách rada antioxidačných mechanizmov, medzi ktoré patria antioxidanty (napríklad enzýmy, alebo vitamíny). Tie môžu zabrániť tvorbe oxidantov, alebo ich prevedú na stabilnejšie a menej reaktívne produkty.

Príčiny oxidačného stresu 

Príčinami oxidačného stresu môže byť spôsob životného štýlu, životné prostredie, ale aj iné faktory. Voľné radikály vyvolávajú kaskádovité reakcie, výsledkom ktorých môžu byť poškodené bunky, celé tkanivá aj orgány. Voľné radikály môžu negatívne ovplyvňovať integritu buniek ale aj tkanív a pletív.