Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Reaktywne formy tlenu - druga twarz wolnych rodników
Reaktywne formy tlenu - druga twarz wolnych rodników
Reaktywne formy tlenu (RFT) są zazwyczaj postrzegane jako niebezpieczne produkty uboczne przemian u aerobów. Obecnie przekaz marketingowy wielu wyrobów farmaceutycznych/suplementów diety kładzie nacisk na zmiatanie wolnych rodników z organizmu przez syntetyczne antyoksydanty. Ale czy rzeczywiście RFT należy się aż tak obwiać?

 

RFT są zaangażowane w patogenezę albo progresję różnych schorzeń, takich jak choroby neurodegeneracyjne (Alzheimer, Parkinson) czy też choroby nowotworowe. Wolne rodniki prawdopodobnie przyspieszają procesy starzenia, chociaż badania przeprowadzone na zwierzętach nie potwierdzają jednoznacznie tej tezy. Starzenie jest procesem złożonym z wielu innych biologicznych procesów, które również należy uwzględnić, zakładając wyżej wspomnianą tezę.

Dlaczego zatem najkorzystniejszym fizjologicznie rozwiązaniem nie byłoby zredukowanie stężeń RFT do wartości jak najniższych? Czy wzbogacenie komórek w enzymy antyoksydacyjne lub niskocząsteczkowe antyoksydanty byłoby rozwiązaniem problemów przysporzonych przez wolne rodniki?

Stres oksydacyjny wywołany przez gwałtowny wzrost RFT jest sygnałem dla organizmu o zaburzeniu jego prawidłowego funkcjonowania. U roślin odpowiedzią na stres (np. inwazja patogena) jest gwałtowny wzrost produkcji anionorodnika ponadtlenkowego oraz nadtlenku wodoru. Reakcja obronna obejmuje tutaj reakcje nadwrażliwości (ang. Hypersensitive response), która ogranicza rozprzestrzenianie się patogena oraz nabytą odporność systemową (ang. Systemic Acquired Resistance; SAR), w której powstawaniu uczestniczą RFT. Istotą SAR jest uruchomienie łańcucha reakcji mających na celu obronę w niezaatakowanych częściach rośliny.

Warto również wspomnieć, że wolne rodniki są substratami różnych reakcji metabolicznych i ich stężenie musi być odpowiednie do zainicjowania procesu. Przykładem może być nadtlenek wodoru będący substratem peroksydaz. U roślin enzym ten jest bardzo ważny, ponieważ utlenia wiele związków, np. flawonoidy. Z kolei u ludzi, aby powstała tyroksyna - hormon tarczycy - musi nastąpić wbudowanie atomów jodu w cząsteczkę tyroniny. Proces ten jest uzależniony od peroksydazy, a substratami tej reakcji jest m.in. nadtlenek wodoru.

Chociaż panuje pogląd, że RFT są niebezpieczne dla plemników, to badania wykazują, że anionorodnik ponadtlenkowy może być czynnikiem indukującym hiperaktywacje i kapacytację. Doświadczenie wykazało, że plemniki poddane działaniu układu ksantyna + oksydaza ksantynowa w obecności katalazy mającej za zadanie usuwać nadtlenek wodoru wykazują silną hiperaktywację. Z kolei dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) zapobiega hiperaktywacji. Prawdopodobnie anionorodnik ponadtlenkowy jest fizjologicznym mediatorem kapacytacji.

W latach siedemdziesiątych powstała hipoteza mówiąca o tym, iż nadtlenek wodoru jest mediatorem działania insuliny. Stwierdzono, że może on odgrywać ważną rolę w transporcie glukozy do adipocytów.

Transport serotoniny do płytek krwi jest indukowany poprzez utlenienie grup tiolowych białka transportującego właśnie przez RFT. Również wymiennik sodowo - wapniowy aktywowany jest na ten samej zasadzie.

RFT takie jak: anionorodnik ponadtlenkowy czy też nadtlenek wodoru, dzięki małej reaktywności, są dobrymi przekaźnikami informacji. Te RFT obecne są na stałe w komórkach w małych stężeniach, jednak zmienia się to szybko w momencie kiedy uaktywnione zostaną ich komórkowe źródła w momencie stresu.

Wolne rodniki pełnią również funkcje wtórnych przekaźników informacji. Są w stanie modyfikować szlaki transdukcji sygnałów w komórce.

Przy rozważaniu dobrego wpływu wolnych rodników na organizm człowieka czy roślin należy wymienić tutaj jeszcze jeden związek, który co prawda nie należy do RFT, jednak działa bardzo podobnie, a mowa tutaj o tlenku azotu. W organizmie tlenek azotu powstaje z grupy guanidynowej z L-argininy w reakcji katalizowanej przez kilka izoform enzymu syntazy tlenku azotu (NOS) Oprócz tego, że jest on śródbłonkowym czynnikiem rozluźniającym oraz reguluje ciśnienie krwi, hamuje adhezję leukocytów i agregację płytek krwi. Wpływa na proliferacje mięśni gładkich oraz pobudza wytwarzanie endoteliny. Odgrywa ważna rolę w erekcji prącia. Jest mediatorem komórek nerwowych autonomicznego układu nerwowego kontrolując w ten sposób erekcję a także bierze udział w regulacji rozszerzania się naczyń krwionośnych prącia podczas erekcji.

Podsumowując, RFT są nieuchronnymi produktami procesów fizjologicznych aerobów. Co prawda stres oksydacyjny jest niebezpieczną sytuacją dla komórek oraz całego organizmu, jednak jest niezbędny do podjęcia działań obronnych. Ważne jest zachowanie odpowiedniej równowagi. Stan redoks komórki musi być zatem utrzymywany w odpowiedniej proporcji. Zatem należy zachować umiar i rozwagę przy stosowaniu antyoksydantów oraz brać pod uwagę stan i zapotrzebowanie organizmu.

 

Anna Tomala


 

KOMENTARZE
Newsletter