Стресът се счита за неспецифична реакция на организма към действието на вътрешни или външни фактори. Това определение е приложено на практика от G. Selye (канадски физиолог). Всяко действие или състояние може да предизвика стрес. Невъзможно е обаче да се отдели един фактор и да се нарече основна причина за реакцията на тялото.
Отличителни характеристики
При анализиране на реакцията няма значение естеството на ситуацията (дали е приятна или неприятна), в която се намира организмът. Това, което представлява интерес, е интензивността на необходимостта от адаптиране или преструктуриране според условията. Организмът преди всичко се противопоставя на влиянието на дразнещия агент със способността си да реагира и гъвкаво да се адаптира към ситуацията. Съответно може да се направи следното заключение. Стресът е съвкупност от адаптивни реакции, произвеждани от тялото в случай на влияние на фактор. Това явление се нарича в науката общ адаптационен синдром.
Етапи
Синдром на адаптацияпротича на етапи. Първо идва етапът на тревожност. Тялото на този етап изразява пряка реакция на удара. Вторият етап е съпротива. На този етап тялото най-ефективно се адаптира към условията. Последният етап е изтощение. За да премине предишните етапи, тялото използва своите резерви. Съответно до последния етап те са значително изчерпани. В резултат на това в тялото започват структурни промени. В много случаи обаче това не е достатъчно за оцеляване. Съответно незаменимите енергийни резерви се изчерпват и тялото престава да се адаптира.
Оксидативен стрес
Антиоксидантните системи и прооксидантите при определени условия влизат в нестабилно състояние. Съставът на последните елементи включва всички фактори, които играят активна роля в засиленото образуване на свободни радикали или други видове кислород от реактивния тип. Първичните механизми на увреждащия ефект на оксидативния стрес могат да бъдат представени от различни агенти. Това могат да бъдат клетъчни фактори: дефекти в митохондриалното дишане, специфични ензими. Механизмите на оксидативния стрес също могат да бъдат външни. Те включват по-специално тютюнопушене, лекарства, замърсяване на въздуха и т.н.
Свободни радикали
Те се образуват постоянно в човешкото тяло. В някои случаи това се дължи на случайни химични процеси. Например, образуват се хидроксилни радикали (ОН). Появата им се свързва спостоянно излагане на ниско ниво на йонизиращо лъчение и отделяне на супероксид поради изтичането на електрони и тяхната транспортна верига. В други случаи появата на радикали се дължи на активирането на фагоцитите и производството на азотен оксид от ендотелните клетки.
Механизми на оксидативния стрес
Процесите на образуване на свободни радикали и изразяване на реакция от тялото са приблизително балансирани. В този случай е доста лесно да се измести това относително равновесие в полза на радикалите. В резултат на това клетъчната биохимия се нарушава и възниква оксидативен стрес. Повечето от елементите са в състояние да понасят умерена степен на дисбаланс. Това се дължи на наличието на репаративни структури в клетките. Те идентифицират и премахват увредените молекули. На тяхно място заемат нови елементи. Освен това клетките имат способността да подобряват защитата, като реагират на оксидативния стрес. Например плъхове, поставени в условия с чист кислород, умират след няколко дни. Струва си да се каже, че около 21% O2 присъства в обикновения въздух. Ако животните са изложени на постепенно нарастващи дози кислород, тяхната защита ще бъде подобрена. В резултат на това е възможно да се постигне, че плъховете ще могат да понасят 100% концентрация на O2. Въпреки това, тежкият оксидативен стрес може да причини сериозно увреждане или клетъчна смърт.
Провокиращи фактори
Както бе споменато по-горе, тялото поддържа баланс на свободните радикали и защита. От това може да се заключиче оксидативният стрес се причинява от поне две причини. Първият е да се намали защитната дейност. Второто е да се увеличи образуването на радикали до такава степен, че антиоксидантите да не могат да ги неутрализират.
Намалена защитна реакция
Известно е, че антиоксидантната система е по-зависима от нормалното хранене. Съответно можем да заключим, че намаляването на защитата в организма е следствие от неправилно хранене. По всяка вероятност много човешки заболявания са причинени от дефицит на антиоксидантни хранителни вещества. Например, невродегенерация се открива поради недостатъчен прием на витамин Е при пациенти, чието тяло не може да усвоява правилно мазнините. Има също доказателства, че глутатионът, намален в лимфоцитите в изключително ниски концентрации, се открива при хора, заразени с ХИВ.
Пушене
Това е един от основните фактори, които провокират оксидативния стрес в белите дробове и много други тъкани на тялото. Димът и катранът са богати на радикали. Някои от тях са способни да атакуват молекули и да намалят концентрацията на витамините Е и С. Димът дразни микрофагите на белите дробове, което води до образуването на супероксид. В белите дробове на пушачите има повече неутрофили, отколкото на непушачите. Хората, които злоупотребяват с тютюн, често са недохранени и консумират алкохол. Съответно тяхната защита е отслабена. Хроничният оксидативен стрес провокира тежки нарушения на клетъчния метаболизъм.
Промени в тялото
За диагностични цели се използват различни маркери на оксидативен стрес. Тези или други промени в тялото показват конкретно място на нарушението и фактора, който го е провокирал. При изследване на процесите на образуване на свободни радикали при развитието на множествена склероза се използват следните показатели за оксидативен стрес:
- Малонов диалдехид. Той действа като вторичен продукт на свободните радикали (FRO) на липидите и има увреждащ ефект върху структурното и функционално състояние на мембраните. Това от своя страна води до увеличаване на тяхната пропускливост за калциеви йони. Увеличаването на концентрацията на малондиалдехид по време на първична и вторична прогресираща множествена склероза потвърждава първия етап на оксидативния стрес - активиране на окислението на свободните радикали.
- Базата на Шиф е краен продукт на CPO протеини и липиди. Увеличаването на концентрацията на основите на Шиф потвърждава тенденцията за хронично активиране на свободните радикали. При повишена концентрация на малонов диалдехид в допълнение към този продукт при първична и вторична прогресираща склероза може да се отбележи началото на разрушителен процес. Състои се в фрагментиране и последващо разрушаване на мембраните. Повишените основи на Шиф също показват първия етап на оксидативен стрес.
- Витамин Е. Той е биологичен антиоксидант, който взаимодейства със свободните радикали на пероксидите и липидите. В резултат на реакциите се образуват баластни продукти. Витамин Е се окислява. Той се считаефективен неутрализатор на синглетен кислород. Намаляването на активността на витамин Е в кръвта показва дисбаланс в неензимната връзка на системата AO3 - във втория блок в развитието на оксидативен стрес.
Последствия
Каква е ролята на оксидативния стрес? Трябва да се отбележи, че са засегнати не само мембранните липиди и протеини, но и въглехидратите. Освен това започват промени в хормоналната и ендокринната система. Активността на ензимната структура на тимусните лимфоцити намалява, нивото на невротрансмитерите се повишава и започват да се отделят хормони. При стрес започва окисляването на нуклеиновите киселини, протеините, въглеродите и общото съдържание на липиди в кръвта се увеличава. Освобождаването на адренокортикотропния хормон се засилва поради интензивното разграждане на АТФ и появата на сАМР. Последният активира протеин киназата. Той от своя страна с участието на АТФ насърчава фосфорилирането на холинестеразата, която превръща холестеролните естери в свободен холестерол. Засилването на биосинтеза на протеини, РНК, ДНК, гликоген с едновременно мобилизиране от депото на мазнини, разграждането на мастни (по-високи) киселини и глюкоза в тъканите също предизвиква оксидативен стрес. Стареенето се счита за една от най-сериозните последици от процеса. Засилва се и действието на хормоните на щитовидната жлеза. Осигурява регулиране на скоростта на основния метаболизъм - растеж и диференциация на тъканите, протеинов, липиден, въглехидратен метаболизъм. Важна роля играят глюкагонът и инсулинът. Според някои експерти глюкозатадейства като сигнал за активиране на аденилатциклазата и cMAF за производството на инсулин. Всичко това води до засилване на разграждането на гликогена в мускулите и черния дроб, забавяне на биосинтеза на въглехидрати и протеини и забавяне на окисляването на глюкозата. Развива се отрицателен азотен баланс, повишава се концентрацията на холестерол и други липиди в кръвта. Гликагонът насърчава образуването на глюкоза, инхибира нейното разграждане до млечна киселина. В същото време преразходът му води до повишена глюконеогенеза. Този процес е синтез на невъглехидратни продукти и глюкоза. Първите са пирогроздена и млечна киселини, глицерол, както и всякакви съединения, които по време на катаболизма могат да се трансформират в пируват или един от междинните елементи на цикъла на трикарбоксилната киселина.
Основните субстрати също са аминокиселини и лактат. Ключовата роля в трансформацията на въглехидратите принадлежи на глюкозо-6-фосфата. Това съединение рязко забавя процеса на фосфолиритно разграждане на гликогена. Глюкоза-6-фосфат активира ензимния транспорт на глюкоза от уридин дифосфоглюкоза към синтезиран гликоген. Съединението също така действа като субстрат за последващи гликолитични трансформации. Заедно с това се засилва синтеза на глюконеогенезните ензими. Това е особено вярно за фосфоенолпируват карбоксикиназата. Той определя скоростта на процеса в бъбреците и черния дроб. Съотношението на глюконеогенезата и гликолизата се измества вдясно. Глюкокортикоидите действат като индуктори на ензимен синтез.
Кетонтяло
Те действат като един вид доставчик на гориво за бъбреците, мускулите. При оксидативен стрес броят на кетонните тела се увеличава. Те функционират като регулатор, предотвратяващ прекомерното мобилизиране на мастни киселини от депото. Това се дължи на факта, че енергиен глад започва в много тъкани поради факта, че глюкозата, поради липса на инсулин, не е в състояние да проникне в клетката. При високи плазмени концентрации на мастни киселини, тяхното усвояване от черния дроб и окисляване се увеличават, а интензивността на синтеза на триглицериди се увеличава. Всичко това води до увеличаване на броя на кетонните тела.
Екстра
Науката познава такъв феномен като "оксидативен стрес на растенията". Струва си да се каже, че въпросът за спецификата на адаптирането на културите към различни фактори остава дискусионен и днес. Някои автори смятат, че при неблагоприятни условия комплексът от реакции има универсален характер. Неговата активност не зависи от естеството на фактора. Други експерти твърдят, че устойчивостта на културите се определя от специфични отговори. Тоест реакцията е адекватна на фактора. Междувременно повечето учени са съгласни, че наред с неспецифичните отговори се появяват и специфични. В същото време последните не винаги могат да бъдат идентифицирани на фона на множество универсални реакции.
