Stres oksydacyjny to złożony stan fizjologiczny organizmu, charakteryzujący się zaburzeniem równowagi między produkcją reaktywnych form tlenu (RFT lub ROS) a zdolnością komórek do ich neutralizacji i naprawy powstałych uszkodzeń. Jest to kluczowy proces biochemiczny, który ma istotne implikacje dla zdrowia i funkcjonowania organizmu na poziomie komórkowym.
Reaktywne formy tlenu, takie jak anionorodnik ponadtlenkowy (O2•-), nadtlenek wodoru (H2O2) czy rodnik hydroksylowy (OH•), są naturalnie wytwarzane w organizmie jako produkty uboczne metabolizmu tlenowego, głównie w mitochondriach. W normalnych warunkach fizjologicznych, organizm posiada rozbudowany system antyoksydacyjny, który skutecznie neutralizuje RFT. System ten obejmuje enzymy antyoksydacyjne (np. dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza, peroksydaza glutationowa) oraz nieenzymatyczne przeciwutleniacze (np. glutation, witamina C, witamina E).
Stres oksydacyjny pojawia się, gdy produkcja RFT przewyższa zdolności obronne systemu antyoksydacyjnego. Może to być spowodowane zwiększoną produkcją RFT (np. w wyniku ekspozycji na promieniowanie UV, zanieczyszczenia środowiska, palenie tytoniu) lub osłabieniem mechanizmów obronnych organizmu (np. w wyniku niedoborów żywieniowych, chorób).
Konsekwencje stresu oksydacyjnego są wielorakie i mogą obejmować:
- Uszkodzenia DNA: RFT mogą powodować mutacje i pęknięcia nici DNA, co może prowadzić do niestabilności genomowej i potencjalnie do rozwoju nowotworów.
- Peroksydację lipidów: Atakowanie błon komórkowych przez RFT prowadzi do utraty integralności błon i zaburzeń funkcji komórkowych.
- Oksydację białek: Modyfikacje oksydacyjne białek mogą prowadzić do utraty ich funkcji enzymatycznych i strukturalnych.
- Zaburzenia sygnalizacji komórkowej: RFT mogą wpływać na szlaki sygnałowe w komórce, co może prowadzić do nieprawidłowej odpowiedzi komórkowej na bodźce.
- Indukcję stanu zapalnego: Stres oksydacyjny może aktywować czynniki transkrypcyjne związane z procesami zapalnymi, takie jak NF-κB.
Stres oksydacyjny jest powiązany z wieloma chorobami przewlekłymi, w tym chorobami sercowo-naczyniowymi, neurodegeneracyjnymi (np. choroba Alzheimera, Parkinsona), cukrzycą, nowotworami, niepłodnością oraz procesami starzenia się organizmu.
Badania nad stresem oksydacyjnym koncentrują się na zrozumieniu mechanizmów jego powstawania, skutków dla organizmu oraz opracowaniu strategii prewencyjnych i terapeutycznych. Obejmują one m.in. suplementację antyoksydantami, modyfikacje stylu życia (dieta, aktywność fizyczna) oraz rozwój leków ukierunkowanych na modulację równowagi oksydacyjno-redukcyjnej w organizmie.
