სტრესი განიხილება სხეულის არასპეციფიკური რეაქცია შინაგანი ან გარეგანი ფაქტორების მოქმედებაზე. ეს განმარტება გამოიყენა G. Selye-მ (კანადელმა ფიზიოლოგმა). ნებისმიერმა მოქმედებამ ან მდგომარეობამ შეიძლება გამოიწვიოს სტრესი. თუმცა შეუძლებელია ერთი ფაქტორის გამოყოფა და მას ორგანიზმის რეაქციის მთავარი გამომწვევი ვუწოდოთ.
განმასხვავებელი თვისებები
რეაქციის გაანალიზებისას მნიშვნელობა არ აქვს იმ სიტუაციის ხასიათს (სასიამოვნოა თუ არასასიამოვნო), რომელშიც იმყოფება ორგანიზმი. საინტერესოა პირობების მიხედვით ადაპტაციის ან რესტრუქტურიზაციის საჭიროების ინტენსივობა. ორგანიზმი უპირველეს ყოვლისა უპირისპირდება გამაღიზიანებელი აგენტის ზემოქმედებას, რეაგირებისა და სიტუაციასთან მოქნილად ადაპტაციის უნარით. შესაბამისად, შეიძლება შემდეგი დასკვნის გაკეთება. სტრესი არის ადაპტაციური რეაქციების ერთობლიობა, რომელიც წარმოიქმნება სხეულის მიერ ფაქტორების გავლენის შემთხვევაში. ამ მოვლენას მეცნიერებაში ზოგადი ადაპტაციის სინდრომს უწოდებენ.
ეტაპები
ადაპტაციის სინდრომიმიმდინარეობს ეტაპობრივად. ჯერ მოდის შფოთვის ეტაპი. ორგანიზმი ამ ეტაპზე გამოხატავს პირდაპირ რეაქციას ზემოქმედებაზე. მეორე ეტაპი არის წინააღმდეგობა. ამ ეტაპზე ორგანიზმი ყველაზე ეფექტურად ეგუება პირობებს. ბოლო ეტაპი არის ამოწურვა. წინა ეტაპების გასავლელად ორგანიზმი იყენებს თავის რეზერვებს. შესაბამისად, ბოლო ეტაპისთვის ისინი საგრძნობლად ამოწურულია. შედეგად, სხეულის შიგნით სტრუქტურული ცვლილებები იწყება. თუმცა, ხშირ შემთხვევაში ეს საკმარისი არ არის გადარჩენისთვის. შესაბამისად, ენერგიის შეუცვლელი რეზერვები იწურება და ორგანიზმი წყვეტს ადაპტაციას.
ოქსიდაციური სტრესი
ანტიოქსიდანტური სისტემები და პროოქსიდანტები გარკვეულ პირობებში გადადის არასტაბილურ მდგომარეობაში. ამ უკანასკნელი ელემენტების შემადგენლობა მოიცავს ყველა იმ ფაქტორს, რომლებიც აქტიურ როლს ასრულებენ თავისუფალი რადიკალების ან რეაქტიული ტიპის სხვა სახის ჟანგბადის გაძლიერებულ ფორმირებაში. ოქსიდაციური სტრესის დამაზიანებელი ეფექტის პირველადი მექანიზმები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სხვადასხვა აგენტებით. ეს შეიძლება იყოს უჯრედული ფაქტორები: მიტოქონდრიული სუნთქვის დეფექტები, სპეციფიკური ფერმენტები. ოქსიდაციური სტრესის მექანიზმები ასევე შეიძლება იყოს გარე. ეს მოიცავს, კერძოდ, მოწევას, მედიკამენტებს, ჰაერის დაბინძურებას და ა.შ.
თავისუფალი რადიკალები
ისინი მუდმივად ყალიბდებიან ადამიანის ორგანიზმში. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს გამოწვეულია შემთხვევითი ქიმიური პროცესებით. მაგალითად, წარმოიქმნება ჰიდროქსილის რადიკალები (OH). მათ გარეგნობას უკავშირდებადაბალი დონის მაიონებელი გამოსხივების მუდმივი ზემოქმედება და სუპეროქსიდის გამოყოფა ელექტრონების და მათი სატრანსპორტო ჯაჭვის გაჟონვის გამო. სხვა შემთხვევებში, რადიკალების გამოჩენა განპირობებულია ფაგოციტების გააქტიურებით და ენდოთელური უჯრედების მიერ აზოტის ოქსიდის გამომუშავებით.
ოქსიდაციური სტრესის მექანიზმები
სხეულის მიერ თავისუფალი რადიკალების წარმოქმნისა და რეაგირების პროცესები დაახლოებით დაბალანსებულია. ამ შემთხვევაში საკმაოდ ადვილია ამ ფარდობითი წონასწორობის გადატანა რადიკალების სასარგებლოდ. შედეგად, უჯრედების ბიოქიმია ირღვევა და ხდება ოქსიდაციური სტრესი. ელემენტების უმეტესობას შეუძლია მოითმინოს დისბალანსის ზომიერი ხარისხი. ეს გამოწვეულია უჯრედებში რეპარაციული სტრუქტურების არსებობით. ისინი იდენტიფიცირებენ და აშორებენ დაზიანებულ მოლეკულებს. მათ ადგილს ახალი ელემენტები იკავებს. გარდა ამისა, უჯრედებს აქვთ უნარი გააძლიერონ დაცვა ოქსიდაციურ სტრესზე რეაგირებით. მაგალითად, სუფთა ჟანგბადის პირობებში მოთავსებული ვირთხები რამდენიმე დღის შემდეგ კვდებიან. აღსანიშნავია, რომ დაახლოებით 21% O2 არის ჩვეულებრივ ჰაერში. თუ ცხოველები ექვემდებარებიან ჟანგბადის თანდათან მზარდ დოზებს, მათი დაცვა გაძლიერდება. შედეგად, შესაძლებელია მივაღწიოთ იმას, რომ ვირთხებს შეეძლებათ გადაიტანონ O2 100%-იანი კონცენტრაცია. თუმცა, ძლიერმა ოქსიდაციურმა სტრესმა შეიძლება გამოიწვიოს ძლიერი დაზიანება ან უჯრედების სიკვდილი.
პროვოცირების ფაქტორები
როგორც ზემოთ აღინიშნა, ორგანიზმი ინარჩუნებს თავისუფალი რადიკალების ბალანსს და დაცვას. აქედან შეიძლება დავასკვნათრომ ოქსიდაციური სტრესი გამოწვეულია სულ მცირე ორი მიზეზით. პირველი არის დამცავი აქტივობის შემცირება. მეორე არის რადიკალების წარმოქმნის იმდენად გაზრდა, რომ ანტიოქსიდანტები ვერ შეძლებენ მათ განეიტრალებას.
დაცვითი რეაქციის დაქვეითება
ცნობილია, რომ ანტიოქსიდანტური სისტემა უფრო მეტად არის დამოკიდებული ნორმალურ კვებაზე. შესაბამისად, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ორგანიზმში დაცვის დაქვეითება არასწორი დიეტის შედეგია. დიდი ალბათობით, ადამიანის მრავალი დაავადება გამოწვეულია ანტიოქსიდანტური საკვები ნივთიერებების დეფიციტით. მაგალითად, ნეიროდეგენერაცია ვლინდება E ვიტამინის არასაკმარისი მიღების გამო პაციენტებში, რომელთა ორგანიზმი სათანადოდ ვერ ითვისებს ცხიმებს. ასევე არსებობს მტკიცებულება, რომ ლიმფოციტებში გლუტათიონი შემცირებული უკიდურესად დაბალ კონცენტრაციებში აღმოჩენილია აივ-ით ინფიცირებულ ადამიანებში.
მოწევა
ეს არის ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორი, რომელიც იწვევს ფილტვებში და სხეულის ბევრ სხვა ქსოვილში ჟანგვითი სტრესის პროვოცირებას. კვამლი და ტარი მდიდარია რადიკალებით. ზოგიერთ მათგანს შეუძლია შეტევა მოლეკულებზე და შეამციროს ვიტამინების E და C კონცენტრაცია. კვამლი აღიზიანებს ფილტვების მიკროფაგებს, რის შედეგადაც წარმოიქმნება სუპეროქსიდი. მწეველთა ფილტვებში უფრო მეტი ნეიტროფილია ვიდრე არამწეველებში. ადამიანები, რომლებიც ბოროტად იყენებენ თამბაქოს, ხშირად განიცდიან არასრულფასოვან კვებას და მოიხმარენ ალკოჰოლს. შესაბამისად, მათი დაცვა სუსტდება. ქრონიკული ოქსიდაციური სტრესი იწვევს უჯრედული მეტაბოლიზმის მძიმე დარღვევებს.
ცვლილებები სხეულში
სადიაგნოსტიკო მიზნებისთვის გამოიყენება ოქსიდაციური სტრესის სხვადასხვა მარკერები. ეს ან სხვა ცვლილებები ორგანიზმში მიუთითებს დარღვევის კონკრეტულ ადგილს და მის პროვოცირებას. გაფანტული სკლეროზის განვითარებაში თავისუფალი რადიკალების წარმოქმნის პროცესების შესწავლისას გამოიყენება ოქსიდაციური სტრესის შემდეგი მაჩვენებლები:
- მალონური დიალდეჰიდი. ის მოქმედებს როგორც ლიპიდების თავისუფალი რადიკალების დაჟანგვის მეორადი პროდუქტი (FRO) და აქვს დამაზიანებელი ეფექტი მემბრანების სტრუქტურულ და ფუნქციურ მდგომარეობაზე. ეს, თავის მხრივ, იწვევს მათი გამტარიანობის მატებას კალციუმის იონების მიმართ. პირველადი და მეორადი პროგრესირებადი გაფანტული სკლეროზის დროს მალონდიალდეჰიდის კონცენტრაციის ზრდა ადასტურებს ოქსიდაციური სტრესის პირველ სტადიას - თავისუფალი რადიკალების დაჟანგვის გააქტიურებას.
- შიფის ბაზა არის CPO ცილების და ლიპიდების საბოლოო პროდუქტი. შიფის ფუძეების კონცენტრაციის მატება ადასტურებს თავისუფალი რადიკალების დაჟანგვის გააქტიურების ტენდენციას ქრონიკულიდ. პირველადი და მეორადი პროგრესირებადი სკლეროზის დროს ამ პროდუქტის გარდა მალონდიალდეჰიდის გაზრდილი კონცენტრაციით, შეიძლება აღინიშნოს დესტრუქციული პროცესის დაწყება. იგი მოიცავს მემბრანების ფრაგმენტაციას და შემდგომ განადგურებას. შიფის ამაღლებული ფუძეები ასევე მიუთითებს ოქსიდაციური სტრესის პირველ სტადიაზე.
- ვიტამინი E. ეს არის ბიოლოგიური ანტიოქსიდანტი, რომელიც ურთიერთქმედებს პეროქსიდების და ლიპიდების თავისუფალ რადიკალებთან. რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება ბალასტის პროდუქტები. ვიტამინი E იჟანგება. ის ითვლებაერთჯერადი ჟანგბადის ეფექტური ნეიტრალიზატორი. სისხლში E ვიტამინის აქტივობის დაქვეითება მიუთითებს AO3 სისტემის არაფერმენტულ კავშირში დისბალანსზე - ოქსიდაციური სტრესის განვითარების მეორე ბლოკში.
შედეგები
რა როლი აქვს ოქსიდაციურ სტრესს? უნდა აღინიშნოს, რომ არა მხოლოდ მემბრანის ლიპიდები და ცილები ზიანდება, არამედ ნახშირწყლებიც. გარდა ამისა, ცვლილებები იწყება ჰორმონალურ და ენდოკრინულ სისტემებში. მცირდება თიმუსის ლიმფოციტების ფერმენტული სტრუქტურის აქტივობა, იზრდება ნეიროტრანსმიტერების დონე და იწყება ჰორმონების გამოყოფა. სტრესის პირობებში იწყება ნუკლეინის მჟავების, ცილების, ნახშირბადის დაჟანგვა და სისხლში ლიპიდების საერთო შემცველობა იზრდება. ადრენოკორტიკოტროპული ჰორმონის გამოყოფა გაძლიერებულია ATP-ის ინტენსიური დაშლისა და cAMP-ის წარმოქმნის გამო. ეს უკანასკნელი ააქტიურებს პროტეინ კინაზას. ის, თავის მხრივ, ATP-ის მონაწილეობით, ხელს უწყობს ქოლინესტერაზას ფოსფორილირებას, რომელიც გარდაქმნის ქოლესტერინის ეთერებს თავისუფალ ქოლესტერად. ცილის, რნმ, დნმ, გლიკოგენის ბიოსინთეზის გაძლიერება ცხიმების დეპოდან ერთდროული მობილიზებით, ქსოვილებში ცხიმოვანი (უმაღლესი) მჟავების და გლუკოზის დაშლა ასევე იწვევს ოქსიდაციურ სტრესს. დაბერება განიხილება პროცესის ერთ-ერთ ყველაზე სერიოზულ შედეგად. ასევე იზრდება ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების მოქმედება. ის უზრუნველყოფს ბაზალური მეტაბოლიზმის სიჩქარის რეგულირებას - ქსოვილების ზრდას და დიფერენციაციას, ცილების, ლიპიდების, ნახშირწყლების ცვლის. გლუკაგონი და ინსულინი მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ. ზოგიერთი ექსპერტის აზრით, გლუკოზამოქმედებს როგორც სიგნალი ადენილატციკლაზას გააქტიურებისთვის და cMAF ინსულინის წარმოებისთვის. ეს ყველაფერი იწვევს კუნთებსა და ღვიძლში გლიკოგენის დაშლის გაძლიერებას, ნახშირწყლებისა და ცილების ბიოსინთეზის შენელებას და გლუკოზის დაჟანგვის შენელებას. ვითარდება უარყოფითი აზოტის ბალანსი, იზრდება ქოლესტერინის და სხვა ლიპიდების კონცენტრაცია სისხლში. გლიკაგონი ხელს უწყობს გლუკოზის წარმოქმნას, აფერხებს მის დაშლას რძემჟავამდე. ამავე დროს, მისი გადაჭარბებული ხარჯვა იწვევს გლუკონეოგენეზის გაზრდას. ეს პროცესი არის არანახშირწყლების პროდუქტებისა და გლუკოზის სინთეზი. პირველი არის პირუვინი და რძემჟავა, გლიცეროლი, ისევე როგორც ნებისმიერი ნაერთი, რომელიც კატაბოლიზმის დროს შეიძლება გარდაიქმნას პირუვატად ან ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლის ერთ-ერთ შუალედურ ელემენტად.
მთავარი სუბსტრატები ასევე არის ამინომჟავები და ლაქტატი. საკვანძო როლი ნახშირწყლების ტრანსფორმაციაში ეკუთვნის გლუკოზა-6-ფოსფატს. ეს ნაერთი მკვეთრად ანელებს გლიკოგენის ფოსფოლირიტული დაშლის პროცესს. გლუკოზა-6-ფოსფატი ააქტიურებს გლუკოზის ფერმენტულ ტრანსპორტირებას ურიდინ დიფოსფოგლუკოზიდან სინთეზირებულ გლიკოგენამდე. ნაერთი ასევე მოქმედებს როგორც სუბსტრატი შემდგომი გლიკოლიზური გარდაქმნებისთვის. ამასთან ერთად, იზრდება გლუკონეოგენეზის ფერმენტების სინთეზი. ეს განსაკუთრებით ეხება ფოსფოენოლპირუვატ კარბოქსიკინაზას. ის განსაზღვრავს პროცესის სიჩქარეს თირკმელებში და ღვიძლში. გლუკონეოგენეზისა და გლიკოლიზის თანაფარდობა მარჯვნივ გადადის. გლუკოკორტიკოიდები მოქმედებენ როგორც ფერმენტული სინთეზის ინდუქტორები.
კეტონისხეული
ისინი მოქმედებენ როგორც ერთგვარი საწვავის მომწოდებელი თირკმელების, კუნთებისთვის. ოქსიდაციური სტრესის პირობებში კეტონის სხეულების რაოდენობა იზრდება. ისინი ფუნქციონირებენ როგორც რეგულატორი, რომელიც ხელს უშლის ცხიმოვანი მჟავების ჭარბ მობილიზაციას დეპოდან. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ენერგეტიკული შიმშილი ბევრ ქსოვილში იწყება იმის გამო, რომ გლუკოზა, ინსულინის ნაკლებობის გამო, ვერ ახერხებს უჯრედში შეღწევას. ცხიმოვანი მჟავების მაღალი პლაზმური კონცენტრაციის დროს იზრდება მათი შეწოვა ღვიძლის მიერ და დაჟანგვა და იზრდება ტრიგლიცერიდების სინთეზის ინტენსივობა. ეს ყველაფერი იწვევს კეტონის სხეულების რაოდენობის ზრდას.
დამატებით
მეცნიერებამ იცის ისეთი ფენომენი, როგორიცაა "მცენარეთა ოქსიდაციური სტრესი". აღსანიშნავია, რომ კულტურების სხვადასხვა ფაქტორებთან ადაპტაციის სპეციფიკის საკითხი დღეს სადავოა. ზოგიერთი ავტორი თვლის, რომ არახელსაყრელ პირობებში რეაქციების კომპლექსს აქვს უნივერსალური ხასიათი. მისი აქტივობა არ არის დამოკიდებული ფაქტორის ბუნებაზე. სხვა ექსპერტები ამტკიცებენ, რომ კულტურების წინააღმდეგობა განისაზღვრება კონკრეტული პასუხებით. ანუ რეაქცია ფაქტორის ადეკვატურია. იმავდროულად, მეცნიერთა უმეტესობა თანხმდება, რომ არასპეციფიკურ პასუხებთან ერთად ჩნდება კონკრეტულიც. ამავდროულად, ამ უკანასკნელის იდენტიფიცირება ყოველთვის შეუძლებელია მრავალი უნივერსალური რეაქციის ფონზე.
