Stress tiek uzskatīta par nespecifisku organisma reakciju uz iekšējo vai ārējo faktoru darbību. Šo definīciju praksē ieviesa G. Selye (Kanādas fiziologs). Jebkura darbība vai stāvoklis var izraisīt stresu. Tomēr nav iespējams izcelt vienu faktoru un nosaukt to par galveno ķermeņa reakcijas cēloni.
Atšķirīgās pazīmes
Analizējot reakciju, situācijas raksturam (patīkama vai nepatīkama), kurā atrodas organisms, nav nozīmes. Interesanti ir pielāgoties vai pārstrukturēšanas nepieciešamības intensitāte atbilstoši apstākļiem. Organisms vispirms pretojas kairinošā aģenta ietekmei ar spēju reaģēt un elastīgi pielāgoties situācijai. Attiecīgi var izdarīt šādu secinājumu. Stress ir adaptīvu reakciju kopums, ko organisms rada kāda faktora ietekmes gadījumā. Šo fenomenu zinātnē sauc par vispārējo adaptācijas sindromu.
Stages
Adaptācijas sindromsnotiek pa posmiem. Vispirms nāk trauksmes stadija. Ķermenis šajā posmā izsaka tiešu reakciju uz triecienu. Otrais posms ir pretestība. Šajā posmā ķermenis visefektīvāk pielāgojas apstākļiem. Pēdējais posms ir izsīkums. Lai izietu iepriekšējos posmus, organisms izmanto savas rezerves. Attiecīgi līdz pēdējam posmam tie ir ievērojami izsmelti. Tā rezultātā ķermeņa iekšienē sākas strukturālas izmaiņas. Tomēr daudzos gadījumos ar to nepietiek, lai izdzīvotu. Attiecīgi tiek izsmeltas neaizvietojamās enerģijas rezerves, un ķermenis pārstāj pielāgoties.
Oksidatīvais stress
Antioksidantu sistēmas un prooksidanti noteiktos apstākļos nonāk nestabilā stāvoklī. Pēdējo elementu sastāvs ietver visus faktorus, kuriem ir aktīva loma brīvo radikāļu vai cita veida reaktīvā tipa skābekļa pastiprinātā veidošanā. Oksidatīvā stresa kaitīgās iedarbības primāros mehānismus var attēlot dažādi aģenti. Tie var būt šūnu faktori: mitohondriju elpošanas defekti, specifiski enzīmi. Oksidatīvā stresa mehānismi var būt arī ārēji. Tie jo īpaši ietver smēķēšanu, medikamentus, gaisa piesārņojumu un tā tālāk.
Brīvie radikāļi
Tie nemitīgi veidojas cilvēka organismā. Dažos gadījumos tas ir saistīts ar nejaušiem ķīmiskiem procesiem. Piemēram, veidojas hidroksilradikāļi (OH). Viņu izskats ir saistīts arpastāvīga zema līmeņa jonizējošā starojuma iedarbība un superoksīda izdalīšanās elektronu un to transportēšanas ķēdes noplūdes dēļ. Citos gadījumos radikāļu parādīšanās ir saistīta ar fagocītu aktivāciju un slāpekļa oksīda ražošanu, ko veic endotēlija šūnas.
Oksidatīvā stresa mehānismi
Brīvo radikāļu veidošanās procesi un ķermeņa reakcijas izpausme ir aptuveni līdzsvaroti. Šajā gadījumā ir diezgan viegli novirzīt šo relatīvo līdzsvaru par labu radikāļiem. Tā rezultātā tiek traucēta šūnu bioķīmija un rodas oksidatīvais stress. Lielākā daļa elementu spēj paciest mērenu nelīdzsvarotības pakāpi. Tas ir saistīts ar reparatīvo struktūru klātbūtni šūnās. Viņi identificē un noņem bojātās molekulas. To vietu ieņem jauni elementi. Turklāt šūnām ir spēja uzlabot aizsardzību, reaģējot uz oksidatīvo stresu. Piemēram, žurkas, kas novietotas apstākļos ar tīru skābekli, mirst pēc dažām dienām. Ir vērts teikt, ka parastajā gaisā ir aptuveni 21% O2. Ja dzīvnieki tiek pakļauti pakāpeniski pieaugošām skābekļa devām, viņu aizsardzība tiks pastiprināta. Rezultātā ir iespējams panākt, ka žurkas spēs panest 100% O2 koncentrāciju. Tomēr smags oksidatīvais stress var izraisīt nopietnus bojājumus vai šūnu nāvi.
Provocējoši faktori
Kā minēts iepriekš, ķermenis uztur brīvo radikāļu līdzsvaru un aizsardzību. No tā var secinātka oksidatīvo stresu izraisa vismaz divi cēloņi. Pirmais ir samazināt aizsardzības aktivitāti. Otrais ir radikāļu veidošanās palielināšana tādā mērā, ka antioksidanti nespētu tos neitralizēt.
Samazināta aizsardzības reakcija
Ir zināms, ka antioksidantu sistēma ir vairāk atkarīga no normāla uztura. Attiecīgi varam secināt, ka aizsardzības samazināšanās organismā ir nepareiza uztura sekas. Visticamāk, daudzas cilvēku slimības izraisa antioksidantu uzturvielu trūkums. Piemēram, neirodeģenerācija tiek konstatēta nepietiekamas E vitamīna uzņemšanas dēļ pacientiem, kuru organisms nespēj pareizi uzņemt taukus. Ir arī pierādījumi, ka ar HIV inficētiem cilvēkiem tiek konstatēts limfocītos samazināts glutations ārkārtīgi zemā koncentrācijā.
Smēķēšana
Tas ir viens no galvenajiem faktoriem, kas provocē oksidatīvo stresu plaušās un daudzos citos organisma audos. Dūmi un darva ir bagāti ar radikāļiem. Dažas no tām spēj uzbrukt molekulām un samazināt vitamīnu E un C koncentrāciju. Dūmi kairina plaušu mikrofāgus, kā rezultātā veidojas superoksīds. Smēķētāju plaušās ir vairāk neitrofilu nekā nesmēķētāju. Cilvēki, kuri ļaunprātīgi izmanto tabaku, bieži ir nepietiekami baroti un lieto alkoholu. Attiecīgi to aizsardzība ir vājināta. Hronisks oksidatīvais stress provocē nopietnus šūnu vielmaiņas traucējumus.
Izmaiņas ķermenī
Diagnostikas nolūkos tiek izmantoti dažādi oksidatīvā stresa marķieri. Šīs vai citas izmaiņas organismā norāda uz konkrētu pārkāpuma vietu un faktoru, kas to izraisīja. Pētot brīvo radikāļu veidošanās procesus multiplās sklerozes attīstībā, tiek izmantoti šādi oksidatīvā stresa rādītāji:
- Malona dialdehīds. Tas darbojas kā lipīdu brīvo radikāļu oksidācijas (FRO) sekundārais produkts, un tam ir kaitīga ietekme uz membrānu strukturālo un funkcionālo stāvokli. Tas, savukārt, palielina to caurlaidību kalcija joniem. Malondialdehīda koncentrācijas palielināšanās primārās un sekundāri progresējošās multiplās sklerozes laikā apstiprina oksidatīvā stresa pirmo stadiju - brīvo radikāļu oksidācijas aktivāciju.
- Šifa bāze ir CPO proteīnu un lipīdu galaprodukts. Šifa bāzu koncentrācijas palielināšanās apstiprina tendenci brīvo radikāļu oksidācijas aktivācijai būt hroniskai. Ar paaugstinātu malondialdehīda koncentrāciju papildus šim produktam primārās un sekundārās progresējošās sklerozes gadījumā var novērot destruktīva procesa sākšanos. Tas sastāv no membrānu sadrumstalotības un sekojošas iznīcināšanas. Paaugstinātas Šifa bāzes norāda arī uz oksidatīvā stresa pirmo stadiju.
- E vitamīns. Tas ir bioloģisks antioksidants, kas mijiedarbojas ar peroksīdu un lipīdu brīvajiem radikāļiem. Reakciju rezultātā veidojas balasta produkti. E vitamīns ir oksidēts. Viņš tiek uzskatītsefektīvs singleta skābekļa neitralizators. E vitamīna aktivitātes samazināšanās asinīs norāda uz nelīdzsvarotību AO3 sistēmas neenzīmu saitē - otrajā blokā oksidatīvā stresa attīstībā.
Sekas
Kāda ir oksidatīvā stresa nozīme? Jāņem vērā, ka tiek ietekmēti ne tikai membrānas lipīdi un olb altumvielas, bet arī ogļhidrāti. Turklāt izmaiņas sākas hormonālajā un endokrīnajā sistēmā. Aizkrūts dziedzera limfocītu enzīmu struktūras aktivitāte samazinās, palielinās neirotransmiteru līmenis, sāk izdalīties hormoni. Stresa apstākļos sākas nukleīnskābju, olb altumvielu, oglekļa oksidēšanās, palielinās kopējais lipīdu saturs asinīs. Adrenokortikotropā hormona izdalīšanos pastiprina intensīva ATP sadalīšanās un cAMP rašanās. Pēdējais aktivizē proteīna kināzi. Tas, savukārt, ar ATP piedalīšanos, veicina holīnesterāzes fosforilēšanos, kas pārvērš holesterīna esterus brīvā holesterīnā. Olb altumvielu, RNS, DNS, glikogēna biosintēzes stiprināšana ar vienlaicīgu mobilizāciju no tauku noliktavas, taukskābju (augstāko) skābju un glikozes sadalīšanās audos arī izraisa oksidatīvo stresu. Novecošana tiek uzskatīta par vienu no nopietnākajām procesa sekām. Pastiprinās arī vairogdziedzera hormonu darbība. Tas nodrošina bazālā metabolisma ātruma regulēšanu - audu augšanu un diferenciāciju, olb altumvielu, lipīdu, ogļhidrātu metabolismu. Glikagonam un insulīnam ir svarīga loma. Pēc dažu ekspertu domām, glikozedarbojas kā signāls adenilāta ciklāzes aktivizēšanai un cMAF insulīna ražošanai. Tas viss izraisa glikogēna sadalīšanās pastiprināšanos muskuļos un aknās, ogļhidrātu un olb altumvielu biosintēzes palēnināšanos un glikozes oksidēšanās palēnināšanos. Attīstās negatīvs slāpekļa līdzsvars, palielinās holesterīna un citu lipīdu koncentrācija asinīs. Glikagons veicina glikozes veidošanos, kavē tās sadalīšanos pienskābē. Tajā pašā laikā tā pārmērīgais tēriņš palielina glikoneoģenēzi. Šis process ir ogļhidrātu nesaturošu produktu un glikozes sintēze. Pirmās ir pirovīnskābe un pienskābe, glicerīns, kā arī jebkuri savienojumi, kas katabolisma laikā var pārveidoties par piruvātu vai vienu no trikarbonskābes cikla starpelementiem.
Galvenie substrāti ir arī aminoskābes un laktāts. Galvenā loma ogļhidrātu pārveidošanā pieder glikozes-6-fosfātam. Šis savienojums strauji palēnina glikogēna fosfolirīta sadalīšanās procesu. Glikozes-6-fosfāts aktivizē glikozes fermentatīvo transportēšanu no uridīna difosfoglikozes uz sintezētu glikogēnu. Savienojums darbojas arī kā substrāts turpmākām glikolītiskām transformācijām. Līdz ar to palielinās glikoneoģenēzes enzīmu sintēze. Tas jo īpaši attiecas uz fosfoenolpiruvāta karboksikināzi. Tas nosaka procesa ātrumu nierēs un aknās. Glikoneoģenēzes un glikolīzes attiecība mainās uz labo pusi. Glikokortikoīdi darbojas kā enzīmu sintēzes induktori.
Ketonskorpuss
Tie darbojas kā sava veida degvielas piegādātājs nierēm, muskuļiem. Oksidatīvā stresa apstākļos palielinās ketonvielu skaits. Tie darbojas kā regulators, kas novērš pārmērīgu taukskābju mobilizāciju no noliktavas. Tas ir saistīts ar faktu, ka daudzos audos sākas enerģijas bads, jo glikoze insulīna trūkuma dēļ nespēj iekļūt šūnā. Pie augstas taukskābju koncentrācijas plazmā palielinās to uzsūkšanās aknās un oksidēšanās, kā arī palielinās triglicerīdu sintēzes intensitāte. Tas viss noved pie ketonvielu skaita palielināšanās.
Papildus
Zinātne zina tādu parādību kā "augu oksidatīvais stress". Ir vērts teikt, ka jautājums par kultūru pielāgošanās dažādiem faktoriem specifiku joprojām ir diskutējams. Daži autori uzskata, ka nelabvēlīgos apstākļos reakciju kompleksam ir universāls raksturs. Tās darbība nav atkarīga no faktora rakstura. Citi eksperti apgalvo, ka kultūraugu izturību nosaka specifiskas reakcijas. Tas ir, reakcija ir adekvāta faktoram. Tikmēr lielākā daļa zinātnieku piekrīt, ka līdzās nespecifiskām atbildēm parādās arī specifiskas. Tajā pašā laikā pēdējo ne vienmēr var identificēt uz daudzu universālu reakciju fona.
