به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، استرس اکسیداتیو عدم تعادل بین تولید سلول‌ها و حذف محصولات جانبی حاصل از تجزیه اکسیژن را توصیف می‌کند. این محصولات جانبی که به عنوان گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) شناخته می‌شوند، برای عملکرد سلول مهم هستند، اما در مقادیر زیاد باعث آسیب می‌شوند. ROS به دسته بزرگتری از مواد شیمیایی بسیار واکنش پذیر به نام رادیکال‌های آزاد تعلق دارد. از آنجایی که سلول‌ها برای عملکرد به ROS نیاز دارند، برخی از محققان استرس اکسیداتیو را در برخی زمینه‌ها فاکتور موثرو خوبی توصیف کرده‌اند. برخی دیگر نیز می‌گویند که استرس اکسیداتیو، بنا به تعریف، بد است، زیرا آسیب اکسیداتیو ناشی ازآن در پیری و در ایجاد چندین بیماری نقش دارد. مواد شیمیایی که از اکسیداسیون و تولید ROS ها جلوگیری می‌کنند، آنتی اکسیدان نامیده می‌شوند. برخی تحقیقات نشان می‌دهد که آنتی اکسیدان‌ها می‌توانند به محدود کردن آسیب اکسیداتیو کمک کنند. با این حال، هنوز مشخص نیست که چقدر یا چه تاثیری دارد.

استرس اکسیداتیو

استرس اکسیداتیو شرایطی است که در آن تعادل بین رادیکال‌های آزاد و آنتی اکسیدان‌ها در بدن به نفع رادیکال‌های آزاد تغییر می‌کند. رادیکال‌های آزاد مولکول‌هایی با الکترون جفت نشده هستند که می‌توانند به سلول‌ها، پروتئین‌ها و DNA آسیب برسانند. آنتی اکسیدان‌ها مولکول‌هایی هستند که می‌توانند به طور ایمن با رادیکال‌های آزاد برهم کنش داشته باشند و قبل از اینکه مولکول‌های حیاتی وارد عمل شوند، واکنش زنجیره ای ناشی از آنها را خاتمه دهند.

چه چیزی باعث استرس اکسیداتیو می‌شود؟

ROS ها به طور طبیعی زمانی تولید می‌شوند که بدن اکسیژن دو اتمی (O2) را به عنوان بخشی از تنفس سلولی، در فرآیند استخراج انرژی از گلوکز (قند) تجزیه می‌کند. در ارگانیسم‌های زنده، این اتفاق در میتوکندری، به اصطلاح نیروگاه سلول می‌افتد، درواقع در میتوکندری طی این فرایند که به عنوان بخشی از آخرین مرحله تنفس سلولی است، سلول الکترون‌ها یا ذرات زیراتمی منفی را از محصولات جانبی گلوکز جدا می‌کند و همین عمل سلول را قادر می‌سازد تا مولکولی به نام آدنوزین تری فسفات (ATP) بسازد که منبع اصلی انرژی است. سلول برای پذیرش الکترون‌ها در پایان این فرآیند به اکسیژن نیاز دارد و بیشتر مولکول‌های اکسیژن در نهایت به آب تبدیل می‌شوند. با این حال، برخی از مولکول‌های اکسیژن الکترون‌های کمتری دریافت می‌کنند و در عوض به رادیکال‌های آزاد، به ویژه ROS ها تبدیل می‌شوند. در واقع الکترون‌های از دست رفته در این ترکیبات به عنوان عاملی است که آنها را بسیار واکنش پذیر می‌کند تا با بسیاری از مواد موجود در سلول واکنش ‌دهند تا الکترون به دست آورند و از نظر شیمیایی پایدارتر شوند. برخی از ROSهای رایج پراکسیدها (مانند پراکسید هیدروژن)، سوپراکسید و رادیکال هیدروکسیل هستند.

نقش  ROSدر فعالیت‌های سلولی

Ursula Jakob، استاد زیست شناسی مولکولی، سلولی و تکاملی در دانشگاه میشیگان،گفت: «ما دائماً گونه‌های اکسیژن فعال را در هر سلول بدن می‌سازیمROS. ها علاوه بر اینکه محصول جانبی تنفس هستند، در سیگنال‌دهی سلولی یا ارسال پیام‌ها در داخل یا از طرف دیگر استفاده می‌شوند. از طرفی پاسخ‌های ایمنی، قرار گرفتن در معرض تشعشع و سایر پاسخ‌های سلولی به آلاینده‌ها یا مواد سمی نیز می‌توانند ROS را ایجاد کنند. با این حال، تولید ROS ها به خودی خود باعث آسیب نمی‌شود، زیرا سلول‌ها برای عملکرد به برخی از ROS ها نیاز دارند. سلول‌ها از آنتی اکسیدان‌ها برای خلاص شدن از شر ROS های اضافی استفاده می‌کنند و آسیب‌های احتمالی را محدود می‌کنند. جاکوب گفت وقتی مقدار ROS ها بر سیستم آنتی اکسیدانی سلول غلبه می‌کند، ROS ها جمع می‌شوند و استرس اکسیداتیو ایجاد می‌کنند. این می‌تواند به دلیل افزایش تولید ROS یا کاهش عملکرد حذفی این ترکیبات از سلول باشد.

اثرات ناشی از استرس اکسیداتیو

به طور معمول، سلول‌ها از ROS ها به عنوان بخشی از فرآیندهای سیگنال دهی خود استفاده می‌کنند - ارسال پیام به قسمت‌های دیگر سلول یا سلول‌های دیگر. با این حال، ROS های اضافی باعث آسیب اکسیداتیو می‌شوند. همانطور که طی فرایند اکسیداسیون، آهن زنگ می‌زند، این فرآیند می‌تواند به مولکول‌های سازنده سلول‌ها آسیب برساند ، که این آسیب‌ها شامل جهش در DNA و RNA، پروتئین‌های نادرست تا شده و انواع دیگر آسیب به قندها و لیپیدها است، سلول‌ها می‌توانند مقداری از آسیب را ترمیم کنند، اما اگر آسیب بیش از حد گسترده باشد می‌تواند باعث آپوپتوز (مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی) شود، نوعی مکانیسم خود تخریبی است. در موارد شدید، می‌تواند باعث نکروز نیز شود، یعنی زمانی که سلول‌ها آنقدر آسیب می‌بینند که زودتر از موعد از بین می‌روند و منجر به مرگ بافت می‌شود.

بیماری‌های ناشی از استرس اکسیداتیو

تحقیقات نشان می‌دهد که استرس اکسیداتیو در ایجاد بسیاری از شرایط بیماری نقش دارد. برخی از تثبیت‌شده‌ترین آنها عبارتند از دیابت نوع 2، سرطان و سخت شدن شریان‌ها، یا آترواسکلروز . استرس اکسیداتیو همچنین با چندین بیماری مختلف عصبی از جمله بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) و ام اس (MS) مرتبط است. این رابطه برای اولین بار در اواخر دهه 1980 مشاهده شد، طبق یک مقاله در سال 2004 که در Nature Reviews Drug Discovery، با شواهد فزاینده ای مبنی بر نقش استرس اکسیداتیو در بیماری‌های عصبی نیز مشاهده شده است. مقاله ای در سال 2016 که در Experimental Neurology منتشر شده است، شواهدی از نقش استرس اکسیداتیو در ایجاد بیماری ام اس  را بررسی کرده است.

George Perry  استاد نوروبیولوژی در دانشگاه تگزاس، گفت: «نورون‌هایی که در طول [بیماری آلزایمر] در معرض خطر هستند، عمیقاً تحت تأثیر هر نوع آسیب اکسیداتیو شناخته شده قرار می‌گیرند». Perry درادامه گفت: در بیماران آلزایمر و برخی از بیماران پارکینسون، نشانه‌هایی از آسیب اکسیداتیو در سیتوپلاسم یا بدنه اصلی برخی از نورون‌ها که مملو از زباله‌های میتوکندری هستند ، آنزیم‌ها، همراه با مولکول‌های مس و آهن، ظاهر می‌شود که معمولا فقط در میتوکندری یافت می‌شوند.آسیب اکسیداتیو به وضوح بخشی از عامل ایجاد کننده بیماری آلزایمر است. با این حال، محققان نتوانسته‌اند دقیقا مشخص کنند که استرس اکسیداتیو در طول زندگی فرد چگونه و تا چه اندازه به این بیماری کمک می‌کند. به گفته جاکوبز، گفتن اینکه آیا این عامل باعث پیری می‌شود یا خیر، دشوار است - ایده ای که مدت‌هاست توسط محققان ارائه شده است. او گفت: "هیئت منصفه هنوز نمی‌داند که آیا واقعاً این مورد عامل پیری است یا خیر."

عوامل دخیل در ایجاد آسیب اکسیداتیو

Marino Resendiz، استاد شیمی در دانشگاه کلرادو، گفت: سیگار کشیدن می‌تواند برخی از این گونه‌های واکنش پذیر را ایجاد کند. او به Live Science گفت: «پس این عامل می‌تواند منجر به آسیب شود.» طبق گفته انجمن سرطان آمریکا، اشعه ماوراء بنفش، که می‌تواند باعث آسیب اکسیداتیو شود، با پوست و انواع دیگر سرطان نیز مرتبط است . برخی شواهد ضعیف نشان می‌دهد که مصرف غذاهای حاوی آنتی اکسیدان می‌تواند استرس اکسیداتیو را کاهش دهد و بنابراین، رژیم غذایی با کمبود آنتی اکسیدان می‌تواند یک عامل خطر باشد. برخی از غذاهای رایج سرشار از آنتی اکسیدان عبارتند از کلم بروکلی، هویج، سیب زمینی، اسفناج و بسیاری از انواع توت‌ها، از جمله عوامل مقابله کننده با اثرات آسیب اکسیداتیو است. با این حال، هنوز ارتباط بین آنتی اکسیدان‌ها و استرس اکسیداتیو روشن نیست. به عنوان مثال، یک مطالعه که در یک کارآزمایی بالینی منتشر شده در JAMA  در سال ۲۰۱۲  نشان دادکه مصرف مکمل‌های حاوی آنتی‌اکسیدان نه تنها نشانه‌های استرس اکسیداتیو را در مغز افراد مبتلا به بیماری آلزایمرکاهش نداد بلکه با کاهش سریع‌تر شناختی نیز همراه بود. با این حال، یک مقاله مروری در سال 2019 شواهدی پیدا کرد که مصرف مکمل حاوی ویتامین E، که یک آنتی اکسیدان است، ممکن است برای افراد مبتلا به آلزایمر مفید باشد.

ارتباط میان چاقی و استرس اکسیداتیو

چاقی ممکن است استرس اکسیداتیو را افزایش دهد زیرا رادیکال‌های آزاد می‌توانند به چربی متصل شده و به آن آسیب بزنند. جاکوب گفت بنابراین، تغییرات سبک زندگی مانند ورزش و خوردن یک رژیم غذایی متعادل می‌تواند به محدود کردن استرس اکسیداتیو کمک کند. او گفت: «چاقی یک عامل خطر بزرگ است. جاکوب گفت، در طیف عظیمی از ارگانیسم‌های مدل، از مخمر گرفته تا پستانداران، ورزش و محدود کردن کالری با آسیب اکسیداتیو کمتری به سلول‌ها مرتبط است. بنابراین عدم ورزش و عدم ایجاد محدودیت در میزان کالری کسب شده در واقع می‌تواند استرس اکسیداتیو را افزایش دهد، اما در یک مطالعه در سال 2019 که در Nature ، او و سایر محققان دریافتند که در گونه ای از کرم‌های گرد، افزایش استرس اکسیداتیو در اوایل زندگی می‌تواند به محافظت او در برابر اکسیداتیو بعدی کمک کند.  اگرچه او تأکید کرد که این تحقیق در انسان انجام نشده است، اما Jakob گفت که بر اهمیت ROS ها، حداقل در مقادیر کنترل شده، تأکید می‌کند. او در آخر گفت: "برداشت و پیام ما از این مطالعه اینطور نیست که اگر ما همه گونه‌های فعال اکسیژن را حذف کنیم سالم می‌مانیم."

پایان مطلب/.