Стресом вважається неспецифічна реакція організму на дію внутрішніх або зовнішніх факторів. Це визначення було введено в практику Р. Сельє (канадським фізіологом). Будь-яка дія або умова може спровокувати стрес. Однак не можна виділити один фактор і назвати його основною причиною виникнення реакції організму.

Відмітні ознаки

При аналізі реакції не має значення характер ситуації (вона приємна чи неприємна), в якій перебуває організм. Інтерес представляє інтенсивність потреби в адаптації або перебудови у відповідності з умовами. Організм в першу чергу протиставляє впливу дратівної агента свою можливість відповідати і гнучко пристосовуватися до ситуації. Відповідно, можна зробити наступний висновок. Стрес являє собою комплекс пристосувальних відповідей, які видаються організмом у разі впливу фактора. Таке явище називається в науці загальним адаптаційним синдромом.

Стадії

Адаптаційний синдром протікає поетапно. Спочатку настає стадія тривоги. Організм на цьому етапі виражає безпосередню реакцію на вплив. Друга стадія – резистенції. На цьому етапі організм максимально ефективно адаптується до умов. На останній стадії настає виснаження. Для проходження попередніх етапів організм використовує свої резерви. Відповідно, до останньої стадії вони значно виснажені. У результаті всередині організму починаються структурні перебудови. Однак у багатьох випадках цього недостатньо для виживання. Відповідно, непоправні запаси енергії виснажуються, і організм перестає адаптуватися.

Окислювальний стрес

Антиоксидантні системи і прооксиданти при тих чи інших умовах приходять в нестійкий стан. До складу останніх елементів входять всі фактори, які відіграють активну роль у посиленому формуванні вільних радикалів або інших видів кисню реактивного типу. Первинні механізми ушкоджуючої дії оксидативного стресу можуть бути представлені різними агентами. Це можуть бути клітинні фактори: дефекти мітохондріального дихання, специфічні ферменти . Механізми окисного стресу можуть бути і зовнішніми. До таких, зокрема, відносять куріння, прийом ліків, забруднення повітря і так далі.

Вільні радикали

Вони постійно утворюються в людському організмі. В деяких випадках це обумовлено випадковими хімічними процесами. Так, наприклад, виникають гідроксильні радикали (ВІН). Їх поява пов'язана з постійною схильністю іонізуючим випромінюванням низького рівня і виділенням супероксиду внаслідок просочування електронів і ланцюги їх транспорту. В інших випадках виникнення радикалів зумовлено активуванням фагоцитів і продукуванням ендотеліальними клітинами оксиду азоту.

Механізми окисного стресу

Процеси виникнення вільних радикалів і вирази організмом відповіді приблизно збалансовані. При цьому досить легко зрушити це відносна рівновага на користь радикалів. В результаті порушується біохімія клітини і виникає окислювальний стрес . Велика частина елементів в змозі переносити помірну ступінь дисбалансу. Це обумовлюється наявністю в клітинах репаративних структур. Вони виявляють і видаляють пошкоджені молекули. На місце останніх приходять нові елементи. Крім цього, клітини мають здатність посилити захист, відповідаючи на окислювальний стрес . Приміром, пацюки, поміщені в умови з чистим киснем, гинуть через кілька днів. Варто сказати, що у звичайному повітрі присутні близько 21 % Про 2 . Якщо впливати на тварин поступово зростаючими дозами кисню, їх захист буде посилюватися. В результаті можна домогтися того, що щури цілком зможуть переносити і 100 % концентрацію Про 2 . Тим не менш сильний окислювальний стрес здатний викликати серйозні руйнування або загибель клітин.

Провокуючі фактори

Як вище було сказано, в організмі підтримується баланс вільних радикалів і захистом. З цього можна зробити висновок, що окислювальний стрес викликається як мінімум двома причинами. Перша полягає в зниженні активності захисту. Друга полягає у підвищенні утворення радикалів до такої міри, що антиоксиданти виявляться не в змозі їх нейтралізувати.

Зниження захисної реакції

Відомо, що антиоксидантна система більшою мірою залежить від нормального харчування. Відповідно, можна зробити висновок, що зниження захисту в організмі є наслідком поганого раціону. По всій імовірності, безліч захворювань людини обумовлюється дефіцитом антиоксидантних нутрієнтів. Приміром, нейродегенерация виявляється внаслідок недостатнього надходження вітаміну Е у хворих, організм яких не може засвоювати жири належним чином. Є також відомості про те, що у осіб, інфікованих ВІЛ, виявляється відновлений в лімфоцитах глутатіон у вкрай низьких концентраціях.

Куріння

Воно є одним з основних факторів, що провокують окислювальний стрес в легких і багатьох інших тканинах організму. Дим і смоли багаті радикалами. Деякі з них здатні атакувати молекули і знижувати концентрацію вітамінів Е і С. Дим дратівливо діє на мікрофаги легенів, внаслідок чого утворюється супероксид. У легких курців присутній нейтрофілів більше, ніж у некурящих. Зловживають тютюном люди часто погано харчуються і споживають алкоголь. Відповідно, їх захист ослаблена. Хронічний окислювальний стрес провокує тяжкі порушення клітинного метаболізму.

Зміни в організмі

У діагностичних цілях використовуються різні маркери окисного стресу. Ті або інші зміни в організмі свідчать про конкретній ділянці порушення і факторі, його який спровокував. При дослідженні процесів утворення вільних радикалів при розвитку розсіяного склерозу використовуються такі показники окисного стресу :

Малоновий диальдегид. Він виступає вторинним продуктом вільнорадикального окислення (ВРО) ліпідів і надає шкідливу дію на структурно-функціональний стан мембран. Це, в свою чергу, призводить до збільшення їх проникності для кальцієвих іонів. Підвищення концентрації малонового діальдегіду у ході первинно - та вторинно-прогресуючого розсіяного склерозу підтверджує перший етап оксислительного стресу – активізацію вільнорадикального окислення.

Основи Шиффа є кінцевим продуктом СРО-білків і ліпідів. Підвищення концентрації основ Шиффа підтверджує тенденцію хронізації активації вільнорадикального окислення. При підвищеній концентрації малонового діальдегіду в додаток до цього продукту при первинно - і вторинно-прогресуючому склерозі може відзначатися початок деструктивного процесу. Він полягає у фрагментації і подальшому руйнуванні мембран. Підвищений вміст основ Шиффа також вказує на перший етап окисного стресу.

Вітамін Е. Він являє собою біологічний антиоксидант, який взаємодіє з вільними радикалами перекисів і ліпідів. В результаті реакцій утворюються баластні продукти. Вітамін Е при цьому окислюється. Він вважається ефективним нейтралізатором синглетного кисню. Зменшення показника активності вітаміну Е в крові вказує на дисбаланс у неферментативном ланці системи АО3 – у другому блоці розвитку окисного стресу.

Наслідки

Яка роль окислювального стресу ? Варто відзначити, що дії піддаються не тільки ліпіди мембран і білки, але і вуглеводи. Крім цього, зміни починаються в гормональній та ендокринній системах. Активність ензимної структури лімфоцитів тимуса знижується, підвищується рівень нейромедіаторів, починають вивільнятися гормони. При стресі починається окислювання нуклеїнових кислот, протеїнів, вуглеводів, підвищується загальний вміст в крові ліпідів. Посилюється вивільнення адренокортикотропного гормону внаслідок інтенсивного розпаду АТФ і цАМФ. Останній при цьому активує протеинкиназу. Вона, в свою чергу, з участю АТФ сприяє фосфолированию холінестерази, трансформує холестеринові ефіри у вільний холестерин. Посилення біосинтезу білка, РНК, ДНК, глікогену при одночасної мобілізації жирів із депо, розпад в тканинах жирних (вищих) кислот і глюкози також викликає окислювальний стрес. Старіння вважається одним з найбільш серйозних наслідків процесу. Також відзначається посилення дії гормонів щитовидки. Вона забезпечує регулювання швидкості основного обміну – росту і диференціювання тканин, білкового, ліпідного, вуглеводного обміну. Важлива роль відводиться глюкагону та інсуліну. На думку ряду фахівців, глюкоза виступає в якості сигналу для активації аденілатциклази, а цМАФ – для продукції інсуліну. Все це призводить до інтенсифікації розпаду глікогену в м'язах і печінці, уповільнення біосинтезу вуглеводів і білків, уповільнення окислення глюкози. Розвивається негативний азотистий баланс, збільшується концентрація холестерину та інших ліпідів у крові. Гликагон сприяє формуванню глюкози, гальмує її розпад до молочної кислоти. При цьому її перевитрата призводить до посилення глюконеогенезу. Цей процес являє собою синтез невуглеводних продуктів і глюкози. В якості перших виступають піровиноградна та молочна кислоти, гліцерин, а також будь-які сполуки, які при катаболізм можуть трансформуватися в піруват або один з проміжних елементів трикарбоновокислотного циклу. Основними субстратами також є амінокислоти і лактат. Ключова роль у трансформації вуглеводів належить глюкозо-6-фосфату. Це з'єднання різко уповільнює процес фосфолиритического розщеплення глікогену. Глюкозо-6-фосфат активує ферментативний транспорт глюкози з уридиндифосфоглюкози на що синтезується глікоген. З'єднання також виступає як субстрат для наступних гліколітичних перетворень. Разом з цим відзначається посилення синтезу ферментів глюконеогенезу. Особливо це характерно для фосфоенолпіруват-карбоксикинази. Вона визначає швидкість процесу в нирках і печінці. Співвідношення глюконеогенезу і гліколізу зміщується вправо. В якості індукторів ферментного синтезу виступають глюкокортикоїди.

Кетонові тіла

Вони виступають в якості свого роду постачальників палива для нирок, мускулатури. При окисному стресі кількість кетонових тіл збільшується. Вони функціонують як регулятор, що запобігає надлишкову мобілізацію жирних кислот з депо. Це обумовлюється тим, що у багатьох тканинах починається енергетичний голод внаслідок того, що глюкоза через нестачу інсуліну не здатна проникнути в клітину. При високій концентрації в плазмі жирних кислот зростає їх поглинання печінкою і окислення, підвищується інтенсивність синтезу тригліцеридів. Все це і призводить до збільшення кількості кетонових тел.

Додатково

Науці відомо й таке явище, як "окислювальний стрес рослин". Варто сказати, що питання про специфічність адаптації культур до різних факторів сьогодні залишається дискусійним. Одні автори вважають, що при несприятливих умовах комплекс реакцій має універсальний характер. Його активність не залежить від природи чинника. Інші фахівці стверджують, що стійкість культур визначається специфічними відповідями. Тобто реакція адекватна фактору. Між тим більша частина вчених сходиться на думці, що разом з неспецифічними відповідями проявляються і специфічні. При цьому останні далеко не завжди можна виявити на фоні численних універсальних реакцій.