ΤΟ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ STRESS
Ήταν αρχές του 1950 τότε που ο Dr. Denham Harman έγραψε το µοναδικό και πρωτοποριακό του άρθρο το οποίο αναφερόταν στην ύπαρξη των ελευθέρων ριζών και στη σχέση τους µε χρόνια νοσήµατα στον άνθρωπο. Έκτοτε και µέχρι σήµερα η έρευνα και οι µελέτες που αφορούν το σχηµατισµό των ελευθέρων ριζών, από βιολογικής και ιατρικής άποψης, έχει πάρει θα έλεγε κανείς εκρηκτικές διαστάσεις, ιδίως, τα τελευταία χρόνια. Έχουν πραγµατοποιηθεί µέχρι σήµερα πολλές ανακαλύψεις στον τοµέα της έρευνας που αφορά τα φαινόµενο της οξείδωσης και έχουν δηµιουργηθεί οι απαραίτητες γέφυρες µεταξύ της βασικής επιστήµης, της µοριακής βιολογίας και της καθηµερινής κλινικής ιατρικής πράξης.
Καθηµερινά, από όλα σχεδόν τα µέσα του έντυπου και ηλεκτρονικού τύπου, παρουσιάζονται θέµατα σχετικά µε τον κίνδυνο πρόκλησης βλαβών στον ανθρώπινο οργανισµό από την βλαπτική επίδραση των αποκαλούµενων «ελευθέρων ριζών» και δίνονται συχνά αντίστοιχες οδηγίες, κυρίως διατροφικές, για την αποφυγή και την αντιµετώπιση του.
Η ζωή είναι συνυφασµένη µε τη κατανάλωση και τη παραγωγή ενέργειας, έτσι στα διάφορα στάδια εξέλιξης των οργανισµών αναπτύχθηκαν και εξελίχθηκαν διάφορα συστήµατα παραγωγής, µετατροπής, και γενικά εκµετάλλευσης της ενέργειας, τόσο σε κυτταρικό επίπεδο όσο και σε επίπεδο οργανισµών. Είναι γνωστό ότι ενώ για τους αναερόβιους οργανισµούς το οξυγόνο είναι ισχυρός τοξικός παράγοντας και η παρουσία του συνήθως προκαλεί το θάνατό τους, για τους αερόβιους οργανισµούς είναι απόλυτα απαραίτητο για τον αερόβιο ονοµαζόµενο µεταβολισµό τους.
Κατά τον αερόβιο µεταβολισµό όµως και υπό ορισµένες συνθήκες, σχηµατίζονται διάφορα προϊόντα, όπως διάφοροι τύποι υπεροξειδίων ή οι αποκαλούµενες «δραστικές ή ενεργοποιηµένες µορφές του οξυγόνου», τα οποία στη συνέχεια προκαλούν αλυσιδωτές αντιδράσεις µε άλλες ουσίες, τελικό αποτέλεσµα να σχηµατίζονται τοξικοί µεταβολίτες. Τα µεταβολικά αυτά προϊόντα που χαρακτηρίζονται από σύντοµο χρόνο ηµίσειας ζωής, είναι ασταθείς ενώσεις και αντιδρούν τοπικά στα σηµεία σχηµατισµού τους, ονοµάζονται ελεύθερες ρίζες οξυγόνου.
Τα προϊόντα αυτά στη συνέχεια αντιδρούν µε άλλες ενώσεις και έτσι είναι δυνατόν να προκαλέσουν βλάβες στις λιποειδικές µεµβράνες των κυττάρων, στα διάφορα ενζυµικά συστήµατα, στις αντλίες ιόντων κ.λ.π. και γενικά είναι δυνατόν να οδηγήσουν σε κυτταρικές λειτουργικές διαταραχές και βλάβες µε σηµαντικές συνέπειες στις οποίες θα αναφερθούµε παρακάτω.
Από τα προηγούµενα αντιλαµβάνεται κανείς ότι η ζωή του κυττάρου θα όταν πολύ σύντοµη, όµως ο σοφία της φύσης και η εξελικτική πορεία της ζωής οδήγησαν στην ανάπτυξη κυτταρικών µηχανισµών και συστηµάτων εξουδετέρωσης ή καλύτερα αντιρρόπησης του φαινοµένου της οξείδωσης, στους αερόβιους οργανισµούς. Το σύνολο όλου αυτού του συστήµατος αυτοπροστασίας αποτελεί το αποκαλούµενο «αντιοξειδωτικο σύστηµα προστασίας από την τοξική δράση του οξυγόνου», το οποίο µας θυµίζει κάτι αντίστοιχο µε το σύστηµα και τους µηχανισµούς ρύθµισης της οξεοβασικής ισορροπίας.
ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ «ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ STRESS»
Τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί µεγάλη σηµασία στο φαινόµενο της οξείδωσης και στο ρόλο που κατέχει σε διάφορες καταστάσεις το αποκαλούµενο «οξειδωτικό stress», το οποίο χαρακτηρίζεται ως ρήξη της ισορροπίας µεταξύ της οξείδωσης και των αντιοξειδωτικών µηχανισµών και συστηµάτων υπέρ της πρώτης, µε επακόλουθο τον αλλοίωση κυτταρικών µακροµοριακών ενώσεων οι οποίες µε το σειρά τους προκαλούν αλλοιώσεις δοµικές και λειτουργικές άλλων συστηµάτων όπως του DΝΑ, διάφορων πρωτεϊνών και ενζυµικών συστηµάτων, των λιπιδίων κ.λπ. µε τελικό αποτέλεσµα πολλές φορές τις µη αναστρέψιµες
βλάβες κυτταρικών οργανυλίων, µεταλλάξεις, εκφύλιση, πρόωρη γήρανση, κυτταρικές βλάβες, καρκινογένεση, ακόµη και κυτταρικό θάνατο.
Με δύο λόγια το οξειδωτικό Stress είναι µία χηµική και µεταβολική διαταραχή που οδηγεί σε υπερπαραγωγή οξειδωτικών προϊόντων µε όλα τα συνεπακόλουθα αυτής που είναι δυνατό να συµβεί σε κάποιο οργανισµό. Η διαταραχή αυτή µπορεί να είναι, είτε το αποτέλεσµα αυξηµένης παραγωγής κυτταρικών οξειδωτικών παραγόντων, συνήθως µορφές ενεργοποιηµένου οξυγόνου όπως υπεροξειδικές ρίζες, ρίζες υδροξυλίου, υπεροξείδιο του υδρογόνου και υποχλωριώδους οξέος κ.ά., είτε το αποτέλεσµα ελάττωσης από διάφορα αίτια των αντιοξειδωτικών παραγόντων, όπως ο βιταµίνη Ε, η γλουταθειόνη, το ασκορβικό οξύ, η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης, οι καταλάσες, το σελήνιο κ.λ.π., ή τέλος είναι δυνατόν να οφείλεται και σε µικτές καταστάσεις.
ΠΑΘΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ & ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΤΟΥ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ STRESS
Βασικό για την επιβίωση ενός οργανισµού είναι η ικανότητα και η δυνατότητα που έχει ώστε να προσαρµόζεται στις διάφορες µεταβολές, µέχρις ενός ορίου βέβαια, που συµβαίνουν στο περιβάλλον που ζει. Για τον παραπάνω λόγο κάθε οργανισµός διαθέτει µηχανισµούς, χαρακτηριστικούς για κάθε είδος οργανισµού, µε τους οποίους προσαρµόζεται σε µεταβολές που συµβαίνουν στο περιβάλλον, πάντοτε όµως µέσα σε ορισµένα πλαίσια και δυνατότητες.
Όλα αυτά, όµως, αποσκοπούν µε τη σειρά τους στη διατήρηση σταθερού περιβάλλοντος στο οποίο ζει το κάθε κύτταρο, πράγµα που επιτυγχάνεται µε τον ανάπτυξη επιµέρους συστηµάτων διατήρησης σταθερότητας του εσωτερικού, αλλά και του εξωτερικού περιβάλλοντος στο οποίο ζουν τα κύτταρα, µε την κατανάλωση ενέργειας. Στο εσωτερικό του κυττάρου είναι γνωστό ότι επιτελούνται µε την κατανάλωση οξυγόνου οι λεγόµενες καύσεις των διαφόρων ουσιών, αφού προηγουµένως βέβαια υποστούν κατάλληλη επεξεργασία, που περιέχονται στις τροφές και οι οποίες εξασφαλίζουν την απαραίτητη ενέργεια για τις διάφορες κυτταρικές λειτουργίες.
Σε κυτταρικό επίπεδα, έχουµε τη φυσιολογική λειτουργία της αποκαλούµενης αναπνευστικής αλυσίδας, όπου το µοριακό οξυγόνο αφού προσλάβει τέσσερα ηλεκτρόνια προκαλεί την οξείδωση άλλων βιολογικών ουσιών µε ταυτόχρονη παραγωγή µικρών ποσοτήτων δραστικά χηµικών προϊόντων που συµµετέχουν µε τη σειρά τους σε διάφορες άλλες σηµαντικές µεταβολικές διεργασίες όπως είναι ο µεταβολισµός των λιπιδίων, η κυτταρική αναπνοή, η παραγωγή διάφορων επονοµαζόµενων µεσαζουσών ουσιών της ανοσολογικής απάντησης, η φαγοκυττάρωση καθώς και πλήθος άλλων ουσιών των οποίων η βιολογική σηµασία ευρίσκεται υπό έρευνα.
Σε διάφορες συνθήκες όµως, που είναι δυνατόν να διαµορφωθούν από εσωτερικά αίτια αλλά και εξωτερικούς παράγοντες όπως είναι ο υποξυγοναιµία, η δηλητηρίαση από οξυγόνο, η ιονίζουσα ακτινοβολία, µέρος του φάσµατος του φωτός, η διατροφή, τοξικοί ατµοσφαιρικοί παράγοντες κ.λ.π. έχουµε αυξηµένη παραγωγή ελευθέρων ριζών µε κυτταροτοξική επίδραση. Επίσης µία παθολογικό αύξηση των ελευθέρων ριζών στα κύτταρα και τους ιστούς του ανθρώπινου οργανισµού και γενικά των ζώντων οργανισµών, είναι δυνατόν να προέλθει από τη παθολογική ελάττωση της φυσικής δυνατότητας του οργανισµού να ρυθµίζει και να εξουδετερώνει τις διάφορες ενδογενείς ρίζες, που σχηµατίζονται, όπως είναι οι καταστάσεις αυξηµένης παραγωγής υπεροξειδίων, αδρανοποίησης ή έλλειψης αντιοξειδωτικών ουσιών, διαταραχή του µεταβολισµού του αραχιδονικού οξέος και πολλές άλλες, που είναι ήδη γνωστές και άλλες που ενδεχοµένως θα ανακαλυφθούν στο µέλλον.
Εποµένως είναι αναπόφευκτος ο σχηµατισµός των επονοµαζόµενων ελευθέρων ριζών, για τις οποίες τα τελευταία χρόνια έχουν γραφεί πολλές µελέτες, στη µεταβολική αλυσίδα του κυττάρου και σε διάφορες οξειδωαναγωγικές διεργασίες.
Η βασική κοινή οδός, στα διάφορα βιολογικό συστήµατα, είναι ο δυνατότητα που έχουν οι διάφορες ελεύθερες ρίζες, όταν και όπου σχηµατίζονται, να αφαιρούν και να δεσµεύουν υδρογόνο από παρακείµενες ουσίες
Ο ΤΟΞΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΟΞΥΓΟΝΟΥ
Η σύνδεση ενός ηλεκτρονίου µε το οξυγόνο το ενεργοποιεί και δηµιουργεί δραστικές µορφές, που είναι τοξικές και έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν αλυσιδωτές αντιδράσεις οξείδωσης. Έτσι το ανιόν του υπεροξειδίου (Ο2) και το υδροξύλιο (ΟΗ-) είναι ελεύθερες ρίζες σε αντίθεση µε το Η2Ο2 και το αποκαλούµενο Singlet 1 H2O που δηµιουργείται από τµήµα του φάσµατος της φωτεινής ακτινοβολίας, κατά το φαινόµενο τηας φωτόλυσης, µε την παρουσία «φωτοκαταλυτών» στα φαγοκύτταρα και κατά το σχηµατισµό των προσταγλανδινών, όπου ενώ δεν είναι ρίζες χαρακτηρίζονται από οξειδωτική δράση. Η εµφάνιση της τοξικότητας των «ενεργοποιηµένων» αυτών µορφών του οξυγόνου, επιτυγχάνεται µε την παρουσία ιόντων µετάλλων, όπως ο Cu και ο Fe, τα οποία ενεργούν ως καταλύτες κατά την γνωστή αντίδραση Fenton. Η παραγόµενη δε µ’ αυτό τον τρόπο ρίζα του υδροξυλίου είναι τόσο δραστική ώστε οι αντιοξειδωτικοί µηχανισµοί, οι αποκαλούµενοι αδρανοποιητές δεν προλαβαίνουν στην ουσία να δράσουν.
Σηµαντική είναι επίσης η αντίδραση ριζών οξυγόνου µε τη ρίζα µονοξειδίου του αζώτου, που παράγεται στο ενδοθήλιο και έχει αγγειοδιασταλτική δράση στη ρύθµιση του τόνου των αγγείων, εξουδετέρωση της οποίας είναι δυνατόν να προκαλέσει σηµαντικές διαταραχές ιδίως από το καρδιαγγειακό σύστηµα µε ελάττωσα της αγγειοδιαστολης µε δυσλειτουργία των εγκεφαλικών κυττάρων καθώς και βλάβες σε διάφορα ενζυµικά συστήµατα και κυτταρικές λειτουργίες.
Στο λιπίδια η ελεύθερη ρίζα σχηµατίζεται όταν αφαιρείται παρουσία µετάλλων, (όπως ο τρισθενής σίδηρος που µετατρέπεται σε δισθενή και άλλων µετάλλων µε παρόµοιες ιδιότητες όπως ο Cu και το Cr), ένα υδρογόνο από ένα ακόρεστο λιπίδιο, το οποίο στη συνέχεια αντιδρά µε οξυγόνο µε παραγωγή υπεροξειδίου και µε τη σειρά του αποσπά ένα υδρογόνο από άλλο λιπίδιο µε σχηµατισµό νέας ρίζας. Έχουµε δηλαδή µία αλυσιδωτή αντίδραση η οποία σταµατά, όταν στη διαδικασία παρέµβει κάποιος αντιοξειδωτικός µηχανισµός ή παράγοντας, όπως η βιταµίνη Ε, όπου η ίδια µετατρέπεται σε ρίζα και στη συνέχεια µε την βοήθεια ενζύµων και της βιταµίνης (ασκορβικό οξύ) έχουµε επανασχηµατισµό, δηλαδή αναγέννηση της βιταµίνης Ε.
Ο σχηµατισµός των ελευθέρων αυτών ριζών των λιπιδίων συµβαίνει ακόµα και σε πολύπλοκες ενώσεις των λιπιδίων όπως λιποπρωτεΐνες, φωσφολιπίδια, LDL χοληστερόλη κ.λ.π., µε αποτέλεσµα να έχουµε διαταραχές δοµικές και λειτουργικές, ανάλογα βέβαια µε τα βαρύτατα του οξειδωτικού stress, που οδηγούν σε βλάβες των κυττάρων πολλές φορές µη αναστρέψιµες µε αποτέλεσµα τον κυτταρικό θάνατο. Οι δραστικές µορφές του οξυγόνου και οι ελεύθερες ρίζες είναι δυνατόν να προκαλέσουν και οξειδωτικές βλάβες στο DΝΑ προκαλώντας οξείδωση των βάσεων του, όµως το DNA δεν παραµένει απροστάτευτο υπάρχουν και εδώ συστήµατα τα αποκαλούµενα «διορθωτικά ένζυµα του DΝΑ» που επιδιορθώνουν τις βλάβες. Αντιλαµβάνεται κανείς πόσο σοβαρό είναι το θέµα αφού οι βλάβες στο DNA είναι δυνατόν να προκαλέσουν µεταλλάξεις γονιδίων µε βλαπτικά αποτελέσµατα όπως η εµφάνιση νέων νοσηµάτων ακόµα και ογκογέννεση.
ΤΟΠΟΙ ΚΑΙ ΠΗΓΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ ΟΞΥΓΟΝΟΥ
Τα µέρη και οι πλέον γνωστές πηγές παραγωγής των προϊόντων οξείδωσης είναι το κυτταρόπλασµα, τα µιτοχόνδρια κατά τα διαδικασία αντιδράσεων εξουδετέρωσης των τοξινών από κυττόχρωµα Ρ—450,το ενδοπλασµατικό δίκτυο, οι κυτταρικές µεµβράνες, τα υπεροξυσωµάτια, τα λευκά αιµοσφαίρια κ.λ.π. Εξωγενείς πηγές είναι δυνατόν να αποτελέσουν ορισµένες ακτινοβολίες, διάφοροι περιβαλλοντικοί παράγοντες, διάφορα βακτήρια, µύκητες και λοιµώξεις από ιούς.
ΑΜΥΝΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΣΤΟ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ STRESS
Το κύτταρο κατά τα διάφορα στάδια της εξέλιξης του, για να προφυλαχθεί από τις οξειδωτικές βλάβες ανέπτυξε αµυντικούς µηχανισµούς αντιµετώπισης της οξείδωσης. Αυτό το πέτυχε κυρίως µε την ανάπτυξη των καλούµενων αντιοξειδωτικών ενζυµικών συστηµάτων. Τα σπουδαιότερα εκ των οποίων είναι τα συστήµατα της γλουταθειόνης και η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης, η καταλάση και δεσµουτάση που διασπούν το υπεροξείδιο
του υδρογόνου, διάφορες αναγωγάσες και οι µέταλλοπρωτεΐνες, οι οποίες δεσµεύουν τα µέταλλα όπως ο σίδηρος και ο χαλκός, τα οποία σε ελεύθερη µορφή δρουν όπως αναφέραµε καταλυτικά στο φαινόµενο της οξείδωσης.
Υπάρχει το πολύ σηµαντικό σύστηµα των βιταµινών C (το γνωστό ασκορβικό οξύ) και Ε (τοκοφερόλη), οπότε αντιλαµβάνεται κανείς το σηµαντικότατο ρόλο που διαδραµατίζει η ανεπάρκεια των παραπάνω βιταµινών για τον ανθρώπινο οργανισµό, πράγµα βέβαια που σχετίζεται µε καταστάσεις ανεπαρκούς πρόσληψης, κατανάλωσης και ιδίως µε τις διατροφικές µας συνήθειες.
Σηµαντικό ρόλο φαίνεται να διαδραµατίζει το ιχνοστοιχείο σελήνιο το οποίο έχει αντιοξειδωτική δράση µε το ρυθµιστικό του ρόλο στη λειτουργία των υπεροξειδασών της γλουταθειόνης. Το ιχνοστοιχείο σελήνιο συµµετέχει στο αντιοξειδωτικό σύστηµα του ανθρώπινου οργανισµού, αποτελεί συστατικό της υπεροξειδάσης του γλουταθείου και διαδραµατίζει σηµαντικό ρόλο στον έλεγχο των αντιδράσεων του οξυγόνου και έχει καταλυτική δράση στη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η202). Επιδηµιολογικές µελέτες µάλιστα αναφέρουν ότι άτοµα µε χαμηλά επίπεδα σεληνίου στο αίµα διέτρεχαν πολύ µεγαλύτερο κίνδυνο εµφάνισης καρκίνου σε διάφορα όργανα και γενικά αυξηµένη θνησιµότητα λόγω καρκίνου. Πολλές και σηµαντικές εξωκυττάριες ουσίες δρουν ως αντιοξειδωτικοί παράγοντες ή όπως τους ονοµάζουµε ως εκκαθαριστές των ελευθέρων ριζών. Οι κυριότερες από αυτές κυκλοφορούν στο πλάσµα και είναι η τρανσφερίνη, η σερουλοπλασµίνη, το ουρικό οξύ, η λευκωµατίνη, η γλυκόζη, οι απτοσφαιρίνες κ.ά.
Ασφαλή συµπεράσµατα για το ρόλο διαφόρων ουσιών µε αντιοξειδωτικές ιδιότητες είναι δύσκολα να εξαχθούν, επειδή αφ’ ενός οι αντιοξειδωτικοί παράγοντες που µετέχουν στο σύστηµα άµυνας κατά της οξείδωσης είναι πολλοί και καθηµερινά ανακαλύπτονται νέοι και αφ’ ετέρου είναι πολύ δύσκολο κανείς να µελετήσει τα δράση ενός εκάστου µεµονωµένα, όταν η λειτουργία ενός αντιοξειδωτικού παράγοντα αλληλοεπηρεάζεται και εξαρτάται από τη ταυτόχρονη παρουσία και άλλων αντιοξειδωτικών παραγόντων, έτσι π.χ. η έλλειψη σεληνίου, όσον αφορά την αντιοξειδωτική δράση, είναι δυνατόν να αντισταθµιστεί από την βιταµίνη Ε.
ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΠΟΥ ΦΑΙΝΕΤΑΙ ΝΑ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΟ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ STRESS
Οι οξειδωτικές βλάβες προκαλούν από µόνες τους stress στον ανθρώπινο οργανισµό και επιδρούν βλαπτικά στις διάφορες λειτουργίες του, φαίνεται ακόµα ότι συµµετέχουν στους µηχανισµούς της γήρανσης και στα παρακάτω νοσήµατα και παθολογικές καταστάσεις, όπως η νόσος του Alzheimer και του Parkinson, η σκλήρυνση κατά πλάκας, η ρευµατοειδής αρθρίτιδα, ο σακχαρώδης διαβήτης, διάφορα αυτοανοσοποιητικά νοσήµατα, ο καρκίνος, τα καρδιαγγειακή νοσήµατα, οι βλάβες από ισχαιµία και επαναιµάτωση, η νόσος του Reynaud, η απόφραξη των καρωτίδων, η γένεση καταρράκτη, η υπερφόρτωση σιδήρου, η µυϊκή δυστροφία και διάφορες εκφυλιστικές καταστάσεις που αφορούν το δέρµα, τα αγγεία και πολλά άλλα όργανα.
Καθηµερινά σχεδόν παρουσιάζονται εργασίες και ανακοινώσεις που συνδέουν διάφορες παθολογικές καταστάσεις και νοσήµατα µε το οξειδωτικό stress. Ακόµα έχουν δηµιουργηθεί ινστιτούτα και κλινικές, ιδίως στις ΗΠΑ, όπου προσφέρουν υπηρεσίες και τρόπους αντιµετώπισης του οξειδωτικού stress το οποίο συνδέουν βασικά µε τις διατροφικές συνήθειες, το φαινόµενο της γήρανσης και µε πολλές άλλες εκφυλιστικές καταστάσεις και νοσήµατα που προαναφέρθηκαν.
ΤΟ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ STRESS ΣΤΗΝ ΟΥΡΑΙΜΙΑ & ΣΤΗΝ ΑΙΜΟΚΑΘΑΡΣΗ
Έχει ήδη επιβεβαιωθεί και γίνει αποδεχτό από πολλές µελέτες, ότι στην ουραιµία παρατηρείται διαταραχή που αφορά την ισορροπία µεταξύ των «αντιοξειδωτικών συστηµάτων» και της παραγωγής «οξειδωτικών παραγόντων» υπέρ του δεύτερου σκέλους, που καταλήγει στη δηµιουργία του αποκαλούµενου οξειδωτικού stress της ουραιµίας.
Οι µηχανισµοί που ενέχονται στο οξειδωτικό stress στην ουραιµία από ότι φαίνεται είναι πολλοί και διαφορετικοί. Στον όλο µηχανισµό σηµαντικό ρόλο φαίνεται ότι διαδραµατίζουν ανοσολογικοί µηχανισµοί που ενεργοποιούνται κατά τα φάση επαφής του αίµατος µε τις
επιφάνειες των υλικών που χρησιµοποιούνται στην εξωσωµατική κυκλοφορία, κατά τη φάση της αιµοκάθαρσης.
Η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια είναι γνωστό ότι σχετίζεται άµεσα µε πολλούς ανοσολογικούς µηχανισµούς και χρόνιες φλεγµονώδεις καταστάσεις, οι οποίες εµφανίζονται από τα πρώτα στάδια της νεφρικής βλάβης, εξελίσσονται ταυτόχρονα ή προηγούνται και συνεχίζουν όχι µόνο να υφίστανται σε διαφορετικό βαθµό και ένταση αλλά και να προστίθενται νέοι µηχανισµοί ενεργοποίησης φλεγµονωδών εξεργασιών στο στάδιο της αιµοκάθαρσης. Ένας από τους βασικούς µηχανισµούς που συµπεριλαµβάνονται στους µηχανισµούς χρόνιας βλάβης και συµµετέχει στην εξέλιξη της νεφρικής βλάβης και της ουραιµίας, είναι η σηµαντική διαταραχή της ισορροπίας παραγωγής και εξουδετέρωσης των, προ της έναρξης της φλεγµονής, κυτταροκινών και των µηχανισµών αναστολής και εξουδετέρωσης αυτών.
Έχει προταθεί ότι στους ουραιµικούς ασθενείς η αυξηµένη παραγωγή των οξειδωτικών ουσιών από τα φαγοκύτταρα, σε συνδυασµό µε την µειωµένη ικανότητα αντιοξειδωτικών µηχανισµών εξουδετέρωσης, οδηγούν σε κατάσταση χρόνιου οξειδωτικού stress το οποίο µε τη σειρά του ενισχύει την όλη φλεγµονώδη εξεργασία και τις επιπλοκές της.
Σε αντίθεση µε τα λιπίδια, η επίδραση των παραγόντων οξείδωσης στις πρωτεΐνες δεν έχει µελετηθεί επαρκώς. Πρόσφατες µελέτες µας δείχνουν ότι τα αµινοξέα, τα πεπτίδια αλλά και οι πρωτεΐνες είναι δυνατόν να υποστούν την βλαπτική επίδραση διαφόρων ελεύθερων ριζών και οξειδωτικών παραγόντων. Οι οξειδωτικές βλάβες που είναι δυνατόν να υποστούν οι πρωτεΐνες οδηγούν σε σηµαντικές µεταβολές, που µεταβάλλουν τις λειτουργικές τους ιδιότητες, απώλειας πολλών εξ αυτών της ενζυµατικής των δράσης. Ένα παράδειγµα από την βιβλιογραφία είναι ότι η β2—µικροσφαιρίνη, για την οποία γίνεται µεγάλος λόγος τις τελευταίες δεκαετίες, όταν εκτεθεί σε κοινό περιβάλλον µε ρίζες υδροξυλίου καθιζάνει µε σχηµατισµό τυροσίνης, παθοφυσιολογικός µηχανισµός σηµαντικός, αν λάβει κανείς υπ’ όψιν του την αµυλωείδωση που παρατηρείται στους αιµοκαθαιρόµενους ασθενείς.
Στους υπό αιµοκάθαρση ασθενείς, έχει επιβεβαιωθεί µε πολλές µελέτες ο παραπάνω µηχανισµός, που αφορά την αντίδραση των πολυµορφοπύρηνων κυττάρων του αίµατος κατά την επαφή µε τις κατά το δυνατόν βιοσυµβατές µεµβράνες, που χρησιµοποιούµε σήµερα, η οποία προκαλεί παραγωγή πολλών οξειδωτικών παραγόντων όπως τα ανιόντα υπεροξειδίων, τα υπεροξείδια του υδρογόνου, οι ρίζες υδροξυλίου και υποχλωριώδους οξέος. Οι παράγοντες αυτοί συµβάλουν στην επιδείνωση του οξειδωτικού stress το οποίο ενισχύεται και από την ελάττωση του ασκορβικού οξέος, του συστήµατος της γλουταθειόνης, της υπεροξείδοδεσµουτάσης και άλλων αντιοξειδωτικών ουσιών σε ασθενείς υπό αιµοκάθαρση.
Η ύπαρξη της χρόνιας φλεγµονώδους κατάστασης στη χρόνια νεφρική ανεπάρκεια, ιδίως στα φάση της αιµοκάθαρσης, έχει ευρέως γίνει παραδεκτή. Αποδίδεται κυρίως στην ενεργοποίηση των κυκλοφορούντων ουδετερόφιλων και µονοκυττάρων κατά την διαδροµή του αίµατος στις γραµµές και στο φίλτρο, κατά την διάρκεια της αιµοκάθαρσης, καθώς και µε την ενεργοποίηση παραγόντων του συµπληρώµατος, επακόλουθο είτε λόγω της επαφής τους µε τις διάφορες «βιοσυµβατές» αποκαλούµενες µεµβράνες, είτε από την επίδραση τοξινών στους εν λόγω παράγοντες.
Αποτέλεσµα των παραπάνω διεργασιών είναι η µαζική παραγωγή ενεργών µορφών οξυγόνου και χλωριωµένων οξειδωτικών παραγόντων από την ενεργοποίηση των ουδετερόφιλων, αύξαση των κυτταροκινών, ΙL—1β καθώς και του ΤΝF-a, από τα ενεργοποιηµένα µονοκύτταρα. Πρόσφατες µελέτες προτείνουν ότι τόσο το οξειδωτικό stress που οφείλεται στην υπερπαραγωγή οξειδωτικών ουσιών, όσο και από την υπερπαραγωγή κυτταροκινών, αυξάνει ακόµα περισσότερο από τα δράση τους στα αντιοξειδωτικά συστήµατα και στις κυτταροκίνες. Φαίνεται τελικά ότι συµβάλλουν σηµαντικά στην αρθροπάθεια από αµυλοείδωση εκ β2—µικροσφαιρίνης και κυρίως στην προϊούσα αθηρωµάτωση, η οποία και αποτελεί την βασική αιτία νοσηρότητας και θνητότητας των ασθενών υπό χρόνια αιµοκάθαρση. Συµπερασµατικά η βλάβη των πρωτεϊνών από την επίδραση του οξειδωτικού stress φαίνεται να κατέχει σηµαντικό ρόλο στην όλη παθοφυσιολογία της καλούµενης ανοσολογικής διαταραχής της ουραιµίας.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον αποδίδεται στην επίδραση των αποκαλούµενων «ουραιµικών τοξινών» στα λειτουργικότητα των ουδετεροφίλων και των µονοκυττάρων καθώς και στο ρόλο των τελικών προϊόντων γλυκοζυλίωσης, που παράγονται στους εν λόγω ασθενείς, χωρίς να
είναι διαβητικοί, στην εναπόθεση της β2—µικροσφαιρίνης και στην αποδόµηση των ιστών. Σηµαντικό επίσης είναι να έχουµε πάντα υπ’ όψιν τις, κατ’ αντιστοιχία µε του οξυγόνου, δραστικές µορφές του αζώτου, που φαίνεται να διαδραµατίζουν σηµαντικό ρόλο σε διεργασίες του αγγειακού, νευρικού και ανοσολογικού συστήµατος.
Εποµένως η επίπτωση της αιµοκόθαρσης στα δηµιουργία ή και επιδείνωση προϋπάρχοντος οξειδωτικού stress θεωρείται δεδοµένη. Εκείνο που προέχει είναι η αντιµετώπιση του, που θεωρείται µάλλον δύσκολη, επειδη υπεισέρχονται πολλοί µηχανισµοί. Η κατασκευή πλέον και η χρήση συµβατών υλικών, ώστε να αποφεύγεται η ανοσοδιέγερση, η αποκατάσταση των αντιοξειδωτικών παραγόντων που καταναλίσκονται στα φάση του οξειδωτικού stress, αποµακρύνονται κατά τα διάρκεια της αιµοκάθαρσης, θα συµβάλλουν στα µείωση του οξειδωτικού stress.
ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ STRESS
Τα τελευταία χρόνια δηµιουργήθηκε µεγάλο ενδιαφέρον σχετικά µε τη βλαπτική επίδραση των ελευθέρων ριζών στην υγεία του ανθρώπου, µε σηµαντικό επακόλουθο την προσπάθεια ανάπτυξης µεθόδων µέτρησης και αξιολόγησης των εν λόγω ριζών και του συνολικά αποκαλούµενου οξειδωτικού stress στους ζώντες οργανισµούς.
Επειδή ο ακριβός ποσοτικός προσδιορισµός του οξειδωτικού stress δηλαδή το «οξειδωτικό προφίλ» ενός ατόµου, είναι πολύ δύσκολη και χρονοβόρα διεργασία η προσπάθεια επικεντρώνεται στον ποσοτικό προσδιορισµό βασικού προϊόντος ή οµάδας αντιπροσωπευτικών προϊόντων οξείδωσης, που ονοµάζονται δείκτες µέτρησης του οξειδωτικού stress.
Έχουν αναπτυχθεί διάφορες µέθοδοι θα έλεγε κανείς «ποσοτικού προσδιορισµού», δηλαδή µέτρησης του οξειδωτικού stress και συνεχώς προτείνονται νέες τεχνικές και µέθοδοι, οι περισσότερες από τις οποίες όµως είναι πολύπλοκες, απαιτούν χρόνο, είναι δαπανηρές και ευρίσκονται ακόµη στο στάδιο της αξιολόγησης. Πρόσφατα έχουν αναπτυχθεί απλές και ταχείες µέθοδοι προσδιορισµού του αποκαλούµενου «οξειδωτικού προφίλ». Στη µονάδα µας χρησιµοποιούµε τη µέθοδο d-ROMS test µία απλή, αξιόπιστη και ταχεία χρωµατοµετρικη µέθοδο, ο οποία βασίζεται στον ανάγωγη των υδροπεροξειδίων µε ταυτόχρονο σχηµατισµό έγχρωµης κατιονικής ρίζας της οποίας η µέτρηση γίνεται φωτοµετρικά.
Η ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ του ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ STRESS
Το οξειδωτικό stress, πρέπει να έχουµε υπ’ όψιν ότι είναι δυνατόν να εµφανισθεί παροδικά σε φυσιολογικά άτοµα σε καταστάσεις που συνδέονται µε υπερπροσφορά ενέργειας σε σχέση µε τις απαιτήσεις εκείνης της στιγµής. Στα δραστήρια άτοµα έχει βρεθεί ότι υφίστανται µεγαλύτερη επιβάρυνση από ότι τα µη δραστήρια από τους παράγοντες του οξειδωτικού stress µέσα στα φυσιολογικά όµως πλαίσια (πλήρης αντιρρόπηση).
Πάντοτε θα πρέπει να έχουµε υπ’ όψιν ότι το οξειδωτικό stress αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου και σ’ αυτό το πλαίσιο θα πρέπει να αξιολογείται, λαµβάνοντας υπ’ όψιν και άλλους παράγοντες ή παθολογικές καταστάσεις, που είναι δυνατόν να συνυπάρχουν. Έτσι, όπως σε πολλές παθολογικές καταστάσεις, η έγκαιρη αξιολόγηση της βαρύτητας του οξειδωτικού stress µας δίνει τη δυνατότητα να προβούµε στις σωστές κινήσεις για τον αντιµετώπιση του.
ΓΕΝΙΚΑ
• Αποφυγή έκθεσης σε υπερβολική ακτινοβολία και παραµονής σε µολυσµένο περιβάλλον.
• Αντιµετώπιση διαφόρων παθολογικών καταστάσεων και χρόνιων νοσηµάτων όπως καλή ρύθµιση του σακχαρώδους διαβήτη, της αρτηριακής υπέρτασης, των τριγλυκεριδίων, αποφυγή υπερβολικού stress
• Αποφυγή του καπνίσµατος και προσοχή στη χρήση των αντισυλληπτικών, µόνο µε συµβουλή του γυναικολόγου, κι αυτό επειδή έχει βρεθεί ότι προκαλούν σηµαντική επιβάρυνση του οργανισµού, συµβάλλοντας στη δηµιουργία ή επιβαρύνοντας άλλης αιτιολογίας οξειδωτικό stress.
ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ
Η βιταµίνη Ε µε κυριότερη µορφή τη τοκοφερόλη, ο οποία είναι και η δραστικότερη βιολογικά, αποτελεί βασικό ρυθµιστή των οξειδοαναγωγικών διεργασιών στους ιστούς, συµµετέχει στο µεταβολισµό των λιπών και ασκεί προστατευτική δράση στις κυτταρικές µεµβράνες παρεµποδίζοντας την οξείδωση των λιπιδίων αυτών. Τροφές πλούσιες σε βιταµίνη Ε, κυρίως άλφα τοκοφερόλη, είναι τα έλαια από συκώτι ψαριών, οι ηλιόσποροι, οι σπόροι και το έλαιο σόγιας, ο αραβόσιτος και το αραβοσιτέλαιο, το βαµβακέλαιο, οι ξηροί καρποί, τα φύτρα από πλήρεις σπόρους κ.ά.
Η βιταµίνη C ή το γνωστό ασκορβικό οξύ είναι απαραίτητο για τον ανθρώπινο οργανισµό η δράση του οφείλεται κατά κύριο λόγο στον ισχυρή αναγωγική ιδιότητα που έχει, χωρίς όµως, ακόµη να έχει διερευνηθεί πλήρως η βιολογική του δράση. Είναι ισχυρός αντιοξειδωτικός παράγοντας του µεταβολισµού των λιπιδίων, των βιταµινών και ασκεί κι αυτό προστατευτική δράση κατά της οξείδωσης της κυτταρικής µεµβράνης. Συµµετέχει και σε πολλές άλλες λειτουργίες, όπως η σύνθεση κορτικοστεροειδών, καρνιτίνης, ευνοεί την απορρόφηση του σιδήρου από το έντερο κ.λ.π. Τροφές που είναι πλούσιες σε βιταµίνη C είναι τα εσπεριδοειδή, τα λαχανικά όπως το µπρόκολο κα το λάχανο, τα σπαράγγια, οι τοµάτες, οι πατάτες, οι πράσινες πιπεριές κ.λπ. Θα πρέπει, όµως, πάντοτε να έχουµε υπ’ όψιν µας ότι οι βιταµίνες χάνουν πολλές από τις ιδιότητες τους ή και καταστρέφονται, όταν οι τροφές που τις περιέχουν υφίστανται επεξεργασία (κονσερβοποίηση) και ιδίως θέρµανση.
Το ιχνοστοιχείο σελήνιο συµµετέχει στο αντιοξειδωτικό σύστηµα του ανθρώπινου οργανισµού, αποτελεί συστατικό της υπεροξειδάσης του γλουταθείου, διαδραµατίζει σηµαντικό ρόλο στον έλεγχο των αντιδράσεων του οξυγόνου και έχει καταλυτική δράση στη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η202). Μελέτες σε πειραµατόζωα, αναφέρουν ότι το σελήνιο παρείχε προστασία από καρκινογόνες ουσίες και ιούς. Το σελήνιο είναι επίσης γνωστό ότι, δεσµεύοντας διάφορα τοξικά µέταλλα όπως π.χ. ο υδράργυρος και το κάδµιο, προφυλάσσει από τον τοξικότητα τους.
Σελήνιο περιέχεται σε επαρκείς ποσότητες στο κρέας και σε άλλα ζωικά προϊόντα, ενώ στα λαχανικά η περιεκτικότητα τους στο εν λόγω ιχνοστοιχείο εξαρτάται από τη περιεκτικότητα του στο έδαφος.
Η αποκαλούµενη «Μεσογειακή δίαιτα» και το κόκκινο κρασί, που περιέχει αντιοξειδωτικούς παράγοντες, από επιδηµιολογικές µελέτες που έγιναν κυρίως στη Κρήτη, φαίνεται ότι προσφέρουν σηµαντική «αντιοξειδωτική προστασία». Τα φαινολικά παράγωγα και κυρίως οι κατεχίνες και η κερκετίνη, που περιέχονται στα κόκκινα κρασιά, έχουν έντονη αντιοξειδωτική δράση δεσµεύουν τις ελεύθερες ρίζες του οξυγόνου εµποδίζοντας την οξείδωση της LDL χοληστερόλης και την αθηρωµάτωση. Πολλές επιδηµιολογικές µελέτες δείχνουν ότι µία µέτρια κατανάλωση κόκκινου κρασιού προστατεύει και µειώνει ουσιαστικά τον κίνδυνο καρκίνου και στεφανιαίας νόσου.
Μέρος από δημοσίευση μου, με θέμα «το Οξειδωτικό Stress » στο περιοδικό Dialysis Living. Η βιβλιογραφία μπορεί να σταλεί με e-mail στον ενδιαφερόμενο από μένα, εφόσον ζητηθεί.
Να μην ξεχάσουμε το 2011 και να αισιοδοξούμε για το 2012... 
