Aspecte generale privind stresul oxidativ si efectele sale cancerigene

Aspecte generale privind stresul oxidativ si efectele sale cancerigene

Biogeneza radicalilor liberi (RL) si prezenta radicalilor liberi de provenienta exogena, trezeste un interes major in biochimie si in biologia moleculara prin implicatiile biomedicale.

Termenul de stres oxidativ a fost pentru prima data descris in anul 1985, reprezentand prin definitie perturbarea echilibrului dintre radicalii liberi (sistemul prooxidant) si mecanismul defensiv antioxidant endogen, ca urmare a actiunii exagerate a oxidantilor, sau reducerii capacitatii de lupta a sistemului endogen, [A. A. Dayem si colab, 2010

Generarea stresului oxidativ depinde in mare masura de existenta speciilor reactive ale unor elemente chimice. Acestea prezinta un electron nepereche, ceea ce le confera o mare instabilitate. Un rol esential in procesele fiziologice si patologice il au speciile reactive ale oxigenului (ROS) - radicalul superoxid (·O¯), peroxidul de hydrogen (H₂O₂), radicalul hidroxil (·OH) si oxigenul singlet; speciile reactive ale azotului (SRN) - oxid nitric (NO^-), nitrit (NO₂^-), nitrat (NO₃^-) si speciile reactive ale sulfului (SRS) - radical tiil (RS), O. A. Oduntan, K. P. Mashige, 2011

Radicalii liberi provin din 2 surse majore, O. A. Oduntan, K. P. Mashige, 2011

v    endogene (radicalii liberi se formeaza in mod continuu in urma proceselor ce se petrec in organism - reactiile enzimatice, metabolizarea unor compusi organici);

v    exogene (radicalii liberi patrund in organism din mediul extern - radiatiile ionizante si ultraviolete, microundele, metale toxice, aditivi alimentari chimici, fumul de tigara, noxe. Aceste surse externe de generare a radicalilor liberi sunt prezentate sugestiv in figura X

Figura X. Surse exogene de radicali liberi

Radicalii liberi, numiti si prooxidanti, sunt specii chimice caracterizate printr-o mare reactivitate care poseda un numar impar de electroni pe orbitalul extern. Prin urmare sunt foarte instabili si periculosi biochimic, reactionand violent cu alte molecule din necesitatea de a captura electronul lipsa pentru a forma un compus mai stabil.

De fiecare data cand moleculele normale sunt atacate, acestea pierd electroni, modificandu-si proprietatile chimice si structurale, la randul lor devenind radicali liberi gata sa atace alte molecule stabile. Astfel se creaza un lant de reactii biochimice necontrolate, care pot conduce in cele din urma la intreruperea ciclului celular, avand repercursiuni grave in timp, O. A. Oduntan, K. P. Mashige, 2011

Pentru a se apara impotriva atacului devastator al radicalilor liberi, organismele sunt protejate prin mai multe cai: compartimentalizarea celulara, existenta compusilor antioxidanti endogeni, a sistemelor enzimatice, si nu numai. In cazul in care aceste sisteme endogene de protectie nu mai sunt fiabile, este necesar aportul antioxidantilor exogeni. Acestia sunt capabili sa doneze un electron suplimentar, completand ultimul strat electronic al radicalului liber, recapatandu-si stabilitatea si pierzandu-si astfel capacitatea nociva de actiune..

Rolul speciilor reactive ale oxigenului in evolutia unor stari patologice a fost intens investigat in ultimele decenii. In literatura de specialitate exista multe rezultate experimentale atat preclinice cat si clinice care ofera dovezi privind implicarea stresului oxidativ, deci a dezechilibrelor provocate de catre radicalilor liberi, in patogeneza multor boli sistemice precum diabetul, cancerul, bolile neurologice (Alzheimer, Parkinson, Boala Huntington R. M. Adibhatla, J. F. Hatcher, 2010], cardiovasculare, tulburari oculare si nu numai, A. A. Dayem si colab, 2010 O. A. Oduntan, K. P. Mashige, 2011

Deteriorarea morfo - functionala a diferitilor constituenti celulari (lipide, proteine, ADN) si activarea unor cai specifice care pot perturba numeroase procese celulare, ducand in final la moartea celulelor, asa numitul proces de "apoptoza grabita", se poate datora cresterii la nivel intracelular a concentratiei de oxidanti, O. A. Oduntan, K. P. Mashige, 2011

Elucidarea impactului speciilor reactive ale oxigenului asupra functionarii normale a celulelor poate conduce la punerea la punct a mecanismelor care stau la baza dezvoltarii agentilor terapeutici, [A. A. Dayem si colab, 2010

I.1.1. Toxicitatea speciilor reactive ale oxigenului la nivel celular si molecular

Speciile reactive afecteaza comportamentul celulelor in diverse moduri, provocand pagube uneori iremediabile. In functie de tipul si de nivelul speciilor reactive, timpul de expunere, cantitatea de antioxidanti endogeni, si capacitatea sistemelor celulare de reparare, celulele atacate de catre RL pot suferi o proliferare crescuta, oprirea ciclului celular, inducerea apoptozei sau necrozei lor [B. Halliewell, 2007].

Este fascinant cum asemenea molecule simple precum speciile reactive ale oxigenului sunt capabile sa reglementeze viata si moartea [G. Manda si colab., 2009

I.1.2. Rolul stresului oxidativ in patogenia cancerului

ROS au fost implicate in diverse procese in diferite tipuri de cancer, si in general se stie faptul ca acumularea speciilor reactive in celulele canceroase joaca un rol important in initierea si evolutia cancerului [ A. A. Dayem si colab, 2010