Սթրեսը համարվում է մարմնի ոչ սպեցիֆիկ ռեակցիա ներքին կամ արտաքին գործոնների գործողության նկատմամբ։ Այս սահմանումը գործնականում կիրառել է Գ. Սելյեն (կանադացի ֆիզիոլոգ): Ցանկացած գործողություն կամ պայման կարող է առաջացնել սթրես: Սակայն անհնար է առանձնացնել մեկ գործոն և այն անվանել օրգանիզմի ռեակցիայի հիմնական պատճառ։
Տարբերիչ հատկանիշներ
Ռեակցիան վերլուծելիս նշանակություն չունի իրավիճակի բնույթը (հաճելի է, թե տհաճ), որում գտնվում է օրգանիզմը։ Հետաքրքրություն է ներկայացնում պայմաններին համապատասխան հարմարվելու կամ վերակառուցվելու անհրաժեշտության ինտենսիվությունը։ Օրգանիզմն առաջին հերթին հակադրվում է գրգռիչ նյութի ազդեցությանը իրավիճակին ճկուն արձագանքելու և հարմարվելու իր ունակությամբ։ Ըստ այդմ, կարելի է անել հետևյալ եզրակացությունը. Սթրեսը հարմարվողական արձագանքների ամբողջություն է, որն արտադրվում է մարմնի կողմից գործոնի ազդեցության դեպքում: Այս երեւույթը գիտության մեջ կոչվում է ընդհանուր հարմարվողականության համախտանիշ։
Փուլեր
Ադապտացիոն համախտանիշընթանում է փուլերով. Առաջին հերթին գալիս է անհանգստության փուլը: Մարմինը այս փուլում արտահայտում է անմիջական արձագանքը ազդեցությանը: Երկրորդ փուլը դիմադրություն է: Այս փուլում օրգանիզմն առավել արդյունավետ կերպով հարմարվում է պայմաններին։ Վերջնական փուլը հյուծվածությունն է։ Նախորդ փուլերն անցնելու համար օրգանիզմն օգտագործում է իր պաշարները։ Ըստ այդմ, վերջին փուլում դրանք զգալիորեն սպառվում են։ Արդյունքում մարմնի ներսում սկսվում են կառուցվածքային փոփոխություններ։ Այնուամենայնիվ, շատ դեպքերում դա բավարար չէ գոյատևման համար: Համապատասխանաբար, էներգիայի անփոխարինելի պաշարները սպառվում են, և մարմինը դադարում է հարմարվել։
Օքսիդատիվ սթրես
Հակաօքսիդանտ համակարգերը և պրոօքսիդանտները որոշակի պայմաններում հայտնվում են անկայուն վիճակում: Վերջին տարրերի կազմը ներառում է բոլոր այն գործոնները, որոնք ակտիվ դեր են խաղում ազատ ռադիկալների կամ ռեակտիվ տիպի այլ տեսակի թթվածնի ուժեղացված ձևավորման գործում: Օքսիդատիվ սթրեսի վնասակար ազդեցության առաջնային մեխանիզմները կարող են ներկայացվել տարբեր գործակալներով: Սրանք կարող են լինել բջջային գործոններ՝ միտոքոնդրիալ շնչառության թերություններ, հատուկ ֆերմենտներ: Օքսիդատիվ սթրեսի մեխանիզմները կարող են լինել նաև արտաքին։ Դրանք ներառում են, մասնավորապես, ծխելը, դեղորայքը, օդի աղտոտվածությունը և այլն:
Ազատ ռադիկալներ
Դրանք անընդհատ ձևավորվում են մարդու մարմնում։ Որոշ դեպքերում դա պայմանավորված է պատահական քիմիական գործընթացներով: Օրինակ՝ առաջանում են հիդրօքսիլ ռադիկալներ (OH): Նրանց արտաքին տեսքը կապված էցածր մակարդակի իոնացնող ճառագայթման մշտական ազդեցություն և էլեկտրոնների և դրանց փոխադրման շղթայի արտահոսքի պատճառով սուպերօքսիդի արտազատում: Մյուս դեպքերում ռադիկալների առաջացումը պայմանավորված է ֆագոցիտների ակտիվացմամբ և էնդոթելային բջիջների կողմից ազոտի օքսիդի արտադրությամբ։
Օքսիդատիվ սթրեսի մեխանիզմներ
Ազատ ռադիկալների ձևավորման և մարմնի կողմից արձագանքման գործընթացները մոտավորապես հավասարակշռված են: Այս դեպքում բավականին հեշտ է փոխել այս հարաբերական հավասարակշռությունը հօգուտ ռադիկալների։ Արդյունքում խախտվում է բջիջների կենսաքիմիան, և առաջանում է օքսիդատիվ սթրես։ Տարրերի մեծ մասն ունակ է հանդուրժել չափավոր անհավասարակշռությունը: Դա պայմանավորված է բջիջներում վերականգնողական կառույցների առկայությամբ: Նրանք հայտնաբերում և հեռացնում են վնասված մոլեկուլները: Նրանց տեղը զբաղեցնում են նոր տարրեր։ Բացի այդ, բջիջները կարող են ուժեղացնել պաշտպանությունը՝ արձագանքելով օքսիդատիվ սթրեսին: Օրինակ՝ մաքուր թթվածնով պայմաններում գտնվող առնետները մի քանի օր հետո մահանում են։ Արժե ասել, որ սովորական օդում առկա է O2 մոտ 21%-ը։ Եթե կենդանիները ենթարկվեն թթվածնի աստիճանաբար աճող չափաբաժինների, նրանց պաշտպանությունը կուժեղացվի: Արդյունքում հնարավոր է հասնել, որ առնետները կարողանան հանդուրժել O2 100% կոնցենտրացիան: Այնուամենայնիվ, ծանր օքսիդատիվ սթրեսը կարող է առաջացնել լուրջ վնաս կամ բջիջների մահ:
Սադրիչ գործոններ
Ինչպես նշվեց վերևում, մարմինը պահպանում է ազատ ռադիկալների հավասարակշռությունը և պաշտպանությունը: Այստեղից կարելի է եզրակացնելոր օքսիդատիվ սթրեսը պայմանավորված է առնվազն երկու պատճառներով. Առաջինը պաշտպանական ակտիվության նվազեցումն է։ Երկրորդը՝ ռադիկալների ձևավորումն այնքան մեծացնելն է, որ հակաօքսիդանտները չկարողանան չեզոքացնել դրանք։
Պաշտպանական ռեակցիայի նվազում
Հայտնի է, որ հակաօքսիդանտ համակարգն ավելի շատ կախված է նորմալ սնուցումից։ Ըստ այդմ՝ կարող ենք եզրակացնել, որ օրգանիզմում պաշտպանվածության նվազումը սխալ սննդակարգի հետևանք է։ Ամենայն հավանականությամբ, մարդկային շատ հիվանդություններ առաջանում են հակաօքսիդանտ սնուցիչների պակասից: Օրինակ, նեյրոդեգեներացիան հայտնաբերվում է վիտամին E-ի անբավարար ընդունման պատճառով այն հիվանդների մոտ, որոնց մարմինը չի կարողանում ճիշտ կլանել ճարպերը: Կան նաև ապացույցներ, որ լիմֆոցիտներում գլուտատիոնը, որը նվազեցված է չափազանց ցածր կոնցենտրացիաներով, հայտնաբերվում է ՄԻԱՎ-ով վարակված մարդկանց մոտ:
Ծխել
Սա թոքերի և մարմնի շատ այլ հյուսվածքների օքսիդատիվ սթրես հրահրող հիմնական գործոններից մեկն է: Ծուխը և խեժը հարուստ են ռադիկալներով։ Նրանցից ոմանք ունակ են հարձակվել մոլեկուլների վրա և նվազեցնել E և C վիտամինների կոնցենտրացիան: Ծուխը գրգռում է թոքերի միկրոֆագները, ինչի արդյունքում առաջանում է սուպերօքսիդ: Ծխողների թոքերում ավելի շատ նեյտրոֆիլներ կան, քան չծխողների: Ծխախոտը չարաշահող մարդիկ հաճախ թերսնված են և ալկոհոլ են օգտագործում։ Համապատասխանաբար, նրանց պաշտպանությունը թուլանում է։ Քրոնիկ օքսիդատիվ սթրեսը հրահրում է բջջային նյութափոխանակության լուրջ խանգարումներ։
Փոփոխություններ մարմնում
Օքսիդատիվ սթրեսի տարբեր մարկերներ օգտագործվում են ախտորոշիչ նպատակներով: Մարմնի այս կամ այլ փոփոխությունները ցույց են տալիս խախտման կոնկրետ վայրը և այն հրահրող գործոնը: Բազմակի սկլերոզի առաջացման ժամանակ ազատ ռադիկալների ձևավորման գործընթացներն ուսումնասիրելիս օգտագործվում են օքսիդատիվ սթրեսի հետևյալ ցուցանիշները՝
- Մալոնիկ դիալդեհիդ. Այն գործում է որպես լիպիդների ազատ ռադիկալների օքսիդացման (FRO) երկրորդական արտադրանք և վնասակար ազդեցություն ունի թաղանթների կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ վիճակի վրա: Սա իր հերթին հանգեցնում է կալցիումի իոնների նկատմամբ դրանց թափանցելիության բարձրացմանը։ Մալոնդիալդեհիդի կոնցենտրացիայի ավելացումը առաջնային և երկրորդային պրոգրեսիվ ցրված սկլերոզի ժամանակ հաստատում է օքսիդատիվ սթրեսի առաջին փուլը՝ ազատ ռադիկալների օքսիդացման ակտիվացումը։
- Շիֆի բազան CPO սպիտակուցների և լիպիդների վերջնական արտադրանքն է: Շիֆի հիմքերի կոնցենտրացիայի աճը հաստատում է ազատ ռադիկալների օքսիդացման ակտիվացման միտումը դեպի խրոնիկ: Առաջնային և երկրորդային առաջադեմ սկլերոզի դեպքում մալոնդիալդեհիդի կոնցենտրացիայի ավելացմամբ, բացի այս արտադրանքից, կարող է նշվել կործանարար գործընթացի սկիզբը: Այն բաղկացած է մեմբրանների մասնատման և հետագա ոչնչացման մեջ: Շիֆի բարձրացված հիմքերը ցույց են տալիս նաև օքսիդատիվ սթրեսի առաջին փուլը:
- Վիտամին E. Այն կենսաբանական հակաօքսիդանտ է, որը փոխազդում է պերօքսիդների և լիպիդների ազատ ռադիկալների հետ: Ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են բալաստային արգասիքներ։ Վիտամին E-ն օքսիդացված է։ Նա համարվում էմիանգամյա թթվածնի արդյունավետ չեզոքացուցիչ: Արյան մեջ վիտամին E-ի ակտիվության նվազումը վկայում է AO3 համակարգի ոչ ֆերմենտային կապի անհավասարակշռության մասին՝ օքսիդատիվ սթրեսի զարգացման երկրորդ բլոկում:
Հետևանքներ
Ո՞րն է օքսիդատիվ սթրեսի դերը: Հարկ է նշել, որ ոչ միայն մեմբրանի լիպիդներն ու սպիտակուցներն են ազդում, այլև ածխաջրերը։ Բացի այդ, փոփոխություններ են սկսվում հորմոնալ և էնդոկրին համակարգերում: Թիմուսային լիմֆոցիտների ֆերմենտային կառուցվածքի ակտիվությունը նվազում է, նյարդային հաղորդիչների մակարդակը բարձրանում է, հորմոնները սկսում են արտազատվել։ Սթրեսի պայմաններում սկսվում է նուկլեինաթթուների, սպիտակուցների, ածխածինների օքսիդացում, արյան մեջ ավելանում է լիպիդների ընդհանուր պարունակությունը։ Ադրենոկորտիկոտրոպ հորմոնի արտազատումը ուժեղանում է ATP-ի ինտենսիվ քայքայման և cAMP-ի առաջացման պատճառով: Վերջինս ակտիվացնում է պրոտեին կինազը։ Այն իր հերթին ATP-ի մասնակցությամբ նպաստում է խոլինեստերազի ֆոսֆորիլացմանը, որը խոլեստերինի էսթերները վերածում է ազատ խոլեստերինի։ Սպիտակուցների, ՌՆԹ-ի, ԴՆԹ-ի, գլիկոգենի կենսասինթեզի ուժեղացումը ճարպերի պահեստից միաժամանակյա մոբիլիզացմամբ, հյուսվածքներում ճարպային (ավելի բարձր) թթուների և գլյուկոզայի քայքայումը նույնպես առաջացնում է օքսիդատիվ սթրես: Ծերացումը համարվում է գործընթացի ամենալուրջ հետեւանքներից մեկը։ Նկատվում է նաև վահանաձև գեղձի հորմոնների գործողության աճ։ Այն ապահովում է բազալ նյութափոխանակության արագության կարգավորում՝ հյուսվածքների աճ և տարբերակում, սպիտակուցներ, լիպիդներ, ածխաջրային նյութափոխանակություն։ Գլյուկագոնը և ինսուլինը կարևոր դեր են խաղում: Որոշ փորձագետների կարծիքով՝ գլյուկոզահանդես է գալիս որպես ազդանշան ադենիլատ ցիկլազի ակտիվացման համար, իսկ cMAF՝ ինսուլինի արտադրության համար: Այս ամենը հանգեցնում է մկաններում և լյարդում գլիկոգենի քայքայման ուժեղացմանը, ածխաջրերի և սպիտակուցների կենսասինթեզի դանդաղմանը և գլյուկոզայի օքսիդացման դանդաղմանը: Զարգանում է ազոտի բացասական հաշվեկշիռ, ավելանում է խոլեստերինի և այլ լիպիդների կոնցենտրացիան արյան մեջ։ Գլիկագոնը նպաստում է գլյուկոզայի առաջացմանը, արգելակում է դրա տարրալուծումը մինչև կաթնաթթու: Միևնույն ժամանակ, դրա գերծախսումը հանգեցնում է գլյուկոնեոգենեզի ավելացման: Այս գործընթացը ոչ ածխաջրային արտադրանքի և գլյուկոզայի սինթեզն է: Առաջինը պիրուվիկ և կաթնաթթուներն են, գլիցերինը, ինչպես նաև ցանկացած միացություն, որը կատաբոլիզմի ընթացքում կարող է փոխակերպվել պիրուվատի կամ եռաքարբոքսիլաթթվի ցիկլի միջանկյալ տարրերից մեկի։
Հիմնական սուբստրատները նույնպես ամինաթթուներն են և լակտատը: Ածխաջրերի փոխակերպման առանցքային դերը պատկանում է գլյուկոզա-6-ֆոսֆատին: Այս միացությունը կտրուկ դանդաղեցնում է գլիկոգենի ֆոսֆոլիրիտային տրոհման գործընթացը։ Գլյուկոզա-6-ֆոսֆատը ակտիվացնում է գլյուկոզայի ֆերմենտային փոխադրումը ուրիդին դիֆոսֆոգլիկոզից դեպի սինթեզված գլիկոգեն: Միացությունը նաև գործում է որպես սուբստրատ հետագա գլիկոլիտիկ փոխակերպումների համար: Սրա հետ մեկտեղ նկատվում է գլյուկոնեոգենեզի ֆերմենտների սինթեզի աճ։ Սա հատկապես ճիշտ է ֆոսֆոենոլպիրվատ կարբոքսիկինազի համար: Այն որոշում է երիկամների և լյարդի գործընթացի արագությունը: Գլյուկոնեոգենեզի և գլիկոլիզի հարաբերակցությունը տեղաշարժվում է դեպի աջ։ Գլյուկոկորտիկոիդները գործում են որպես ֆերմենտային սինթեզի ինդուկտորներ։
Կետոնմարմին
Նրանք գործում են որպես երիկամների, մկանների վառելիքի մի տեսակ: Օքսիդատիվ սթրեսի պայմաններում ավելանում է կետոնային մարմինների քանակը։ Նրանք գործում են որպես կարգավորիչ՝ կանխելով ճարպաթթուների ավելորդ մոբիլիզացումը պահեստից: Դա պայմանավորված է նրանով, որ էներգիայի քաղցը սկսվում է շատ հյուսվածքներում, քանի որ գլյուկոզան, ինսուլինի պակասի պատճառով, չի կարողանում ներթափանցել բջիջ: Ճարպաթթուների պլազմայում բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում լյարդի կողմից դրանց կլանումը և օքսիդացումը մեծանում են, իսկ տրիգլիցերիդների սինթեզի ինտենսիվությունը մեծանում է: Այս ամենը հանգեցնում է կետոնային մարմինների քանակի ավելացմանը։
Լրացուցիչ
Գիտությանը հայտնի է այնպիսի երեւույթ, ինչպիսին է «բույսերի օքսիդատիվ սթրեսը»։ Արժե ասել, որ մշակույթների տարբեր գործոններին հարմարվելու առանձնահատկությունն այսօր վիճելի է մնում։ Որոշ հեղինակներ կարծում են, որ անբարենպաստ պայմաններում ռեակցիաների համալիրն ունի ունիվերսալ բնույթ։ Նրա գործունեությունը կախված չէ գործոնի բնույթից։ Այլ փորձագետներ պնդում են, որ մշակաբույսերի դիմադրությունը որոշվում է կոնկրետ պատասխաններով: Այսինքն՝ ռեակցիան ադեկվատ է գործոնին։ Մինչդեռ գիտնականների մեծ մասը համաձայն է, որ ոչ սպեցիֆիկ պատասխանների հետ մեկտեղ հայտնվում են նաև կոնկրետներ։ Միևնույն ժամանակ, վերջինս միշտ չի կարող նույնականացվել բազմաթիվ համընդհանուր ռեակցիաների ֆոնի վրա։
