Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Nadmiar przeciwutleniaczy niekorzystnie wpływa na serce i mięśnie szkieletowe

Recommended Posts

Amerykańscy naukowcy odkryli, że nadmiar przeciwutleniaczy jest patogenny dla serca i mięśni szkieletowych.

Wiele chorób serca ma związek ze stresem oksydacyjnym, czyli nadmiarem reaktywnych form tlenu. Organizm walczy z nim, wytwarzając endogenne przeciwutleniacze. Celem jest przywrócenie równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej (in. homeostazy redoksowej).

Prof. Rajasekaran Namakkal-Soorappan z Uniwersytetu Alabamy w Birmingham zaczął się zastanawiać, co się stanie przy nadmiarze przeciwutleniaczy. Jego zespół stwierdził, że przesunięcie stanu równowagi w stronę reakcji redukcji - stresu redukcyjnego (ang. reductive stress, RS) - również nie jest zdrowe. Ustalenia Amerykanów mają znaczenie kliniczne dla terapii niewydolności serca.

Autorzy raportu z pisma Antioxidants and Redox Signaling odkryli w badaniach na modelu mysim, że RS powoduje patologiczne powiększenie serca i dysfunkcję rozkurczową.

Bazujące na przeciwutleniaczach metody terapii ludzkiej niewydolności serca powinny brać pod uwagę ocenę poziomu antyoksydantów przed leczeniem. Nasze wyniki pokazują, że chroniczny RS jest nietolerowalny i wystarczy, by wywołać niewydolność serca.

W badaniach wykorzystano transgeniczne myszy, u których zachodziła nieprawidłowa (nadmierna) ekspresja genów powiązanych z aktywnością antyoksydacyjną w sercu; chroniczny RS powodowała konstytutywna aktywacja systemu antyoksydacyjnego zależnego od czynnika transkrypcyjnego Nrf2. Wykorzystano dwie linie gryzoni; różniły się one natężeniem zaburzenia ekspresji (up-regulacji) genów. W ten sposób w sercach zwierząt uzyskiwano chroniczny słaby i chroniczny silny RS.

Myszy z silnym przewlekłym stresem redukcyjnym wykazywały kardiomiopatię rozstrzeniową i w wieku 6 miesięcy miały anormalnie zwiększoną frakcję wyrzutową serca i dysfunkcję rozkurczową. Aż 60% gryzoni z silnym RS umierało do 18. miesiąca życia.

Myszy z niskim RS miały normalny wskaźnik przeżycia, ale w wieku ok. 15 miesięcy również rozwijały zmiany w sercu. Wg naukowców, to sugeruje, że nawet umiarkowany stres redukcyjny może z czasem wywoływać nieodwracalne zmiany w sercu.

Naukowcy odkryli, że podawanie myszom z grupy silnego RS od ok. 6. tygodnia życia związku blokującego biosyntezę zredukowanego glutationu (GSH) zapobiegało stresowi redukcyjnemu i chroniło zwierzęta przed patologicznymi zmianami dotyczącymi serca; warto dodać, że rola GSH, podobnie jak innych antyoksydantów, polega na zmniejszeniu stresu oksydacyjnego.

Dr Gobinath Shanmugam i Namakkal-Soorappan podkreślają, że zeszłoroczne badania wykazały, że ok. 77% Amerykanów codziennie zażywa suplementy diety, a w tej grupie ok. 58% zażywa przeciwutleniacze w formie multiwitaminy. Naukowcy wyjaśniają, że przewlekłe przyjmowanie preparatów antyoksydacyjnych przy nieznanym statusie redoksowym może skutkować RS, co z kolei może spowodować powolne uszkodzenie serca.

W drugim opublikowanym na łamach pisma Redox Biology badaniu Namakkal-Soorappan przyglądał się wpływowi RS na komórki satelitowe mięśni (komórki macierzyste mięśni szkieletowych). Wcześniej naukowiec wykazał, że przesunięcie stanu równowagi w stronę reakcji utleniania upośledza regenerację mięśni szkieletowych. Ostatnio zademonstrował, że RS również powoduje znaczące hamowanie różnicowania komórek satelitowych.

RS w hodowli mysich mioblastów wywoływano na dwa sposoby, m.in. za pomocą sulforafanu. Stwierdzono, że obie metody hamują różnicowanie.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Warto podkreślić jeszcze raz odnośnie tytułu, że badanie opierało się na badaniu reakcji na endogenny glutation u myszy. "nadmiar przeciwutleniaczy jest patogenny dla serca i mięśni szkieletowych" to zbyt wiele, zbyt śmiało powiedziane.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 18.05.2020 o 16:30, dajmon napisał:

"nadmiar przeciwutleniaczy jest patogenny dla serca i mięśni szkieletowych" to zbyt wiele, zbyt śmiało powiedziane.

To jest bardzo prawdopodobny wniosek którego prawdopodobieństwo należałoby wzmocnić za pomocą komplementarnych sposobów.
Na pewno mamy na końcu nieśmiertelne "konieczne są dalsze badania", nie muszę nawet sprawdzać :P

Przydałoby się dowiedzieć jaki jest mechanizm patologii, najprawdopodobniej blokowane są cząsteczki sygnałowe i mechanizmy kompensacyjne. Dopiero wtedy rozumielibyśmy co się dzieje.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Stres oksydacyjny obwinia się za wiele rzeczy, w tym za choroby neurodegeneracyjne, a nawet starzenie. Dotąd jednak nikt nie obserwował bezpośrednio zmian oksydacyjnych w żywym organizmie. Udało się to dopiero dzięki badaniom na muszkach owocowych, które ku zaskoczeniu autorów z Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) wykazały, że długość życia nie spada wskutek produkcji oksydantów.
      Zespół doktorów Tobiasa Dicka i Aurelia Telemana wprowadził do genomu owocówek geny bioczujników. Sensory były przystosowane do wykrywania specyficznych oksydantów i za pomocą sygnału świetlnego wskazywały w czasie rzeczywistym status oksydacyjny każdej komórki. Co więcej, dawały pojęcie o tym, co dzieje się w całym organizmie na przestrzeni całego życia.
      W przypadku larw Niemcy zauważyli, że poszczególne tkanki wytwarzają bardzo różne stężenia utleniaczy. Okazało się, że mitochondria komórek krwi produkują ich o wiele więcej niż centra energetyczne komórek jelit czy mięśni. Poza tym poziom oksydantów w tkankach odzwierciedla, co w danym momencie robią larwy. Naukowcy byli w stanie stwierdzić, czy ruszają się, czy jedzą, przyglądając się statusowi oksydacyjnemu tkanki tłuszczowej.
      Dotąd wielu naukowców zakładało, że proces starzenia się jest związany z ogólnym wzrostem stężenia oksydantów w organizmie. Obserwacje muszek owocowych jednak tego nie potwierdziły. Jedyny właściwie wzrost, jaki stwierdzono, dotyczył przewodu pokarmowego. Co ciekawe, akumulacja utleniaczy w tkance jelit była przyspieszona w przypadku dłużej żyjących osobników. Oznacza to, że długość życia nie spada w wyniku produkcji oksydantów.
      Zespół z DKFZ postanowił przetestować na owocówkach wpływ często polecanego przez naukowców i nie tylko przez nich przeciwutleniacza - acetylocysteiny (NAC). Nie znaleziono dowodów na spadek stężenia oksydantów u owadów karmionych NAC. Zamiast tego acetylocysteina wydawała się nakłaniać mitochondria różnych tkanek do wytwarzania większych ilości utleniaczy.
      Zaskoczyło nas sporo rzeczy zaobserwowanych u owocówek za pomocą bioczujników. Wydaje się, że wielu odkryć dotyczących izolowanych komórek nie można zwyczajnie przetransferować na sytuację żywego organizmu - podkreśla Dick. W kolejnym etapie badań biolodzy zamierzają wprowadzić czujniki do organizmów ssaków i śledzić dzięki nim np. reakcje zapalne i rozwój guzów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Mężczyźni chorują na kolczystokomórkowego raka skóry znacznie częściej niż kobiety. Dotąd przyczyna pozostawała nieznana, ale badania na myszach pozwalają przypuszczać, że chodzi o niższe stężenie przeciwutleniacza katalazy w skórze oraz wyższy poziom pewnych komórek wytwarzanych w szpiku.
      Wyniki studium Gregory'ego Lesinskiego i Tatiany Oberyszyn z OSUCCC – James (Ohio State University Comprehensive Cancer Center – Arthur G. James Cancer Hospital) ukazały się w piśmie Journal of Investigative Dermatology. Eksperymenty prowadzono na specjalnie wyhodowanych bezwłosych gryzoniach, u których wywoływano kolczystokomórkowego raka skóry.
      Wiele wskazuje na to, że przez niską aktywność katalazy, której zadanie polega na katalizowaniu procesu rozkładu nadtlenku wodoru i innych reaktywnych form tlenu powstających pod wpływem promieniowania UVB, skóra mężczyzn nie jest tak silnie chroniona jak kobieca. W rezultacie panowie są bardziej podatni na stres oksydacyjny.
      Amerykanie zauważyli, że wystawienie na oddziaływanie promieniowania UVB powodowało, że komórki supresyjne pochodzące z linii mieloidalnej (ang. myeloid-derived suppressor cells, MDSC) migrowały ze szpiku kostnego do skóry. Co ważne, więcej MDSC przemieszczało się do eksponowanej skóry samców niż samic, a warto przypomnieć, że MDSC mają negatywny wpływ na działanie limfocytów T, głównie przez obniżenie zawartości argininy (deplecję) oraz wytwarzanie tlenku azotu.
      Oberyszyn podkreśla, że MDSC mogą być kolejnym ze źródeł wywoływanej przez UVB immunosupresji. Kiedyś uważano, że MDSC powstają w szpiku pod wpływem substancji wydzielanych przez komórki nowotworowe i ułatwiają rozwój choroby, ale wyniki Lesinskiego i Oberyszyn sugerują, że przyczyniają się raczej do tworzenia guzów skóry, a może i innych narządów.
      Normalnie komórki supresorowe ograniczają odpowiedź immunologiczną na zakażenie czy uraz, lecz w przypadku nowotworu, po wielokrotnej ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe lub inne chroniczne czy zapalne bodźce, komórki te pozostają nadaktywne. Może to upośledzić funkcje [...] limfocytów T i komórek NK, które nie będą w stanie rozpoznać i zwalczyć komórek nowotworowych w skórze - opowiada Lesinski.
      Naukowcy stwierdzili, że miejscowe podanie katalazy hamowało migrację komórek supresyjnych pochodzących z linii mieloidalnej, co oznacza, że ich napływ do skóry samców jest skutkiem niskiej aktywności enzymu. Jak wyliczono, samce z wywołanym UVB rakiem kolczystokomórkowym miały w skórze o 55% więcej MDSC niż samice.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Choć naukowcy od dawna wiedzieli, że wiele bakterii wytwarza siarkowodór, jednak dotąd myśleli, że stanowi on produkt uboczny aktywności komórkowej. Teraz okazało się, że H2S odkrywa ważną rolę w ochronie bakterii przed wpływem antybiotyków.
      Dr Evgeny Nudler z NYU School of Medicine wykazał, że siarkowodór działa jako ogólny mechanizm obronny przeciw stresowi oksydacyjnemu, za którego pośrednictwem sporo antybiotyków zabija bakterie. Hamując opisany mechanizm, można by zwiększać wrażliwość mikrobów na niższe stężenia leków, a nawet odwracać lekooporność różnych ludzkich patogenów, w tym gronkowców (stafylokoków), pałeczek okrężnicy (E. coli) czy z rodzaju Pseudomonas.
      Zaskakująco mało wiemy o biochemii i fizjologii H2S u pospolitych bakterii. To ekscytujące, że nasze badania mogą potencjalnie wpłynąć na rozwiązanie narastającego problemu antybiotykooporności. Sugerują bowiem nowe koncepcyjnie podejście - terapię adiuwantową, czyli mówiąc prościej, leczenie skojarzone. Obierałoby ono na cel gazy bakteryjne.
      Amerykanie zauważyli, że bakterie wytwarzające zarówno siarkowodór, jak i tlenek azotu(II), np. laseczki wąglika, nie przeżyją bez obu tych gazów (nawet w normalnych warunkach wzrostu). Gazy mogą się zastępować, wypełniać lukę po wyeliminowaniu drugiego składnika tandemu, ale przynajmniej jeden z nich musi być obecny.
      W poprzednim studium z 2009 r., które również ukazało się w Science, zespół doktora Nudlera wykazał, że NO chroni bakterie przed antybiotykami w podobny sposób co H2S.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Prowadząc do produkcji reaktywnych form tlenu (RFT), probiotyczne bakterie sprzyjają gojeniu nabłonka jelit myszy. Wygląda więc na to, że mikroby m.in. z jogurtu są nam potrzebne do wywołania niewielkiego stresu oksydacyjnego, który działa mobilizująco i pozwala zachować zdrowie.
      Naukowcy ze Szkoły Medycznej Emory University cieszą się, ponieważ ich odkrycia wyjaśniają nie tylko mechanizm działania probiotyków, lecz również stwarzają nadzieje na opracowanie lepszych terapii dla wcześniaków z martwiczym zapaleniem jelit czy dorosłych z poważnymi chorobami przewodu pokarmowego.
      Dr Andrew Neish tłumaczy, że o korzystnym wpływie bakterii probiotycznych (mikroflory) wiedziano już od lat, tajemnicą pozostawało jednak, co się właściwie dzieje. Opisaliśmy jeden z wielu przypadków; wiemy już, w jaki sposób określone rodzaje bakterii spełniają w organizmie specyficzne role biochemiczne.
      Komórki nabłonka jelit żyją w bliskim kontakcie z bakteriami i normalnie tworzą barierę trzymającą mikroby z dala od innych narządów. Kiedy w przebiegu różnych chorób w barierze powstają jakieś drobne ubytki, komórki nabłonka naprawiają je, migrując w okolice patologicznej zmiany. Amerykanie wykazali, że bakterie Lactobacillus rhamnosus przyspieszają proces leczenia (zarówno w hodowlach komórkowych, jak i w przewodzie pokarmowym żywych myszy, który został uszkodzony za pomocą chemikaliów). L. rhamnosus występują naturalnie w ludzkich jelitach i często wykorzystuje się je jako probiotyk. Są one spokrewnione z pałeczkami występującymi w sfermentowanych pokarmach.
      Większość typów komórek nie toleruje kontaktu z bakteriami. W odróżnieniu od nich komórki nabłonka jelit reagują na L. rhamnosus, zwiększając swoją ruchliwość – podkreśla Neish. Za pomocą wrażliwego na obecność RFT fluorescencyjnego barwnika zespół wykazał, że komórki nabłonka jelit po zetknięciu z L. rhamnosus produkują wewnętrznie RFT. Reaktywne formy tlenu stymulują zaś tworzenie ognisk przylegania, czyli struktur na komórkach nabłonka, które działają jak kotwice ułatwiające przemieszczanie. To tym miejscem komórki przyczepiają się do otaczającej je macierzy.
      Podczas eksperymentów Neish skupił się na jelicie cienkim, gdzie zazwyczaj występuje mniej bakterii niż w jelicie grubym. W ten sposób naukowcy uniknęli podawania antybiotyku, by najpierw usunąć mikroby naturalnie występujące w przewodzie pokarmowym. Okazało się, że przeciwutleniacze rozprawiające się z RFT nie dopuszczają, by bakterie wspomogły proces leczenia ran.
      Wcześniej wykazano, że komórki odpornościowe reagują na bakterie, produkując RFT. Neish i inni uważają jednak, że wytwarzanie reaktywnych form tlenu przez komórki nabłonka jelita to nie obrona, ale raczej marker adaptacji.
      W przyszłości Amerykanie chcą ustalić, jaka część bakterii stymuluje nabłonek do produkcji RFT.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zwierzęta również mają osobowości, które podobnie jak w przypadku ludzi, mogą mocno zaważyć na ich życiu i doświadczeniach. Dr Kathryn Arnold z University of York wykazała, że zwierzęce osobowości znajdują odzwierciedlenie w profilu stresu oksydacyjnego (Journal of Experimental Biology).
      We współpracy z Katherine Herborn, studentką z Uniwersytetu w Glasgow, Arnold klasyfikowała osobowości 22 dzwońców. Panie sprawdzały, jak ptaki reagują na nowe sytuacje, podrzucając im do miski z jedzeniem foremkę do wycinania ciastek w jaskrawym kolorze. Oceniano, po jakim czasie zwierzę zbierze się na odwagę i podejdzie do pokarmu. Najzuchwalsze dzwońce potrzebowały zaledwie kilku sekund, podczas gdy najbardziej nieśmiałe osobniki podchodziły do miski dopiero po 30 minutach.
      Arnold i Herborn oceniały również motywację ptaków do badania otoczenia. Na żerdzi umieszczano intrygujący obiekt i mierzono czas, po jakim dzwońce lądowały obok niego. Nie stwierdzono jednak związku między odwagą ptaków a ciekawością.
      W kolejnym etapie badań Brytyjki mierzyły poziom reaktywnych form tlenu (ang. reactive oxygen species, ROS) w organizmie oraz sprawdzały, jak ptaki chronią się przed ich szkodliwym działaniem. Porównując profil oksydacyjny krwi z osobowościami, ekipa ustaliła, że u najbardziej nieśmiałych ptaków występowało najwyższe stężenie ROS oraz najsłabsze mechanizmy obrony przed nimi. W rezultacie cierpiały one z powodu silniejszego stresu oksydacyjnego niż skrzydlaci śmiałkowie. Jak można się domyślić, najodważniejsze osobniki (te, które najszybciej zbliżały się do foremki) broniły się lepiej przed wolnymi rodnikami i dlatego występowały u nich mniejsze uszkodzenia struktur komórkowych niż u nieśmiałych dzwońców.
      W przyszłości Arnold chce sprawdzić, jak osobowości wpływają na dziko żyjące ptaki. Ptaki neofobiczne (chorobliwie obawiające się nowości) mogą ponosić wysokie koszty stresu oksydacyjnego i wcześnie umierać, ale z drugiej strony ze względu na ostrożność mogą być rzadziej zjadane przez drapieżniki.
×
×
  • Create New...