Oxidatieve stress en nitrosatieve stress: complicaties

Hieronder volgen de belangrijkste gevolgen die kunnen worden veroorzaakt door oxidatieve stress of nitrosatieve stress:

Oxidatieve stress heeft effecten op:

• mitochondriën ("Energiecentrales van de cellen") (zie hieronder voor nitrosatief spanning).
• Enzymen ("metabolische versnellers"; enzymen van de citroenzuurcyclus, de ademhalingsketen en biotinesynthase, die ijzer als cofactor hebben, verliezen hun functionaliteit door oxidanten die ijzer naar buiten afgeven)
• Schepen (zie hieronder voor hypertensie / hoge bloeddruk).
• neuronen
  • Verstoring van mitochondriale functie → beperking van energieproductie binnen het neuron → beperking van axonaal transport van celstructuur eiwitten.
  • Vermindering van excitatiegeleiding (door spanningveroorzaakte schade aan membraan- en eiwitstructuren van neuronen) → neurodegeneratieve ziekten.

Nitrosatieve stress heeft effecten op:

mitochondriën

• Stikstofoxide radicaal (NO.) remt omkeerbaar cytochroom C-oxidase, een enzym van de mitochondriale ademhalingsketen. Dit effect is fysiologisch en dient om oxidatieve fosforylering, dwz ATP-synthese, te beheersen. Bij een sterke toename van superoxide radicalen (O2-.) NO. combineert met O2-. en het extreem cytotoxische peroxynitrietanion (ONOO-) wordt gevormd, dat cytochroom C-oxidase onomkeerbaar remt! Dit resulteert in onomkeerbare schade aan de energieproductie. Bijgevolg komt het door O2-. en ONOO- op de vernietiging van het binnenste mitochondriale membraan en dus op de celdood.

Vrije radicalen beschadigen verder:

• Elastine
• Vetzuren; lipiden waaruit celmembranen en andere organellen zoals mitochondriën en lysosomen (celorganellen) zijn opgebouwd, worden geoxideerd, dit wordt lipideperoxidatie genoemd (oxidatieve afbraak van lipiden)
• koolhydraten
• Collageen
• Mucopolysacchariden (componenten van veel biologische macromoleculen).
• Eiwitten - oxidatie van eiwitten

Verder reageren de vrije radicalen ook met de celkern en het DNA (genetische informatie). Het resultaat van deze oxidatieve DNA-schade zijn bijvoorbeeld puntmutaties en enzymstoornissen die leiden tot significante verstoring van cellulaire functies en dus metabolische processen. ROS-gerelateerde mutaties nemen ook toe met de leeftijd. Dit heeft vooral invloed op de mitochondriaVrije radicalen verhogen het risico op tal van ziekten:

Ogen en oogaanhangsels (H00-H59).

• Cataract (staar)

Bloed, bloedvormende organen - immuunsysteem (D50-D90).

• Auto-immuunziekten, niet gespecificeerd
• Immuunsysteemaandoeningen

Endocriene, voedings- en stofwisselingsziekten (E00-E99).

• Diabetes mellitus - secundaire ziekten zoals diabetische polyneuropathie (ziekte van de perifere zenuwstelsel), diabetische nefropathie (nier ziekte).

Cardiovasculair systeem (I00-I99).

• Apoplexie (beroerte)
• Atherosclerose (arteriosclerose; verharding van de slagaders)
• Coronaire hartziekte (CHD)
• Myocardinfarct (hartaanval)

Infectieuze en parasitaire ziekten (A00-B99).

• Ontsteking, niet gespecificeerd

Mondslokdarm (voedselpijp), maag, en darmen (K00-K67; K90-K93).

• Parodontitis (ontsteking van het parodontium).

Musculoskeletaal systeem en bindweefsel (M00-M99).

• Reumatische aandoeningen

Neoplasmata - tumorziekten (C00-D48)

• Tumorziekten

Psyche - zenuwstelsel (F00-F99; G00-G99)

• Neurodegeneratieve ziekten - Ziekte van Alzheimer, Parkinson.
• Polyneuropathieën

Urogenitaal systeem (N00-N99)

• Mannelijke subfertiliteit (toegeschreven aan oxidatieve spanning in 30-80% van de gevallen) Oxidatieve stress en mannelijk onvruchtbaarheid zie hieronder.

Verder

• Verouderingsprocessen

Vrije radicalen zijn echter niet alleen schadelijke stofwisselingsproducten. Ze hebben ook hun goede kanten: ze dienen bijvoorbeeld de immuunafweer, omdat granulocyten en macrofagen (fagocyten) het effect van vrije radicalen benutten door ze te vernietigen bacteriën met hun hulp. Een andere belangrijke rol die vrije radicalen waarschijnlijk spelen bij apoptose (geprogrammeerde celdood), dit is belangrijk voor de endogene onderdrukking van tumor ziekten.

Pro oxidatieve stress!

• Reactieve zuurstofsoorten (ROS) leidden tot een langere levensduur in studies van verschillende modelorganismen:
  • ROS dient als signaal voor endogene afweermechanismen → resulteert in verhoogde stressbestendigheid en levensduur.

Free Radical Theory of Aging (FRTA) versus mitohormese.

• Vrije radicalen theorie van veroudering (FRTA)
• Vrije radicalen zijn de oorzaak van het verouderingsproces (Harman, 1956).
• Schade aan cellen, DNA of lipiden veroorzaakt het complexe verouderingsproces.
• Hormesis (Grieks: "stimulatie", "impuls").
• Kleine doses schadelijke stoffen kunnen een positief effect hebben op het organisme (Paracelsus, 1493 - 1541).

Fysiologische vorming (bijv. Sport) van vrije radicalen in de mitochondria gunsten volksgezondheid-bevorderende effecten in het organisme.

Zijn antioxidanten nu overbodig?

• Een behouden evenwicht van pro-oxidant en anti-oxidant processen.
• Fysiologische invloed van antioxidanten noodzakelijk
• Micronutriënten (vitale stoffen) in het laag dosis bereik tot 3 keer ADH (aanbevolen dagelijkse hoeveelheid) zijn veilig in termen van negatieve onderdrukking van oxidatieve stress! (Positieve effecten van oxidatieve stress worden in dit dosisbereik niet onderdrukt).