Оксидативен Стрес: Причини, Симптоми и Превенции

Оксидативният стрес е метаболитно състояние, при което повишените нива на свободни радикали променят нормалния баланс между оксидантните и антиоксидантните видове в полза на окислението.

Това състояние, особено ако е хронично, може да доведе до сериозни увреждания на биологичните структури и да допринесе за развитието на хронични заболявания.

Какво представлява оксидативният стрес?

По време на тези реакции се образуват силно реактивни химични видове, наречени свободни радикали, които имат способността да увреждат структури със значително биологично значение.

Кислородът е незаменим за живота, но той може да предизвика и „странични ефекти“: радикалите, получени от тази молекула, се наричат реактивни кислородни видове (ROS). Съществуват и други радикални видове – тези на азота (RNS).

Свободните радикали могат да бъдат неутрализирани от ендогенни защитни системи – антиоксиданти: те действат при ниски концентрации и са способни да блокират радикалните реакции или да неутрализират опасните оксидантни молекули.

При нормални условия съществува баланс между оксиданти и антиоксиданти. Когато окислителните видове преобладават, говорим за оксидативен стрес.

Какви са причините за оксидативния стрес?

Образуването на свободни радикали се дължи на големия електронен поток в биологичните системи, който може да бъде причинен от няколко фактора:

• клетъчния метаболизъм, особено на митохондриално ниво;
• физични агенти (радиация, UV лъчи);
• химични агенти (замърсители, цигарен дим, ароматни въглеводороди, пестициди, наркотици, алкохол,
• ксенобиотици);
• биологични агенти (бактерии, антитела);
• имунен отговор (респираторно обостряне);
• остро възпаление;
• исхемия/реперфузия;
• окислителни газове (кислород, озон, азотен диоксид);
• топлинен шок;
• упражнения.

Симптоми на оксидативен стрес

Свободните радикали на клетъчно ниво могат да увредят:

• белтъци, променяйки тяхната структура и функция;
• въглехидрати, като ги деполимеризира;
• липиди, като предизвиква мембранно пероксидиране;
• нуклеинови киселини, причинявайки мутагенни събития.

Тези събития могат да доведат до увреждане и смърт на клетките, до нарушаване на функциите на съответните органи, до физиологична дисфункция и до патологични промени.

Оксидативният стрес всъщност е отговорен за патогенезата на множество хронични неинфекциозни заболявания, като например:

• ревматоиден артрит;
• атеросклероза;
• рак;
• катаракта;
• деменция;
• диабет;
• инсулт;
• сърдечен удар;
• хипертония;
• коронарна болест;
• Болест на Хрон;
• невродегенеративни заболявания (болест на Паркинсон и Алцхаймер);
• затлъстяване;
• остеопороза;
• панкреатит.

Освен това оксидативният стрес причинява и ускорява процесите на стареене.

Оксидативен стрес: средства за защита и лечение

Най-добрият начин за оптимална защита от оксидативен стрес е да се води правилен начин на живот.

Що се отнася до диетата, не трябва да се превишават калориите и да се осигурява достатъчен прием на микроелементи, които изграждат антиоксидантната ни защита.

Екзогенните антиоксиданти се намират главно в храни от растителен произход и са известни като фитохимични съединения: те играят защитна роля за растението, което ги синтезира, и за човека, който ги приема.

Основните антиоксиданти в храните са:

• растителни пигменти (полифеноли и биофлавоноиди);
• аминокиселини (метионин, аргинин, глутатион, хистидин, цистеин, лизин);
• витамини С, Е, К, каротеноиди и витаминоподобни съединения (липоева киселина);
• минерали и коензими (селен, мед, цинк, манган, германий, молибден, коензим Q).

За да приемате тези съединения, е достатъчно да спазвате разнообразна диета, богата на плодове и зеленчуци, без да се нуждаете от добавки, които в някои случаи се оказват дори вредни.

Другият важен елемент на правилния начин на живот е спортуването: умерената физическа активност с постепенно увеличаване на интензивността води до повишаване на антиоксидантната защита в дългосрочен план.

Оксидативен стрес и тренировки: каква е връзката?

Физическото натоварване, особено интензивното, е стрес за организма, който води до възпаление и оксидативен стрес.

Причината за това е повишеното търсене на енергия, което увеличава консумацията на кислород в мускулите 100-200 пъти.

Това води до увеличаване на митохондриалния електронен поток, което от своя страна води до повишено производство на ROS.

Освен това уврежданията на мускулните влакна не само активират имунната система, но и освобождават съдържащ желязо миоглобин, който може да генерира свободни радикали и оксидативен стрес.

ROS обаче са важни модулатори на мускулните и системните адаптации в отговор на физическата активност.

Освен това ефектът от индуцираното от физическо натоварване оксидативно увреждане е променлив и зависи от множество фактори, като например вида на физическото натоварване, начина на изпълнение, продължителността и интензивността.

Умерената и постоянна физическа активност генерира сравнително малки количества ROS, като увеличава антиоксидантните ензими и потиска оксидативния стрес и свързаните с него увреждания. Например редовните физически упражнения намаляват сърдечносъдовия риск със 100-150%.

За разлика от това, еднократна сесия със средна и висока интензивност предизвиква силен оксидативен стрес и значително увреждане на ДНК. Тежките и продължителни физически упражнения, като например маратонското бягане, водят до високи нива на възпаление, които с течение на времето могат да причинят увреждане на сърдечния мускул, като фиброза на миокарда, структурни промени и намалена деснокамерна функция. В този случай сърдечният риск се увеличава 7 пъти.

Само продължителните тренировки ли водят до оксидативен стрес?

Първоначално това беше общоприетото схващане, тъй като аеробната тренировка се дължи на активността на митохондриите, в които се образуват много свободни радикали.

Свободните радикали обаче могат да се генерират и по други метаболитни пътища, които не са свързани с търсенето на кислород.

Оксидативният стрес е свързан с умората, така че всеки спорт, който предизвиква умора, е свързан с определено ниво на оксидативен стрес. Следователно дори анаеробните упражнения могат да предизвикат подобни нива на радикали и оксидативен стрес.

От друга страна, продължителността също оказва влияние върху производството на свободни радикали: провеждането на анаеробни тренировки в продължение на много часове е необичайно, докато в повечето случаи аеробните тренировки са продължителни, така че последният вид тренировки произвежда повече свободни радикали.

Вредни ли са упражненията за вас?

Оксидативният стрес в малки дози е полезен, тъй като увеличава производството на възстановителни и антиоксидантни системи, което позволява на клетките да станат по-устойчиви на него.

Това е обичайният закон за адаптацията на биологичните системи към нарушаването на хомеостазата: системата преживява фаза на стрес, първоначално отслабва, но след това става по-силна и е готова да издържи на стимул с подобна или малко по-голяма сила.

Какво тогава е оптималното ниво на физическо натоварване?

Няма еднозначен отговор, тъй като всеки човек е различен, както по отношение на генетиката, така и по отношение на начина на живот: оксидативното натоварване се дължи не само на това колко тренирате, но и на това колко тренирате спрямо вашите възможности.

При нетренирани хора дори леката физическа активност е в състояние да предизвика образуването на свободни радикали.

За разлика от тях, висококвалифицираните спортисти имат високи нива на антиоксиданти именно защото са се адаптирали към стимулите.

По този начин интензивните физически упражнения, изпълнявани от трениран субект, предизвикват по-малко оксидативен стрес, отколкото леките физически упражнения, изпълнявани от субект с малка или никаква подготовка.

Следователно проблемът не е толкова в интензивността, а по-скоро в постепенността: тялото ни е напълно способно да се справи с много интензивни тренировки, при условие че постигаме тази интензивност постепенно.

Както винаги, ключът към всичко е логичното и разумно програмиране на тренировките, като се обръща специално внимание на най-важните променливи, а именно обема и интензивността.