SOLUTIO

Oxidační stres a možnosti jeho ovlivnění

Intracelulární antioxidanty rozdělujeme na dvě skupiny: enzymy a neenzymové látky.

K enzymům, které se uplatňují při ochraně buňky před volnými radikály, patří superoxiddismutasa (SOD), glutathionperoxidasa (GPx) a katalasa (CAT). Zvýšení aktivity SOD může znamenat dobrou ochranu před produkcí superoxidu, někdy však zvýšení její aktivity bývá následkem zvýšené zátěže organismu tímto radikálem, neboť tento enzym je v organismu ve zvýšené míře indukován. Její aktivita se stanovuje v erytrocytech fotometricky. Snížení aktivity GPx v krvi může vést k hromadění peroxidu vodíku, zvláště při současně zvýšené aktivitě SOD. Tato aktivita se měří rovněž fotometricky v celé krvi. Kalatasa, která rozkládá peroxid vodíku, se méně často stanovuje.

K intracelulárním neenzymovým antioxidačním látkám patří především látka velmi důležitá pro život každé buňky a to redukovaný glutathion GSH. Je známo, že při každém poškození buňky, při její intoxikaci, dochází k vyplavení intracelulárního glutathionu a tím ke snížení antioxidační kapacity buňky. Glutathion je nezbytný pro buněčnou regeneraci a je koenzymem glutathionperoxidasy a také endoplasmatického enzymu glutathionkonjugasy pro tvorbu glutathionových konjugátů v organismu. Při zátěži organismu volnými radikály dochází k významnému poklesu intracelulární koncentrace glutathionu, která se stanovuje v erytrocytech. Intracelulární neenzymovou antioxidační látkou s velkým významem pro organismus je stopový prvek selen, který je součástí enzymu glutathionperoxidasy. Jeho koncentrace v organismu se stanovuje atomovou absorpční spektrofotometrií v celé krvi. Aktivita enzymu GPx významně klesá při jeho velkém nedostatku v organismu.

Významnými antioxidačními látkami v lipofilním kompartmentu organismu jsou tokoferoly a karotenoidy.

Z rozdílu mezi potenciálem oxidačního poškození, což je zjištěná produkce volných radikálů a kapacity antioxidační ochrany, lze usuzovat na aktuální oxidační poškození, které je větší nežli vlastní antioxidační ochrana organismu. Ne vždy takto zjištěné výsledky jsou však ve shodě se skutečným stavem nemocného organismu. Teoreticky by se dalo očekávat, že u nemocných s vysokou produkcí volných radikálů bude nízká antioxidační ochrana plazmy, ke které by mělo dojít v důsledku vyšší spotřeby antioxidantů pro likvidaci volných radikálů. Avšak, jak se zjistilo, u celé řady nemocí, kde je zvýšená produkce volných radikálů, je antioxidační ochrana zjištěná v plazmě naopak významně vyšší než u zdravých jedinců. Tento stav se vysvětluje aktuální reakcí organismu na lokální produkci volných radikálů nebo zvýšenou tvorbou antioxidančních látek v organismu, který se snaží volné radikály zlikvidovat. Toto je jedno vysvětlení, druhým vysvětlením skutečného stavu je zvýšené vyplavení antioxidačních látek z jater a tukových depot, čímž se zvýší antioxidační ochrana v plazmě, ale nikoliv v buňkách. Zjistilo se, že např. u nemocných během transplantace ledviny může pokles antioxidační ochrany organismu znamenat endogenní spotřebu antioxidantů jako výraz reakce organismu na zvýšenou zátěž volnými radikály.

Jestliže antioxidační kapacita organismu nestačí, dochází k poškození volnými radikály. Některé molekuly, které v organismu vznikají následkem radikálového poškození, lze také stanovovat. Např. stanovení malondialdehydu, což je produkt procesu probíhající lipoperoxidace v organismu, dále stanovení polynenasycených mastných kyselin, konjugovaných dienů, lipidových hydroperoxidů a lipofilních fluorescenčních produktů, oxidovaných lipoproteinů. Bylo prokázáno, že vlivem volných radikálů dochází k poškození bílkovin, jednotlivých aminokyselin a nukleových kyselin. Poškození nukleových kyselin se projevuje např. poškozením chromozomů, výskytem chromozomálních zlomů a tyto změny lze i po chemické stránce stanovit v moči na bázích nukleových kyselin.

Existuje množství různých metod používaných pro sledování vzniku a působení volných radikálů. Většina z těchto metod však patří mezi metody nepřímé, které sledují reakci organismu na volné radikály a monitorují poškození molekul v těle. Vzhledem k tomu, že se volné radikály uplatňují v patogenezi řady onemocnění, lze předpokládat, že se tyto metody uplatní v budoucnosti spíše v prognostickém pohledu na onemocnění a při sledování jeho komplikací než na poli diagnostiky, kde jsou relevantnější a přesnější metody. Na úseku výzkumné činnosti však tyto výše uvedené metody nacházejí své uplatnění.

4.	Terapeutické možnosti

Ke zjišťování terapeutických možností ovlivnění oxidačního stresu je v prvé řadě nutné komplexní vyšetření pacientů, tzn. že každého nemocného je nutné vidět jako celek a jako celkovou poruchu řešit i jeho onemocnění. Kromě toho se zaměřit na zvážení dávek hydrofilních a lipofilních antioxidantů, zvážení doby jejich podávání a uvažovat o řadě faktorů, kterými by se mohla ovlivnit navržená terapie.

Při porušené rovnováze mezi prooxidanty a antioxidanty je nutné si uvědomit, že antioxidanty obvykle chrání organismus pouze před určitými typy volných radikálů. Organismus před působením superoxidových iontů bude chráněn superoxiddismutasou, avšak vůči hydroxylovému radikálu je tento enzym neúčinný. Na tomto příkladu je možno vidět, že chceme-li změnit antioxidační kapacitu organismu a to zvýšit ji, pak se obvykle v terapii používá směsi antioxidantů. Antioxidanty se mohou v organismu regenerovat řadou látek včetně jiných antioxidantů. Takovými látkami může být např. vitamin C nebo koenzym Q₁₀, které regenerují α-tokoferol rychle se vyčerpávající v průběhu oxidačního stresu v lipofilním kompartmentu.

4.1.	Jaké jsou zásady antioxidační terapie?

Lékař by se měl nejprve snažit vyloučit všechny příčiny vedoucí ke vzniku volných radikálů, a to jak radikálů exogenního, tak endogenního původu. Je nutno u pacienta např. posílit jeho vůli přestat kouřit nebo s diabetikem hovořit o správném životním stylu. Snížit tvorbu volných radikálů je možné vhodnou suplementací antioxidačních látek. Vzhledem k tomu, že v každé zánětlivé tkáni je výskyt vyšší koncentrace radikálových molekul, je nutné dbát a podpořit reparaci a eliminaci již poškozených molekul, např. odstraněním hnisu.

Zmínili jsme se již o důležitosti zvažovat některé faktory při léčbě. K nim patří:

volba vhodného antioxidantu - zvažuje se vznik volných radikálů, které mohou vznikat extracelulárně, což bývá u metabolických nemocí nebo při chronických zánětech, anebo volné radikály mohou vznikat intracelulárně jako např. u některých intoxikací nebo při reperfúzi po ischemii. Volíme kombinaci antioxidantů rozpustných ve vodě (SOD, vitamin C), které vzhledem ke svým fyzikálně-chemickým vlastnostem snadněji pronikají na místo určení, s lipofilními antioxidanty, které chrání především lipidové struktury membrán před účinkem oxidačního stresu. Jejich průnik na místo určení není tak rychlý jako u antioxidantů extracelulárních. K intracelulárním látkám řadíme vitamin E, β-karoten, aminosteroidy, koenzym Q₁₀.

vhodná doba podání - dostává-li pacient na onkologii cytostatika, jejichž biotransformací v organismu se vytvářejí radikálové metabolity jako např. adriamycin nebo cis-platina, pak aplikace antioxidantů nesmí snižovat jejich účinek, ale jejich podáním můžeme eliminovat toxické vedlejší účinky (např. Cardioxan). U pacientů s transplantací orgánu je vhodnější podání antioxidantů před výkonem transplantace než po něm.

správná kombinace antioxidantů - v tomto případě je nutno uvažovat o celém metabolismu. Je možno uvést příklad enzymu superoxiddismutasy SOD, který likviduje superoxid, ale vzniká přitom peroxid vodíku, který je rovněž toxický a vykazuje svůj průnik přes membrány. Ke snížení peroxidu vodíku můžeme podat katalasu nebo stimulovat aktivitu glutathionperoxidasy, ovšem přítomnost přechodných kovů může vést ke vzniku volných hydroxylových radikálů. V tomto případě pak je nutné doplnit aplikaci antioxidačních látek ještě o cheláty. Obvykle se kombinují vitamin C, vitamin E, β-karoten, selen a látka z oblasti bioflavonoidů. Mezi jednotlivými antioxidačními látkami dochází také k mnohým interakcím, jak se objevilo v odborných sděleních. Podává-li se vitamin E s β-karotenem nebo vitaminem C, statisticky významně stoupá hladina vitaminu E. Avšak kombinace vitaminu C s β-karotenem nezvyšuje hladinu vitaminu E.

volba vhodné dávky antioxidantů - tento faktor je velmi závažný, neboť nízká dávka bývá neúčinná a vysoká dávka antioxidantů může organismus poškodit například svými prooxidačními účinky, proto jsou stanovovány určité doporučené denní dávky jednotlivých vitaminů i stopových prvků.

Terapie oxidačního stresu si jistě najde své důsledné uplatnění v novém tisíciletí, i když se na ni v současné době příliš nemyslí. V současné době se pracuje na metodách pro adekvátní a správnou terapii vůči oxidačnímu stresu. Tato terapie zahrnuje širokou paletu přírodních látek, vedení pacienta ke schopnosti vědomě harmonizovat vlastní organismus pomocí zásad správného životního stylu, přísné dodržování individuální léčby celého organismu, nikoliv jen jedné části postiženého těla, s dodržováním výše uvedených zásad terapie. Tato terapie v budoucnu bude muset být individualizovaná a bude se jednat o úpravu redoxního prostředí organismu.

5.	Antioxidační látky

5.1.	Endogenní enzymové antioxidanty