Стресс как общий адаптационный синдром

                                                          План

Введение.

Стресс как общий адаптационный  синдром (ОАС).

Окислительный стресс.

Образование свободных радикалов.

Причины окислительного стресса.

Антиоксидантная система организма.

            Антиокислительные ферменты.

            Жирорастворимые антиоксиданты.

            Водорастворимые антиоксиданты.

Изменения происходящие в организме.

Роль антиоксидантов в профилактике различных заболеваний.

Заключение.

Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                       Введение

Основным, и почти единственным источником энергии в органическом мире является свободная энергия  Солнца, усваиваемая хлоропластами  растений и расходуемая на разделение водорода и кислорода в молекулах  воды и конечном счёте-на синтез органических соединений разной степени сложности. В организме животных и человека эта энергия «законсервирована» в химических связях сложных органических соединений, которая частично освобождается  в процессе окисления их молекулярным кислородом этот процесс носит название-клеточное дыхание. За счёт этого процесса(клеточное дыхание) полностью удовлетворяются потребности животного организма, а именно: обеспечивается поддержание температуры тела, работа сократительных белков, активный транспорт ионов через мембраны и все биосинтетические процессы происходящие в организме животных и человека. К началу биологической эволюции на поверхности Земли накопились достаточные запасы органических веществ, послужившие материалом для возникновения простейших живых систем. Это были протобионты-анаэробы и гетеротрофы, то есть организмы, которые существовали за счёт использования органических ресурсов и энергии брожения. По мере истощения запасов абиогенной органики и выхода растений на сушу появляется новый способ использования органики это-фотосинтез, восстановивший баланс синтеза и деструкции соединений углерода в биосфере. Но при этом возникла новая проблема-это увеличение свободного кислорода и тогда появилась дыхательная цепь-биоэнергетический механизм, действующий в противоположном фотосинтезу направлении и частично использующего свободный кислород в интересах живой природы. При этом процессе(тканевое дыхание) всё равно остаётся ещё часть свободного кислорода и поэтому в ходе эволюции появляется дополнительно антиокислительная система и механизмы, обеспечивающие защиту клеток от токсического действия избытка кислорода. Но если в физиологических состояниях антиоксидантная система справляется с избытком кислорода, то если возникает какая-либо стрессовая ситуация организм может не справится. Поэтому целью работы является понять, что такое окислительный стресс, как он действует на организм в целом, какие системы помогают организму справится с этим стрессом и его профилактика. Но в самом начале надо понять, что такое стресс вообще.

              Стресс как общий адаптационный  синдром (ОАС)

Под стрессом принято понимать неспецифический  ответ организма на предъявляемые  ему внешние или внутренние требования. Данное понятие было предложено канадским  физиологом Гансом Селье. При этом любое условие или действие может вызвать стресс, но ни одно из них нельзя выделить и сказать - “вот это и есть стресс”, потому что этот термин в равной мере относится ко всем другим. Факторы, вызывающие стресс, получившие название стрессоры, различны и они запускают в ход одинаковую биологическую реакцию, то есть ответ организма на дейстие внешней среды.

С точки зрения стрессовой реакции  не имеет значения, приятна или  неприятна ситуация, с которой  организм столкнулся имеет значение лишь интенсивность потребности в перестройке или адаптации. При этом организм противопоставляет воздействиям повреждающего агента прежде всего свою способность гибко приспосабливаться и давать ответную реакцию. По-этому стресс и есть набор приспособительных реакций, предназначенных на случай воздействия стресс-фактора, который и получил название -- общий адаптационный синдром (ОАС).

Что-же такое адаптация? Адаптация - это динамический процесс, благодаря которому подвижные системы живых организмов, несмотря на изменчивость условий, поддерживают устойчивость, необходимую для существования, развития и продолжения рода. Именно механизм адаптации, выработанный в результате длительной эволюции, обеспечивает возможность существования организма в постоянно меняющихся условиях среды. Например: это появление фотосинтеза, то есть процессы при которых растения адаптировались к изменениям среды с излишним содержанием кислорода.

Благодаря процессу адаптации достигается  сохранение гомеостаза при взаимодействии организма с внешним миром. Гомеостаз - это подвижное равновесное состояние  какой-либо системы, сохраняемое путем  ее противодействия нарушающим это равновесие внешним и внутренним факторам. Если же нарушить равновесие процессов и систем организма, то параметры внутренней среды нарушаются. Причем такое состояние будет сохраняться на протяжении всего времени восстановления параметров, обеспечивающих нормальное состояние организма. Если же необходимых для сохранения равновесия внутренней среды прежних параметров достичь не удается, то организм может попытаться достичь равновесия за счёт других, изменённых параметрах. В этом случае общее состояние организма отличается от нормального и проявляться в виде заболевания. В этой связи процессы адаптации включают в себя не только оптимизацию функционирования организма, но и поддержание сбалансированности в системе «организм-среда». Процесс адаптации реализуется всякий раз, когда в системе «организм-среда» возникают такого рода изменения, и обеспечивает формирование нового гомеостатического состояния, которое позволит достичь максимальной эффективности физиологических функций организма. Но так как организм и среда находятся не в статическом, а в динамическом равновесии и их соотношения меняются постоянно, то также постоянно должен осуществляется и процесс адаптации.

Изучение адаптационных процессов, известным зарубежным психологом Гансом Селье, дало основания для определения стресса как неспецифической реакции организма на предъявляемые ему требования, и рассмотрение его как общего адаптационного синдрома. При этом общий адаптационный синдром имеет следующие стадии стресса:

1) стадия тревоги-непосредственная реакция на воздействие;

2) стадия резистенции-максимально эффективная адаптация;

3) стадия истощения-нарушение адаптационного процесса.

На первой стадии - стадии тревоги - осуществляется мобилизация защитных сил организма, повышающая его устойчивость. При этом организм функционирует  с большим напряжением. Однако на данном этапе он еще справляется  с нагрузкой с помощью поверхностной, или функциональной, мобилизации  резервов, без глубоких системных  перестроек. Физиологически первичная  мобилизация проявляется в следующем: кровь сгущается, содержание ионов  хлора в ней падает, происходит повышенное выделение азота, фосфатов, калия, отмечается увеличение печени или  селезенки. У большинства организмов к концу первой стадии отмечается некоторое повышение работоспособности всех систем.

Вслед за первой стадией наступает  вторая. Ее обычно называют стадией  резистенции или стабилизации, максимально эффективной адаптации. На данном этапе отмечается сбалансированность расходования адаптационных резервов организма. При этом обеспечивается мало отличающееся от нормы реагирование организма на воздействующие стресс-факторы. Возникает равновесие между непривычным воздействием среды и силой ответа - изменением гомеостаза, новым уровнем равновесия внутренней среды организма. Эта стадия может длиться очень долго - месяцами и даже годами.

Тогда неизбежно наступает третья стадия - стадия истощения. Поскольку  функциональные резервы исчерпаны  на первой и второй стадиях, в организме  происходят структурные перестройки, но когда для нормального функционирования не хватает и их, дальнейшее приспособление к изменившимся условиям среды и  деятельности осуществляется за счет невосполнимых энергетических ресурсов организма, что в свою очередь  заканчивается истощением.

                                

Окислительный стресс

Окислительный стресс может быть определен  как неустойчивое состояние между  прооксидантами и антиоксидантами. Прооксидантнты элементы включают все факторы, которые играют активную роль в повышенном образовании свободных радикалов или других реактивных видов кислорода. В этих процессах могут участвовать как клеточньте механизмы (дефекты в митохоидриальном дыхании, специфические ферменты), так и экзогенные механизмы (курение, загрязнение воздуха, лекарства и т.д.)

Образование свободных радикалов

В организме человека постоянно  образуются свободные радикалы кислорода  и перекиси водорода. Некоторая часть  этих процессов является химической случайностью, например появление гидроксильных  радикалов (0Н) из-за постоянной подверженности низким уровням ионизирующего излучения  из окружающей среды и выделение  супероксида (О) за счет утечки электронов из цепи транспорта электронов. Другое образование этих радикалов является, вероятно, наиболее известным примером закономерной продукции свободных радикалов в организме человека — это выделение 0 путем активирования фагоцитов и образования оксида азота эндотелиальными клетками.

Действие антиоксидантных  защитных систем

Доказано, что повреждающие эффекты 0 и Н202 уменьшаются благодаря  действию антиоксидантных защитных систем. Трудно защититься от фонового ионизирующего излучения, вызывающего  расщепление воды и образование  О-Г. Гидроксильный радикал О-Г настолько реактивен, что воздействует на все, находящееся рядом с местом его образования в организме.

Возникновение окислительного стресса

Поскольку образование производных  кислорода и уровень антиоксидантной  защитной системы приблизительно сбалансированы, то легко сдвинуть баланс в пользу производных кислорода и нарушить биохимию клетки. Эта диспропорция называется окислительным стрессом. Большинство клеток может переносить умеренную степень окислительного стресса благодаря тому, что они  обладают репаративной системой, выявляющей и удаляющей поврежденные окислением молекулы, которые затем заменяются. Кроме того, клетки могут повысить свою антиоксидантную защиту в ответ на окислительный стресс. Например, крысы, размещенные в атмосфере чистого кислорода (а воздух содержит 21 % кислорода), погибают через несколько дней. Но воздействие на животных постепенно повышающимися концентрациями кислорода в течение нескольких дней позволяет повысить активность антиоксидантной защиты в легких, и в конечном счете они могут переносить и 100 % содержание кислорода. Однако сильный окислительный стресс может повредить или уничтожить клетки.

Причины окислительного стресса

В организме здорового человека существует нормальный баланс между  образованием производных кислорода  и антиоксидантной защитой. Из этого  следует, что есть по крайней мере две причины развития окислительного стресса: снижение количества антиоксидантов или повышение образования производных кислорода таким образом, что антиоксиданты уже не могут справляться с защитой.

Хорошо известно, что антиоксидантная  защита в большей мере зависит  от адекватного питания, и в связи  с этим становится очевидным, что  недостаточность питания может  привести к окислительному стрессу. По-видимому, многие болезни человека являются результатом дефицита антиоксидантных  нутриентов, например нейродегенерация в результате длительного дефицита витамина Е у пациентов, организм которых не способен должным образом усваивать жиры. Есть сообщения о том что у ВИЧ-инфицированных обнаружены необычайно низкие концентрации восстановленного глутатиона в лимфоцитах — клетках, чрезвьтчайно важных для иммунного ответа.Курение вызывает окислительный стресс

Курение вызывает окислительный стресс в легких и, вероятно, в большинстве  других тканей организма, поскольку  смолы и дым сигарет богаты радикалами. Почему курение может  вызвать окислительный стресс?

• дым содержит много свободных  радикалов (как в газовой фазе, так и фазе смолы), которые могут  атаковать биологические молекулы и уменьшать количество таких  антиоксидантов, как витамины С и Е.

• Курение может раздражать макрофаги  легких, обусловливая образование О.

• Легкие курильщиков содержат больше нейтрофилов, чем легкие некурящих, и дым может активировать образование О в этих клетках.

• Курильщики часто питаются хуже и потребляют больше алкоголя, чем  некурящие, и могут ощущать недостаточность  пищевых антиоксидантов.

Главным последствием окислительного стресса являются тяжелые нарушения  клеточного метаболизма.

Антиоксидантная система организма

Защита организма от вредного воздействия  кислорода и окисления в ходе эволюции решилась путём создания специализированных антиокислительных механизмов-за счёт создания специализированных ферментных систем- антиокислительных ферментов, буферных систем способных поддерживать прооксидантно-антиоксидантный гомеостаз во внутриклеточных, межклеточных и липидных структурах мембран.

Первая линия обороны клетки от токсического действия активных форм кислорода идёт за счёт цитохром-с-оксидазы, которая осуществляет восстановление кислорода до воды. Вторую линию обороны образуют антиокислительные ферментные системы, локализованные в клетке(органеллы:митохондрии, микросомы). Эти ферментные системы предотвращают «утечку» активных форм кислорода и тем самым, уменьшают окислительную деструкцию биологических структур клетки. К числу антиокислительных ферментов относятся: супероксиддисмутаза, каталаза, система глютатиона, глютатионпероксидаза, органические липидные перекиси, глютатионредуктаза, глютатионтрансфераза, а также церулоплазмин и трансферин крови.

 Антиокислительные ферменты

Супероксиддисмутаза

Супероксиддисмутаза (СОД) - пероксид:пероксид оксиредуктаза, которая инактивирует супероксидный анион-радикал О2. В итоговой реакции образуется пероксид водорода, способный инактивировать супероксиддисмутазу. Поэтому последняя локализована и функционирует в содружестве с каталазой, которая быстро и эффективно разлагает перекись водорода. Наиболее распространённая форма супероксиддисмутазы находится в цитозоле клетки и интермембранном пространстве митохондрий. Супероксиддисмутаза относится к наиболее устойчивым ферментам и в связи с этим подкожное введение её больным животным и человеку, подвергающихся например лучевому облучению, существенно снижает воспалительную и лучевую реакцию в зоне облучения.