Редукционный стресс
Восстановительный стресс (РС) определяется как аномальное накопление восстанавливающих эквивалентов, несмотря на наличие неповрежденных систем окисления и восстановления. [ 1 ] Окислительно-восстановительная реакция включает перенос электронов от восстановителей (восстановителей) к окислителям (окислителям), и окислительно-восстановительные пары ответственны за большую часть клеточного потока электронов. [ 2 ] RS — это состояние, в котором имеется больше восстанавливающих эквивалентов по сравнению с восстановительными формами кислорода (АФК) в форме известных биологических окислительно-восстановительных пар, таких как GSH/GSSG, НАДФ+/НАДФН и НАД+/НАДН. [ 1 ] Восстановительный стресс является аналогом окислительного стресса , при котором акцепторы электронов , как ожидается, в основном уменьшаются. [ 3 ] Редукционный стресс, вероятно, обусловлен внутренними сигналами, которые обеспечивают клеточную защиту от прооксидативных состояний. [ 4 ] Существует баланс регуляции по обратной связи между восстановительным и окислительным стрессом, при котором хронический RS индуцирует окислительные виды (ОС), что снова приводит к увеличению производства RS.
Последствия редукционного стресса
[ редактировать ]Существует несколько последствий избытка восстанавливающих эквивалентов: регуляция клеточных сигнальных путей за счет снижения реакции роста клеток, модификация транскрипционной активности, нарушение образования дисульфидных связей внутри белков, усиление митохондриальной неисправности, снижение клеточного метаболизма и цитотоксичность. [ 1 ] [ 5 ] Чрезмерная экспрессия антиоксидантных ферментативных систем способствует избыточному производству восстанавливающих эквивалентов, что приводит к истощению АФК и развитию RS в клетках. Фактор 2, связанный с ядерным фактором эритроида 2 (Nrf2), является важным фактором транскрипции, который регулирует множество генов, которые кодируют антиоксидантный ответ, и после неконтролируемой амплификации этого сигнального пути RS увеличивается. [ 6 ] [ 7 ] Хотя разные органеллы могут иметь разный окислительно-восстановительный статус, путем исследования таких факторов, как глутатион и перекись водорода (H 2 O 2 ), было установлено, что восстановительный стресс присутствует в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) стареющих клеток. Редукционный стресс играет важную роль в процессе старения клетки, и когда статус окисления ЭР повышен, клеточное старение замедляется. [ 8 ] В частности, когда редукционный стресс усиливается, это может привести ко многим последующим эффектам, таким как усиление апоптоза , снижение выживаемости клеток и митохондриальная дисфункция — все из которых необходимо должным образом регулировать, чтобы гарантировать удовлетворение потребностей клетки. [ 9 ] Данные показывают, что в изолированных митохондриях, когда имеется высокое соотношение НАДН/НАД+, например RS, АФК значительно увеличиваются в митохондриальном матриксе, что приводит к перетоку H2O2 из митохондрий. [ 4 ] Было даже высказано предположение, что редукционный стресс приводит к более высокой вероятности кардиомиопатии у людей. Это также загадочным образом связано с обильным присутствием белка теплового шока 27 (Hsp27), что позволяет предположить, что высокие уровни индуцируемого Hsp27 могут вызывать кардиомиопатию. [ 10 ] Редукционный стресс присутствует при многих заболеваниях с такими отклонениями, как увеличение восстанавливающих эквивалентов, что приводит к таким проблемам, как гипоксией . окислительный стресс, вызванный [ 8 ] Более восстановительная окислительно-восстановительная среда способствует метастазированию рака, а раковые клетки используют восстановительный стресс, чтобы стимулировать рост и противостоять противораковым агентам, таким как химиотерапия и лучевая терапия. [ 4 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Перес-Торрес, Израиль; Гуарнер-Ланс, Вероника; Рубио-Руис, Мария Эстер (05 октября 2017 г.). «Восстановительный стресс при воспалительных заболеваниях и прооксидантный эффект антиоксидантов» . Международный журнал молекулярных наук . 18 (10): 2098. doi : 10.3390/ijms18102098 . ISSN 1422-0067 . ПМЦ 5666780 . ПМИД 28981461 .
- ^ Сяо, Ушенг; Лоскальцо, Джозеф (20 июня 2020 г.). «Метаболические реакции на редукционный стресс» . Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 32 (18): 1330–1347. дои : 10.1089/ars.2019.7803 . ISSN 1523-0864 . ПМК 7247050 . ПМИД 31218894 .
- ^ Корге, Пааво; Кальметт, Гийом; Вайс, Джеймс Н. (2015). «Увеличенное производство активных форм кислорода во время восстановительного стресса: роль митохондриальных глутатиона и тиоредоксинредуктазы» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биоэнергетика . 1847 (6–7): 514–525. дои : 10.1016/j.bbabio.2015.02.012 . ISSN 0006-3002 . ПМК 4426053 . ПМИД 25701705 .
- ^ Перейти обратно: а б с Чун, Кён Су; Ким, До-Хи; Сур, Ён Джун (30 марта 2021 г.). «Роль восстановительного и окислительного стресса в прогрессировании опухоли и устойчивости к противораковым лекарственным средствам» . Клетки . 10 (4): 758. doi : 10.3390/cells10040758 . ISSN 2073-4409 . ПМЦ 8065762 . ПМИД 33808242 .
- ^ Чжан, Хуали; Лимфонг, Паттрарани; Пипер, Джоэл; Лю, Цян; Родеш, Кристофер К.; Христиане, Элизабет; Бенджамин, Айвор Дж. (2012). «Глутатион-зависимый восстановительный стресс вызывает митохондриальное окисление и цитотоксичность» . Журнал ФАСЭБ . 26 (4): 1442–1451. дои : 10.1096/fj.11-199869 . ISSN 0892-6638 . ПМЦ 3316899 . ПМИД 22202674 .
- ^ Чун, Кён Су; Ким, До-Хи; Сур, Ён Джун (2021). «Роль восстановительного и окислительного стресса в прогрессировании опухоли и устойчивости к противораковым лекарственным средствам» . Клетки . 10 (4): 758. doi : 10.3390/cells10040758 . ISSN 2073-4409 . ПМЦ 8065762 . ПМИД 33808242 .
- ^ Ма, Цян (2013). «Роль Nrf2 в окислительном стрессе и токсичности» . Ежегодный обзор фармакологии и токсикологии . 53 : 401–426. doi : 10.1146/annurev-pharmtox-011112-140320 . ISSN 0362-1642 . ПМЦ 4680839 . ПМИД 23294312 .
- ^ Перейти обратно: а б Цяо, Синьхуа; Е, Аоцзюнь; Се, Тин; У, Сюнь; Ван, Лю, Гуан-Хуэй (2021). . «Восстановительный стресс в эндоплазматическом ретикулуме, вызванный S-нитрозированием Ero1α, ускоряет старение» журнал . doi : 10.2139 / . ISSN 1556-5068 . SSRN ssrn.3869890 Электронный
- ^ Хэнди, Дайан Э.; Лоскальцо, Джозеф (2017). «Реакция сердечно-сосудистой системы на редукционный стресс» . Свободнорадикальная биология и медицина . 109 : 114–124. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2016.12.006 . ПМК 5462861 . ПМИД 27940350 .
- ^ Чжан, Сяоянь; Ли, Чуанфу; Цянь, Бо; Дин, Чжэннянь; Яо, Юйчжэнь; 01.06.2010). «Участие редукционного стресса в кардиомиопатии у трансгенных мышей со специфической для сердца экспрессией белка теплового шока 27» . Гипертензия . 55 (6): 1412–1417. doi : 10.1161/ . HYPERTENSIONAHA.109.147066 20439823. S2CID 13429934 .