Oxidative stress: classic doctrine and its update

Abstract

The concept of oxidative stress is widely used to describe damage caused by reactive oxygen and nitrogen species. This concept is actively developing and is the basis for the rational use of antioxidants. The purpose of the work is to analyze the literature data on the development of the doctrine of oxidative stress and its role in normal and pathological conditions. Literary sources were searched in PubMed and Google Scholar databases and the sources analyzed in this work were selected. The founders of the doctrine of oxidative stress have described that it can be a result of not only external factors, but also internal cellular mechanisms. This condition is characterized by the generation of reactive forms of oxygen and nitrogen in the cell, changes in antioxidant protection, oxidative modification of macromolecules and impaired redox balance. An important discovery was the fact that redox reactions are used in the cell signaling. Oxidative stress was detected in physiological conditions and involved in many diseases as their cause or consequence. The development of the oxidative stress doctrine relates to the improvement of strategies for its detection and quantitative evaluation, so the previously used indicators are supplemented with new ones, a comprehensive approach based on indices is introduced. It is believed that intense oxidative stress should be diagnosed to prevent the development of free-radical pathology and premature aging in a timely manner. Understanding of oxidative stress developed to the idea of oxidant-antioxidant equilibrium and the need for its normal slight shift to the side of oxidative processes to maintain homeostasis. This approach warns against excessive administration of exogenous antioxidants, which can disrupt the balance.

Коли вперше був запропонований термін «оксидативний стрес», мало хто усвідомлював вплив цього внеску. Нині все більше дослідників застосовують це поняття для опису пошкодження, спричиненого активними формами кисню та азоту. Концепція оксидативного стресу продовжує еволюціонувати і є базисом для раціонального застосування антиоксидантів. Мета роботи – проаналізувати дані літератури щодо розвитку вчення про оксидативний стрес і його роль в нормі та в патології. Об’єкт та методи дослідження. Було здійснено пошук літературних джерел у базах даних PubMed та Google scholar і відібрано окремі з них, проаналізовані надалі в даній роботі. Основна частина. Засновники вчення про оксидативний стрес описали, що він може бути результатом не тільки зовнішніх факторів, а й внутрішніх клітинних механізмів, Цей стан визначається генерацією активних форм кисню і азоту в клітині, змінами антиоксидантного захисту, окисною модифікацією макромолекул і порушенням окисно-відновного балансу. Примітним відкриттям стало уявлення про те, що окисно-відновні реакції використовуються в клітинній сигналізації. Водночас, відкриття того, що деякі антиоксидантні ферменти можуть адаптуватися до підвищеного утворення активних форм кисню показало, що організми здатні змінювати свою внутрішню резистентність для досягнення нового рівня оксидантно-антиоксидантного гомеостазу. Оксидативний стрес був виявлений при фізіологічних станах і причетний до понад ста захворювань як їх причина або наслідок. Розвиток уявлень про оксидативний стрес не можливий без удосконалення стратегій його визначення та кількісної оцінки, тому раніше використовувані показники доповнюються новими, впроваджується комплексний підхід на основі індексів. Вважають, що слід прагнути своєчасно розпізнати інтенсивний оксидативний стрес, щоб запобігти або відстрочити розвиток захворювань, пов’язаних із вільними радикалами, та передчасне старіння. Висновки. Розуміння оксидативного стресу від початкового погляду на негативний вплив надлишку активних форм кисню розвинулось до уявлень про оксидантно-антиоксидантну рівновагу і необхідність її нормального невеликого зрушення вбік оксидативних процесів для підтримання гомеостазу. Такий підхід застерігає медичних професіоналів від надмірного введення екзогенних антиоксидантів, яке здатне порушити цю рівновагу.