Stres oksydacyjny wyjaśniony
Reaktywne formy tlenu
Organizmy żyjące w warunkach tlenowych wykorzystują tlen podczas oddychania. Pomimo, że oddychanie jest istotą życia i process ten jest niezbędny do wytwarzania energii, jest również przyczyną powstawania reaktywnych form tlenu (ROS). ROS to wysoce reaktywne pochodne tlenu, które mają zdolność uszkadzania takich makromolekuł jak DNA, białek oraz lipidów. Do reaktywnych form tlenu zalicza się m.in. rodniki hydroksylowe, ponadtlenki, nadtlenek wodoru czy nadtlenek azotu. Pomimo, że ROS mogą być przyczyną ogromnych zniszczeń w organizmie, mogą również odgrywać istotną rolę w różnych biologicznych procesach. I tak, ROS mogą występować w roli mediatorów i regulatorów komórkowych procesów metabolicznych, indukować apoptozę, aktywować geny oraz są przekaźnikami w różnych szlakach biochemicznych. Dodatkowo, ROS są nieodłączną częścią wrodzonego układu odpornościowego.
Źródło ROS
Pochodzenie reaktywnych form tlenu może być endo- albo egzogenne. Głównym źródłem endogennych ROS jest łańcuch oddechowy mający miejsce w mitochondriach oraz system odpornościowy. Po pierwsze, przy użyciu 4 elektronów łańcuch oddechowy wytwarza energię w formie ATP w procesie przekształcającym tlen w wodę. Zdarza się jednak, że w kilku procentach przypadków elektrony nie zostają wykorzystane przez łańcuch oddechowy prowadząc do niekompletnego przekształcenia tlenu. Tak powstają reaktywne formy tlenu. Częstotliwość i ilość niesparowanych elektronów jest wyższa w przypadku, gdy chów zwierząt jest intensywny. Po drugie, ROS są częścią odpowiedzi immunologicznej, która ma na celu zabicie inwazji chorobotwórczych bakterii. Podczas infekcji, ROS są generowane przez komórki układu odpornościowego w procesie o nazwie wybuchu tlenowego, w którym to fagocyty używają ROS do namierzenia i zniczenia patogenów. Egzogenne źródła również przyczyniają się do zwiększenia ogólnej liczby ROS. Wśród nich można wymienić: promieniowanie, zanieczyszczenie powietrza, chemikalia, toksyny oraz pasze zawierające tłuszcze nasycone i lipidy. Do najczęściej spotykanych w hodowli zwierząt czynników stresotwórczych można zaliczyć stres cieplny, infekcje, poród, zatrucia (mikotoksynami, metalami ciężkimi) i niezbilansowaną dietę (np. wysokotłuszczową).
One również zwiększają poziom reaktywnych form tlenu w organizmie.
Antyoksydanty
Jako, że organizmy tlenowe są ciągle wyeksponowane na działanie ogromnej liczby reaktywnych form tlenu są też przystosowane do ich zwalczania. Antyoksydanty są postrzegane jako związki przeciwdziałające ROS mające zdolność ich pochłaniania i tłumienia oraz potrafią naprawiać uszkodzenia DNA, białek oraz utlenionych tłuszczów. W zależności od rodzaju ich aktywności, antyutleniacze można podzielić na enzymatyczne (np. dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza czy peroksydaza glutationowa) i nieenzymatyczne, do których zaliczyć można glutation, witaminę C i E oraz minerały takie jak miedź, mangan, cynk.
Stres oksydacyjny
Kiedy produkcja lub ekspozycja na ROS wyczerpuje potencjał antyoksydacyjny organizmu, zwierzęta doświadczają stresu oksydacyjnego. Zachwianie tej równowagi wywołuje nadmierne utlenianie i niszczenie lipidów, białek oraz DNA. Lipidy znajdujące się w błonach komórkowych bardzo szybko ulegają utlenieniu prowadząc do zakłócenia integralności błon. Utlenianie białek prowadzi do upośledzonej pracy enzymów, a uszkodzenia DNA prowadzą do występowania mutacji i pękania nici. Ostatecznie komórki ulegaja funkcjonalnemu uszkodzeniu, w wyniku czego dochodzi do ich smierci (apoptozy lub martwicy) i strukturalnego uszkodzenia tkanek. Dodatkowo, ROS odgrywają istotną rolę w wewnątrzkomórkowych szlakach antyoksydacyjnych oraz zapalnych, prowadząc do produkcji i uwalniania antyoksydatnów albo prozapalnych cytokin. W zależności od kocentracji ROS jeden z tych procesów będzie dominował. Kiedy koncentracja ROS jest duża, co ma miejsce w przypadku wystąpienia stresu oksydacyjnego, antyoksydanty nie są w stanie zneutralizować tak dużej liczby ROS, co prowadzi do stanu zapalnego i produkcji jeszcze większej ilości ROS.
Stres oksydacyjny widocznie wpływa na produkcję zwierzęcą. Powstałe stany zapalne łącznie z rekonstrukcją uszkodzonych tkanek pochłaniają duże ilości energii oraz składników odżywczych, co uniemożliwia wykorzystanie ich na produkcję co przekłada się na finansowe straty hodowców.
Referencje sa dostepne na życzenie.