Οι ερευνητές ανακαλύπτουν πόσο πάρα πολλά οξυγόνο βλάπτουν τα κύτταρα και τους ιστούς
Το οξυγόνο, ενώ είναι απαραίτητο για τη ζωή, μπορεί επίσης να είναι επιζήμια όταν υπάρχει σε υψηλές συγκεντρώσεις. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως οξειδωτικό στρες, έχει συνδεθεί με τη γήρανση, τη φλεγμονή και μια σειρά ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων των διαταραχών του καρκίνου και των νευροεκφυλιστικών. Ωστόσο, τα ακριβή μοριακά συμβάντα που οδηγούν σε βλάβη που προκαλείται από οξυγόνο παρέμεινε ασαφές.
Χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές απεικόνισης και υπολογιστική μοντελοποίηση, οι ερευνητές ήταν σε θέση να παρατηρούν και να παρακολουθούν τη συμπεριφορά των μορίων οξυγόνου εντός των κυττάρων. Διαπίστωσαν ότι όταν τα επίπεδα οξυγόνου υπερβαίνουν ένα συγκεκριμένο όριο, ενεργοποιεί έναν καταρράκτη αντιδράσεων που τελικά οδηγούν στο σχηματισμό εξαιρετικά αντιδραστικών μορίων που ονομάζονται ελεύθερες ρίζες. Αυτές οι ελεύθερες ρίζες μπορούν να προκαλέσουν βλάβη σε λιπίδια, πρωτεΐνες και DNA, να διαταράσσουν την κυτταρική λειτουργία και να οδηγούν σε κυτταρικό θάνατο.
Οι ερευνητές αναγνώρισαν επίσης ένα βασικό ένζυμο, καταλάση, ως κρίσιμο παίκτη για την άμβλυνση της βλάβης που προκαλείται από το οξυγόνο. Η καταλάση δρα ως αντιοξειδωτικό, μετατρέποντας το επιβλαβές υπεροξείδιο του υδρογόνου, ένα υποπροϊόν του μεταβολισμού του οξυγόνου, σε νερό και οξυγόνο. Όταν η δραστικότητα της καταλάσης διακυβεύεται, τα επίπεδα της αύξησης του υπεροξειδίου του υδρογόνου, οδηγώντας σε οξειδωτικό στρες και βλάβη των κυττάρων.
Αυτή η μελέτη παρέχει μια βαθύτερη μοριακή κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το υπερβολικό οξυγόνο μπορεί να βλάψει τα κύτταρα και τους ιστούς. Με την απόρριψη του φωτός στο ρόλο της καταλάσης και τον καταρράκτη των αντιδράσεων που προκαλούνται από τα υψηλά επίπεδα οξυγόνου, τα ευρήματα ανοίγουν νέες οδούς για την ανάπτυξη θεραπειών που αποσκοπούν στη διαχείριση του οξειδωτικού στρες και στην πρόληψη της βλάβης που προκαλούνται από οξυγόνο.
