Oxy là không thể thiếu cho sự sống, và ngoại trừ một số vi khuẩn kỵ khí nhất định

Xin vui lòng liên hệoscar.xiao@wecistanche.comđể biết thêm thông tin

Trừu tượng:Một trong những quan niệm phổ biến liên quan đến sự lão hóa của tế bào và sinh vật là sự tích tụ dần dần trong tế bào của các đại phân tử bị oxy hóa bị hư hỏng, dẫn đến sự suy giảm chức năng của tế bào và cơ quan (lý thuyết gốc tự do về sự lão hóa). Vật liệu chưa được xác định về mặt hóa học này được gọi là "lipofuscin," ceroid "hoặc" sắc tố tuổi "chủ yếu được hình thành thông qua các biến đổi oxy hóa không được kiểm soát và không đặc hiệu của các đại phân tử tế bào được tạo ra bởi các gốc tự do phản ứng mạnh. Điều kiện tiên quyết cần thiết để tạo gốc tự do phản ứng và hình thành lipofuscin là sự sẵn có trong tế bào của sắt đen (Fe2 cộng) ("sắt không bền"), xúc tác chuyển đổi các chất oxy hóa yếu như peroxit, thành các chất phản ứng cực mạnh như gốc hydroxyl (HO *) hoặc alkoxyl (RO). Nếu vật liệu bị oxy hóa vẫn còn không được sửa chữa trong thời gian dài, chúng có thể bị oxy hóa thêm để tạo ra các sản phẩm bị oxy hóa quá mức cuối cùng mà các hệ thống tế bào có liên quan không thể sửa chữa, phân hủy hoặc thải ra ngoài. do đó cho phép các chu kỳ tích lũy lipofuscin ngày càng nhanh vô ích. Trong bài báo này, chúng tôi đưa ra bằng chứng cho thấy điều chế sự phân bố vũng sắt không bền bằng các biện pháp dinh dưỡng hoặc dược lý đại diện cho một mục tiêu chưa được đánh giá cao cho đến nay để cản trở sự tích tụ lipofuscin và lão hóa tế bào.

Từ khóa:cơ chế lão hóa; các hợp chất ăn kiêng có hoạt tính sinh học; sự già đi của tế bào; các gốc tự do, chất tạo sắt; sắt không bền; Chế độ ăn Địa Trung Hải; stress oxy hóa

1. Giới thiệu

Lão hóa tự nhiên thể hiện một quá trình liên quan đến nhiều cơ chế phân tử thoái hóa, dẫn đến sự suy giảm dần dần của các chức năng cơ quan. Lão hóa đi kèm với những thay đổi kiểu hình liên quan đến cả yếu tố di truyền và biểu sinh, cuối cùng gây ra sự mất tổ chức cấu trúc, suy giảm chức năng, tăng xác suất mắc bệnh và tử vong. Thật hợp lý khi tưởng tượng rằng việc làm sáng tỏ các cơ chế sinh hóa phức tạp cơ bản xác định tốc độ lão hóa sinh học nên có tầm quan trọng hàng đầu về mặt lâm sàng [1].

Vui lòng bấm vào đây để biết thêm

Lý thuyết hấp dẫn nhất để giải thích quá trình lão hóa là cái gọi là "lý thuyết gốc tự do của quá trình lão hóa" do Denham Harman đề xuất năm 1956 [2]. Lý thuyết này cho rằng một số gốc tự do phản ứng có nguồn gốc oxy được tạo ra trong các tế bào hiếu khí có thể thoát khỏi sự giám sát của các cơ chế bảo vệ, dẫn đến quá trình oxy hóa không đặc hiệu của tất cả các thành phần cơ bản của tế bào (protein, lipid, nucleotide, carbohydrate, v.v.) .

Tế bào đã phát triển các hệ thống tinh vi có thể loại bỏ nhanh chóng các chất oxy hóa có nguồn gốc từ oxy, đồng thời phát hiện và sửa chữa các thành phần bị hư hỏng do oxy hóa của chúng. Tuy nhiên, trong các trường hợp điều kiện ứng suất oxy hóa gia tăng và kéo dài, khả năng sửa chữa các bộ phận bị hư hỏng của tế bào có thể đạt đến mức bão hòa, cho phép quá trình oxy hóa tiếp tục các thành phần đã bị oxy hóa và tích tụ vật liệu không thể sửa chữa bị oxy hóa quá mức bên trong tế bào. Hiện tượng này gây ra những thay đổi đối với cấu trúc tế bào tổng thể và thách thức chức năng bình thường của tế bào, như thể hiện rõ trong quá trình lão hóa và lão hóa [3].

Các cơ chế phân tử chính xác làm cơ sở cho việc tạo ra các gốc tự do phản ứng cao có khả năng làm hỏng các thành phần tế bào và thúc đẩy sự tích tụ của các vật chất không thể sửa chữa vẫn còn chưa được hiểu rõ. Việc làm sáng tỏ các cơ chế này chắc chắn sẽ cung cấp các ý tưởng hữu ích và các công cụ phân tử để can thiệp vào quá trình lão hóa và có thể ngăn ngừa sự phát triển của các bệnh liên quan đến lão hóa [4].

Điều kiện tiên quyết cần thiết để tạo ra các gốc tự do phản ứng mạnh bên trong tế bào là sự sẵn có của các ion sắt đen (Fe2 cộng), có thể xúc tác chuyển đổi các chất oxy hóa yếu như peroxit thành các chất phản ứng cực mạnh như hydroxyl (HO) hoặc alkoxyl (RO) cấp tiến.chiết xuất cistanche tubulosaPhần sắt tế bào này chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tổng số sắt tế bào và thường được gọi là "sắt không bền" 5,6]. Do đó, sự suy giảm hoặc phân phối lại sắt không bền trong tế bào bởi các hợp chất ngoại sinh có thể làm giảm sự hình thành các gốc phản ứng gây hại trong trường hợp tăng ứng suất oxy hóa và ngăn chặn quá trình oxy hóa và quá trình oxy hóa của các thành phần tế bào. Điều thú vị là rất nhiều hợp chất hoạt tính sinh học chelat sắt đã được chứng minh là có mặt trong chế độ ăn Địa Trung Hải|7-10. Hơn nữa, nó đã được chứng minh rằng khi các tác nhân này có thể đi đến bên trong tế bào, chúng sẽ bảo vệ tế bào khỏi bị hư hại trong điều kiện stress oxy hóa [11,12].

Trong bài tổng quan này, chúng tôi tập trung quan tâm vào việc mô tả các tương tác hóa học góp phần vào quá trình oxy hóa và quá trình oxy hóa của các thành phần tế bào. Đặc biệt chú ý đến vai trò quan trọng của sắt không bền (sắt hoạt tính khử) trong các quá trình này, cũng như sự tham gia tiềm năng của các hợp chất hoạt tính sinh học tạo sắt tự nhiên trong chế độ ăn trong việc kiểm soát mức độ và / hoặc sự phân bố không gian của sắt không bền trong tế bào.

2. Các loài oxy phản ứng và khái niệm về ứng suất oxy hóa

2.1 Nghịch lý Oxy / gen

Oxy là không thể thiếu cho sự sống, và, ngoại trừ một số vi khuẩn kỵ khí, tất cả động vật, thực vật và vi khuẩn đều cần oxy để phát triển. Chức năng chính của oxy trong vi khuẩn hiếu khí là đóng vai trò như chất nhận cuối cùng của các điện tử trong bước cuối cùng của chuỗi vận chuyển điện tử ti thể, đại diện cho quá trình quan trọng trong quá trình dị hóa oxy hóa sản sinh năng lượng. Tuy nhiên, các đặc tính hóa học của oxy tạo tiền đề cho nó tạo ra các chất trung gian oxy hoạt tính cao có thể oxy hóa các thành phần thiết yếu của tế bào, gây nguy hiểm cho tế bào và mở rộng là cân bằng nội môi của cơ quan. Do đó, có một nghịch lý gây tò mò: oxy là không thể thiếu đối với các vi khuẩn hiếu khí, trong khi đó, các sản phẩm phụ trao đổi chất của nó là không thể tránh khỏi và có khả năng độc hại. Rõ ràng là việc sản xuất và loại bỏ các loài này liên tục xảy ra trong tế bào, giữ chúng ở mức cơ bản không độc hại [5]. Tuy nhiên, trong một số trường hợp nhất định, sự cân bằng được điều chỉnh chặt chẽ này có thể bị phá vỡ. Nếu tốc độ hình thành của chúng vượt quá tốc độ loại bỏ chúng, thì nồng độ ở trạng thái ổn định phải được nâng lên, do đó làm tăng xác suất tạo ra các gốc tự do phản ứng có khả năng gây hại, một trạng thái được gọi là "stress oxy hóa" [13,14].

Trong phần này, chúng tôi cung cấp một mô tả ngắn gọn về khái niệm "stress oxy hóa" dựa trên cơ chế sinh hóa của sự hình thành nội bào và loại bỏ phản ứng được chuyển đổi thành hydrogen peroxide (H, O,) bởi superoxide dismutases (SODs) (Hình 1A) . H2O2 được tạo ra có thể được khử thêm nữa, theo phương pháp enzym bởi hai điện tử thành H2O hoặc một điện tử phi enzym để dẫn đến việc tạo ra các gốc hydroxyl cực kỳ phản ứng (HO *). Phản ứng thứ hai yêu cầu sắt đen (Fe- plus) có sẵn và được gọi là "phản ứng Fenton" [15].

Ngoài H và O, các hydroperoxit lipid (LOOHs) cũng thường được tạo ra thông qua hoạt động của enzym "lipoxygenase" (LOX) (Hình 1B). Một "glutathione peroxidase 4" (Gpx4) liên kết màng cụ thể chịu trách nhiệm loại bỏ các LOOH dư thừa [16]. Giống như H2O2, LOOH có thể tương tác với Fe7, do đó dẫn đến việc tạo ra các gốc alkoxyl lipid có phản ứng cao (LO * s). Những loài này có thể thúc đẩy hơn nữa các phản ứng dây chuyền làm tăng cường quá trình peroxy hóa lipid và sản xuất aldehyde như các sản phẩm ổn định cuối cùng. Điều thú vị là gần đây người ta đã chỉ ra rằng chức năng không phù hợp của Gpx4 kết hợp với mức tăng cao của Fe2 có sẵn cộng với luôn dẫn đến một loại tế bào chết được điều chỉnh riêng biệt có tên là "ferroptosis" [17].

Tất cả các chất trung gian nói trên của quá trình khử O, được gọi chung là các loại oxy phản ứng (ROS). Tuy nhiên, cần phải nhấn mạnh rằng bản thân thuật ngữ ROS đã chứa đựng một mâu thuẫn cố hữu vì nó bao gồm cả các chất oxy hóa yếu như O, -và H, O và các chất phản ứng cực mạnh như độ HO và RO · [5].cistanche tubulosa đánh giá,Ngoài ra, sự gia tăng ROS trong điều kiện ứng suất oxy hóa không đồng thời đối với tất cả các loài này, nhưng việc tạo ra nồng độ HO phản ứng và RO · phụ thuộc vào sự có mặt hoặc không có sắt đen. Rõ ràng là từ những cân nhắc ở trên rằng sự hiện diện của sắt không bền sẵn có đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra các gốc tự do phản ứng mạnh trong điều kiện tăng tốc độ hình thành hydroperoxide (stress oxy hóa). Do đó, việc kiểm soát nồng độ Fe2 plus có sẵn đã trở thành một chiến lược hợp lý để bảo vệ tế bào hiệu quả trong điều kiện stress oxy hóa [18]. Một chiến lược như vậy chủ yếu nhằm mục đích ngăn chặn việc tạo ra HO và RO hơn là loại bỏ chúng sau khi chúng được hình thành, điều này dường như là không thể do các hằng số phản ứng tốc độ cao của chúng.

2.3. Cơ chế tạo và loại bỏ ROS

Việc giảm một phần O2 có thể được tạo điều kiện thuận lợi bằng cách kích hoạt một số cơ chế trong tế bào động vật có vú [14]. Yếu tố quan trọng nhất theo quan điểm định lượng là enzym NADPH oxidase 2 (Nox2), nằm trên màng sinh chất của thực bào chuyên nghiệp. Khi được kích hoạt, Nox2 có thể tạo ra lượng O quá mức "- và nhiều loài phản ứng xuôi dòng khác [19] nhằm tiêu diệt vi sinh vật ngoại lai xâm nhập tại các vị trí viêm và nhiễm trùng. Dưới những điều kiện này, các tế bào thực bào chuyên nghiệp bị thu hút và kích hoạt, dẫn đến tăng tiêu thụ O2 (khoảng 100 lần), một thực tế thường được gọi là bùng nổ "hô hấp" hoặc "oxy hóa". O2 * được tạo ra có thể kích hoạt sự khởi đầu của một số con đường sinh hóa phức tạp dẫn đến sự hình thành thêm các chất oxy hóa mạnh có khả năng dập tắt những kẻ xâm lược vi sinh vật tiềm ẩn [20,21]. Ngoài Nox2, một số thành viên khác của họ NADPH oxidase (Nox1, Nox 3-5 và DUOX 1-2) có thể tạo ra một lượng giới hạn O {{17} } khi được kích hoạt, chủ yếu cho mục đích báo hiệu [22].

Cistanche có thể chống lão hóa

Ti thể cũng là một nguồn nội bào chính của các chất trung gian phản ứng oxy. Các phức hợp chuyển điện tử - đặc biệt là phức hợp I và phức hợp trong chuỗi hô hấp - có thể làm rò rỉ điện tử đến O, một phần bị khử thành O "- [23,24]. Một loạt các chất oxy hóa khác có mặt nổi bật trong các ngăn tế bào khác nhau cũng có thể tạo ra các chất trung gian oxy phản ứng Ngoài ra, các sản phẩm phụ phản ứng có nguồn gốc oxy có thể được tạo ra từ các tương tác với các nguồn ngoại sinh như ô nhiễm môi trường, thuốc, ion hóa, bức xạ mặt trời, và các chất dinh dưỡng (Hình 1A).

Trong quá trình tiến hóa, các tế bào hiếu khí đã phát triển các cơ chế bảo vệ chống oxy hóa tinh vi để nhanh chóng loại bỏ các chất oxy hóa yếu có nguồn gốc oxy được tạo ra liên tục như O, -và HO, Các enzym phân hủy chuyển hóa các chất trung gian này được coi là tuyến phòng thủ đầu tiên trong việc bảo vệ các tế bào tiếp xúc đến điều kiện ứng suất oxy hóa [25]. Do đó, O, -được chuyển đổi nhanh chóng thành H, O, thông qua SODs, trong khi H, O, có thể bị loại bỏ bởi các enzym như catalase (Mèo), Gpx, và peroxiredoxin (Prx) (Hình 1A). Cả O,-và HO, đại diện cho các sản phẩm khử một và hai điện tử của oxy, đều phản ứng vừa phải và chỉ có thể tương tác trực tiếp với một số phân tử tế bào hạn chế, chủ yếu là sắt-lưu huỳnh (4F -4 S) các protein chứa cụm, dẫn đến giải phóng sắt không bền và điều hòa hoạt động của các protein tương ứng [26]. Ngược lại, HO và RO được tạo ra sau sự tương tác của H2O2 hoặc ROOH với Fe2 cộng với Fe2 thể hiện khả năng phản ứng cực kỳ cao. Trên thực tế, HO · được coi là một trong những phân tử phản ứng mạnh nhất được tạo ra trong tế bào sống, vì nó có thể oxy hóa ngay lập tức và không phân biệt bất kỳ nhóm hóa học nào xảy ra ở gần nơi tạo ra nó (phản ứng điều khiển khuếch tán) [5]. Thông số cần thiết để tạo ra HO * s và RO * s là sự hiện diện đồng thời của mức H, O hoặc ROOH tăng cao với Fe2 cộng trong một khoảng thời gian thích hợp [27].

2.4. Tín hiệu oxy hóa khử

Điều thú vị là thiên nhiên đã tận dụng những điều cơ bản được thảo luận ở trên, phát triển trong quá trình tiến hóa các cơ chế thích nghi để bảo vệ tế bào trong điều kiện gia tăng thế hệ peroxit. Sử dụng các hệ thống giám sát cẩn thận để phát hiện nồng độ sắt trong tế bào có sẵn bằng các cảm biến cụ thể IRP1 và IRP2 (protein điều hòa sắt 1 và 2, tương ứng) và phối hợp với các tín hiệu viêm và nhiễm trùng, các tế bào có thể điều chỉnh một cách tinh vi sự cân bằng hiện có giữa trương lực peroxit và không bền. sắt sẵn có [5,28]. Khi nồng độ peroxide tăng lên, ví dụ như trong trường hợp bị viêm hoặc nhiễm trùng, sự cảm ứng nhanh và mạnh mẽ của ferritin sẽ loại bỏ sắt có sẵn [10,11] và ngăn ngừa sự hình thành các HO hoặc RO * gây hại.cistanche Vương quốc AnhTuy nhiên, trong trường hợp căng thẳng oxy hóa mạnh và kéo dài, khả năng bảo vệ tổng thể của tế bào có thể bị quá tải, do đó dẫn đến việc truyền một số tín hiệu khác nhau, bao gồm cả tín hiệu chết theo chương trình của tế bào, bằng cách tự chết hoặc hoại tử [10,29] .

Rõ ràng, hậu quả gây ra khi tế bào tiếp xúc với peroxit phụ thuộc phần lớn vào loại tế bào, cũng như mức độ, bản chất, thời gian và vị trí của các chất oxy hóa được tạo ra. Các phản ứng của tế bào có thể bao gồm từ thích ứng đến lão hóa và chết theo mô hoặc hoại tử [30-34]. Điều thú vị là trong một số trường hợp truyền tín hiệu qua trung gian ứng suất oxy hóa (tín hiệu oxy hóa khử), sắt không bền đã được chứng minh là có liên quan đến các cơ chế tương ứng. Ví dụ: gần đây chúng tôi đã chỉ ra rằng sắt không bền là cần thiết để kích hoạt trục ASK 1- JNK / p38 [10,29], dẫn đến cái chết của tế bào apoptotic trong các tế bào Jurkat tiếp xúc với H, O. Nó cũng Điều quan trọng cần lưu ý là HO2 tự do khuếch tán qua màng sinh học và có thể tiếp cận các tế bào và mô khỏe mạnh xung quanh, gây áp lực oxy hóa lên chúng. Mặt khác, tính chất tương tự cho phép H, O, hoạt động như một phân tử tín hiệu trong cách cư xử của cơ quan nội tiết và nội tiết.

2.5 Sắt thép và vai trò quan trọng của nó trong độc tính gây ra stress oxy hóa

Sắt là một nguyên tố cần thiết cho tế bào và sinh vật sống vì nó tham gia vào các chức năng sinh hóa đa dạng bao gồm vận chuyển oxy, hô hấp tế bào, tổng hợp và sửa chữa DNA, và một số phản ứng enzym khác [28,35]. Tuy nhiên, bất chấp vị trí đặc quyền của nó trong vật chất sống, sắt tham gia vào các phản ứng tạo gốc tự do gây tổn hại được gọi là phản ứng kiểu Fenton, trong đó H2O2 được chuyển thành mức HO phản ứng cao thông qua chất trung gian ưa thích / phản ứng (Phản ứng 1).

Phản ứng 1: Fe2 cộng với H2O2 → chất trung gian phàl / per phàl → Fe3 cộng với độ HO cộng với OH-Rõ ràng là mặc dù cung cấp đủ sắt là cần thiết cho sức khỏe, nhưng thừa sắt đồng thời có khả năng gây nguy hiểm cho tế bào và mô [36]. Do đó, việc điều chỉnh chặt chẽ cân bằng nội môi của sắt (thu nhận, sử dụng và giải độc) là rất quan trọng để tránh cả tình trạng thiếu sắt và quá tải. Nhu cầu này được đáp ứng bởi các cơ chế phức tạp mà động vật có vú đã phát triển để thực hiện các chức năng quan trọng và đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của chúng đối với sắt đồng thời giảm thiểu độc tính của nó [37]. Thật vậy, hầu hết sắt trong cơ thể được giữ ở trạng thái trơ oxy hóa khử. Trong tuần hoàn, sắt được liên kết chặt chẽ trong chất mang sắt transferrin, trong khi hầu hết sắt nội bào được bảo vệ tốt trong các vị trí hoạt động của các enzym hoặc được dự trữ an toàn trong ferritin. Tuy nhiên, một phần nhỏ sắt không được che chắn thường được gọi là sắt "không bền" hoặc "chelate", có hoạt tính oxy hóa khử, có nghĩa là nó có thể xúc tác tạo ra mức độ HO thông qua các phản ứng kiểu Fenton [6,38].

Việc xác định một định nghĩa chính xác về sắt không bền là khá khó khăn. Thông thường, nó được gọi là phần sắt có khả năng xúc tác tạo ra HO · và RO sau khi tương tác với peroxit, và ngoài ra, nó có thể bị cô lập bởi các hợp chất có khả năng tạo chelat yếu [6]. Rõ ràng, sắt không bền có trong vật liệu sinh học có thể liên kết với các vị trí liên kết có ái lực thấp trong các đại phân tử (chẳng hạn như polynucleotide như DNA và RNA, protein và lipid) và / hoặc với các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp chứa oxy, nitơ và lưu huỳnh vào cấu trúc của chúng [39-41].

Do đó, sắt không bền gắn với phospholipid màng xúc tác sự khởi đầu và lan truyền của chuỗi phản ứng peroxy hóa lipid, có thể làm trung gian cho các loại tế bào chết hoại tử và ferroptosis [5]. Mặt khác, sắt kết hợp với DNA có thể gây ra đột biến hoặc đứt gãy sợi đơn và sợi kép [42], trong khi sắt gắn lỏng vào protein có thể thúc đẩy tín hiệu oxy hóa khử phụ thuộc H2O 2- [10,29,43].

Sắt không phân bố đồng đều trong các ngăn tế bào khác nhau, với ty thể và lysosome chứa một lượng cao hơn so với tế bào và nhân [44,45] Do đó, hai bào quan này cực kỳ nhạy cảm trong trường hợp gia tăng sự khuếch tán của peroxit vào bên trong của chúng. Có vẻ như các cơ chế cụ thể, đòi hỏi năng lượng chịu trách nhiệm kiểm soát các phân độ sắt chính xác giữa các ngăn tế bào khác nhau.

Ở đây cần phải nhấn mạnh rằng các kim loại chuyển tiếp khác như đồng và niken cũng có thể xúc tác sự hình thành các gốc tự do phản ứng từ các peroxit tương ứng thậm chí còn hiệu quả hơn sắt. Tuy nhiên, các kim loại này được tìm thấy ở hàm lượng rất thấp và được chelat hóa an toàn trong tế bào, do đó không gây rủi ro hoặc nguy hiểm [42,46,47], ngoại trừ một số trường hợp bệnh lý đặc biệt.

3. Căng thẳng oxy hóa và lão hóa: Vai trò của sắt không bền

Tuổi thọ con người tăng lên trong các xã hội hiện đại kéo theo các vấn đề về già hóa, liên quan đến sự gia tăng tổng gánh nặng của các trường hợp bệnh tật. Do tác động ngày càng tăng của quá trình già hóa dân số, các nỗ lực nghiên cứu chuyên sâu nhằm làm sáng tỏ các cơ chế sinh hóa cơ bản của quá trình này đã được thực hiện trong vài thập kỷ qua [4]. Có thể kỳ vọng rằng tiến bộ thực tế theo hướng này sẽ mở ra những khả năng mới để phát triển các chiến lược mới để phòng ngừa hoặc thậm chí điều trị các bệnh liên quan đến tuổi tác.

3.1 Lý thuyết Cấp tiến Tự do về Lão hóa

Lời giải thích phổ biến nhất cho cơ sở phân tử của lão hóa là cái gọi là "lý thuyết gốc tự do của sự lão hóa." Lý thuyết này lần đầu tiên được đề xuất vào những năm 1950 bởi nhà lão khoa học người Mỹ Denham Harman [2], người đã tuyên bố rằng "lão hóa và các bệnh thoái hóa liên quan đến nó về cơ bản được cho là do các cuộc tấn công phụ có hại của các gốc tự do đối với các thành phần cấu tạo tế bào và trên các mô liên kết. "Theo lý thuyết này, các gốc tự do phản ứng phát sinh trong cơ thể như sản phẩm phụ của các phản ứng enzym, được xúc tác bởi các kim loại chuyển tiếp vết như sắt.cistanche wirkungVào thời điểm đó, sự phát sinh của các gốc tự do in vivo đã vấp phải sự hoài nghi vì những loài này được coi là đồng nhất gây thương tích và không tương thích với sự sống. Tuy nhiên, việc McCord và Fridovich phát hiện ra phản ứng thực tế được xúc tác bởi enzym SOD vào năm 1969 [48], cho thấy sự tồn tại của một enzym nội bào sử dụng O2 * -, một gốc tự do có nguồn gốc oxy làm chất nền của nó, cung cấp bằng chứng thuyết phục cho lần đầu tiên tạo ra các gốc tự do trong các tế bào hiếu khí. Khám phá này đã đưa lý thuyết gốc tự do về sự lão hóa vào một kỷ nguyên mới. Vài năm sau, sự tập trung vào vị trí chính của quá trình tạo chất oxy hóa nội sinh được chuyển sang ti thể 49], và lý thuyết của Harman mở rộng thành "lý thuyết gốc tự do của ty thể về sự lão hóa" [50].

Để ủng hộ lý thuyết này, bằng chứng tích lũy được trong những thập kỷ tiếp theo cho thấy rằng các chất ôxy hóa có hoạt tính cao được tạo ra bởi các phản ứng ôxy hóa khử có khả năng ôxy hóa không đặc hiệu tất cả các đại phân tử tế bào, gây ra những thay đổi cấu trúc dẫn đến sự xuất hiện của các bề mặt kỵ nước và sự hình thành tập hợp sau đó [ 34]. Ngoài ra, tương tác gốc-gốc, cũng như sự hình thành liên kết bazơ Schiff và bổ sung Michael, góp phần gây ra tổn thương đại phân tử cố định tích lũy theo thời gian|51,52 |.

Thật vậy, các phân tích về các mẫu khác nhau của thủy tinh thể người và não người thu được từ khám nghiệm / sinh thiết tử thi, nguyên bào sợi ở da người trong nuôi cấy mô, gan chuột và toàn bộ ruồi cho thấy rằng các protein cacbonyl hóa, chất đánh dấu cho stress oxy hóa nghiêm trọng và mãn tính, đã tăng lên đáng kể trong một phần ba cuối cùng của cuộc đời [53,54].bioflavonoids cam quýtTổn thương oxy hóa của các thành phần tế bào cũng phù hợp với các dấu hiệu lão hóa khác, bao gồm sự mất đi các quần thể tế bào tái sinh chủ yếu do sự chết và lão hóa tế bào, cũng như sự thay đổi thông tin liên lạc của tế bào và sự bất ổn định của hệ gen [55].

Tổng hợp lại, người ta thường chấp nhận rằng sự tích tụ của quá trình oxy hóa gây hại cho các đại phân tử tế bào là nguyên nhân chính gây ra lão hóa và các bệnh mãn tính liên quan đến tuổi tác. Do đó, rất hợp lý khi đề xuất rằng các thay đổi có thể điều chỉnh tốc độ hình thành các chất oxy hóa phản ứng cao có thể đóng vai trò quyết định trong việc điều chỉnh sự thúc đẩy quá trình lão hóa.

Bài viết này được trích từ Chất chống oxy hóa 2021, 10, 491. https://doi.org/10.3390/antiox10030491 https://www.mdpi.com/journal/antioxidants