Neurodegenerative diseases and oxidative stress

Stres oksydacyjny powstaje w wyniku zaburzonej równowagi między wytwarzaniem reaktywnych form tlenu, a ich usuwaniem przez mechanizmy ochronne komórki. Wśród ROS największe zagrożenie dla organizmu stwarza rodnik hydroksylowy. Reakcje przeprowadzane przez ROS powodują nieodwracalne zniszczenia oksydacyjne, takie jak agregacja i utrata funkcji białek, peroksydacja lipidów i uszkodzenia kwasów nukleinowych. Ilość uszkodzeń wzrasta wraz w wiekiem i może być to przyczyną starzenia się oraz postępującej neurodegeneracji. Mózg jest szczególnie narażony na zniszczenia, z powodu obecności dużej ilości lipidów w swojej budowie. Choroby neurodegeneracyjne charakteryzują się utratą neuronów, która często jest związana z obecnością agregatów białek i dysfunkcją mitochondriów. Udział stresu oksydacyjnego w rozwoju patologii, obecnej w chorobach neurodegeneracyjnych, dokładnie opisano na przykładzie choroby Parkinsona. Generowanie dużej ilości ROS w mózgu może być powodem degeneracji neuronów dopaminergicznych w istocie czarnej. Obecne w PD osadzanie nieprawidłowo sfałdowanych białek, zaburzenie homeostazy jonów metali przejściowych, dysfunkcja mitochondriów, utlenianie dopaminy i zmniejszone stężenie glutationu, ma związek ze stresem oksydacyjnym. Stres oksydacyjny przyczynia się także do rozwoju choroby Alzheimera, stwardnienia zanikowego bocznego oraz innych chorób neurodegeneracyjnych. Podobnie jak w PD, przyczyną patologii, obecnej w przebiegu tych zaburzeń, jest utrata neuronów i pojawianie się złogów białkowych.

Oxidative stress is the result of a disturbed balance between the production of reactive oxygen species and their removal by cellular protective mechanisms. Among ROS, hydroxyl radical is the biggest threat to the organism. ROS reactions cause irreversible oxidative damage such as protein aggregation and loss of function, lipid peroxidation, and nucleic acid damage. The amount of damage increases with age and may cause aging and progressive neurodegeneration. The brain is particularly vulnerable to damage due to the presence of large amounts of lipids in its structure. Neurodegenerative diseases are characterized by neuronal loss, which is often associated with the presence of protein aggregates and mitochondrial dysfunction. The contribution of oxidative stress to the development of pathology in neurodegenerative diseases is described in detail in the example of Parkinson's disease. One of the reasons for the degeneration of dopaminergic neurons in SN is generation a large amount of ROS in the brain. The deposition of abnormally folded proteins in PD, abnormal homeostasis of transition metal ions, mitochondrial dysfunction, dopamine oxidation, and reduced glutathione concentration is associated with oxidative stress. Oxidative stress also contributes to the development of Alzheimer's disease, atrophic lateral sclerosis, and other neurodegenerative diseases. As well as in PD, the loss of neurons and the presence of protein deposits cause the pathology in the disorder's development.