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Stress Ossidativo - marcatori biologici |
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Marcatori biologici di danno da stress ossidativo (JaICA: 8OHdG, HEL, Ox-LDL ecc...)
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Rilevanza clinica dello Stress Ossidativo
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* Cause ed effetti dello stress ossidativo
* Marcatori di danno
* Test DNA- 8OHdG-applicazioni
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La valutazione clinica dello stress ossidativo diventa sempre più utile, man mano che si approfondiscono le conoscenze scientifiche, per monitorare l’organismo, lasciando un’utile indicazione nella valutazione delle condizioni predisponenti le malattie, nell’andamento delle terapie, nell’invecchiamento precoce, e nelle successive analisi in caso di anomalie. E’ oggi possibile compiere una serie di determinazioni diverse e complementari in tale ambito; è possibile, infatti , ottenere indicazioni sullo stato del sistema di difesa dell’organismo ed anche sui danni effettivi dovuti all’ossidazione delle strutture costituenti le cellule.
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Nel 1956 Denham Herman ideò la teoria dei radicali liberi, scorie prodotte dal catabolismo metabolico, secondo la quale con il passare degli anni essi si accumulerebbero e svolgerebbero una potente azione ossidante, dannosa per quasi tutti i costituenti dell’organismo.
I radicali liberi sono sostanze derivate dall’ossigeno molecolare, caratterizzate dalla presenza di elettroni spaiati, pronte a reagire con qualsiasi altra molecola per appropriarsi di un suo elettrone con cui vengono a contatto . Così queste molecole divengono instabili a loro volta e ricercano un elettrone innescando in questo modo un meccanismo di instabilità a catena. Questa serie di reazioni può durare da frazioni di secondo ad alcune ore e può essere ridimensionata o arrestata solo dalla presenza degli antiossidanti. |
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La maggior fonte di sostanze ossidanti è la catena respiratoria mitocondriale, dove l’ossigeno viene utilizzato nei processi metabolici per produrre energia. A questo livello non tutto l’ossigeno viene consumato ma in parte va a formare radicali liberi. Le specie ossidanti ed i radicali liberi svolgono importantissimi ruoli fisiologici, quali la difesa nei confronti dei batteri, la trasmissione dei segnali biochimici fra le cellule, il controllo della pressione arteriosa ecc. È solo il loro eccesso, generalmente riferito ad una o più classi di ossidanti, ad essere implicato nello stress ossidativo, oggi ritenuto associato ad oltre cento patologie umane.
Numerosi processi fisiologici e patologici (l’infiammazione, le infezioni, la carcinogenesi, l’invecchiamento, i processi di riparazione cellulare, le radiazioni etc.) possono aumentare la produzione di sostanze ossidanti, dette specie reattive dell’ossigeno (ROS) o più comunemente radicali liberi e/o compromettere il sistema di difesa antiossidante. L’azione distruttiva dei radicali liberi è indirizzata soprattutto sulle cellule in particolare sui grassi che ne formano le membrane, sugli zuccheri e fosfati, sulle proteine del nucleo cellulare e sul DNA dove alterano le informazioni genetiche, sugli enzimi ecc. L’azione continua dei radicali liberi si evidenzia soprattutto nel precoce invecchiamento delle cellule e nell’insorgere di varie patologie gravi come il cancro, malattie dell’apparato cardiovascolare, fibroplasia retrolenticolare, aterosclerosi, ipertensione arteriosa, morbo di Parkinson, morbo di Alzheimer, diabete mellito, colite, sclerosi multipla, enfisema polmonare, cataratta, dermatiti, ecc. Lo stress ossidativo muta il DNA e, quindi, compromette le funzioni del sistema immunitario, è significativamente associato con allergie e asma e con malattie autoimmunitarie quali: artrite reumatoide, sclerodermia, morbo di Crohn, Lupus eritrematoso, ecc. La normale produzione di radicali liberi viene elevata da:
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| Alcolici |
Tossine ambientali quali il biossido di azoto |
Cure farmacologiche
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Dieta povera di frutta e verdura crude e fresche |
| Fattori genetici
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Traumi e ferite |
Stress emotivo e psicologico
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Fumo di sigaretta |
| Eccessivo esercizio fisico |
Eccessiva esposizione al sole |
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| Il corpo umano possiede sistemi di difesa che neutralizzano l’eccesso di specie reattive dell’ossigeno, attraverso l’azione di enzimi antiossidanti, vitamine, elementi che coadiuvano l’attività enzimatica (es. Selenio). Uno squilibrio nel bilancio, tra eccesso di ROS e capacità dell’organismo di contrastare tale sproporzione, porta a disagio e malattia.E’ possibile quantificare tale valore e quindi valutare lo Stress ossidativo, dosando gli elementi danneggiati dall’ossidazione. |
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Marcatori biologici di danno – valutazione del danno cellulare
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Test disponibili
I Marcatori Biologici di danno da stress, devono essere scelti in base alla loro rispondenza del grado di ossidazione e devono rimanere stabili nell’organismo fino al momento dell’analisi.
Ox-LDL - alterazioni lipidiche -
La perossidazione lipidica, processo essenziale per la crescita cellulare, è considerato uno dei principali meccanismi coinvolti nell’iniziazione e progressione di molte malattie, nel momento in cui ci sia sbilanciamento tra stress ossidativo-difese cellulari antiossidanti.La perossidazione lipidica e le modificazioni alle proteine, risultano coinvolte nella patogenesi di arteriosclerosi e malattie cardiache.
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Hexanoil-Lysine ELISA Kit - alterazioni lipidiche -
L’esanoil lisina si forma dall’ossidazione degli acidi grassi omega 6, quali l’acido linoleico o l’acido arachidonico. Proprio per questo è un ottimo biomarker per gli stadi iniziali della perossidazione lipidica.La sua formazione può essere contrastata con l’assunzione di antiossidanti quali i flavonoidi.
Carbonyl Protein - alterazioni alle proteine -
Durante il processo di ossidazione, gli aminoacidi costituenti le proteine vengono modificati o degradati; si formano nuovi gruppi funzionali quali carbonili ed idrossili, con conseguente perdita dell’attività funzionale.Le proteine carbonilate sono un indice sensibile di danno da stress ossidativo.
8-OHdG - alterazione al DNA -
Quando i meccanismi di difesa dell’organismo non sono in grado di impedire l’accumulo di ROS, allora aumenta il danno cellulare.
I lipidi e le proteine, modificati, vengono rimossi attraverso i normali meccanismi di turnover.
Il DNA modificato non può essere sostituito e deve essere riparato.Numerosi meccanismi di riparazione del DNA si sono evoluti nella cellula, come la rimozione del DNA danneggiato ed il ripristino della continuità della doppia elica.Uno dei test più importanti in ambito clinico è il dosaggio di 8-OHdG. La deossiguanosina (dG) è uno dei costituenti del DNA e se ossidata si trasforma in:8-idrossi-2’-deossiguanosina (8-OHdG). L’analita viene tagliato da enzimi del sistema di riparazione del DNA, rilasciato in circolo ed eliminato attraverso le urine.L’ 8-OHdG è un ottimo marcatore biologico di Stress Ossidativo, poiché risponde proporzionalmente e sensibilmente al grado di stress, rimanendo stabile nell’organismo fino al momento dell’analisi. L'analisi di questo metabolita evidenzia il danno ossidativo estremo, tale da alterare, dopo la membrana cellulare e quella nucleare, gli acidi nucleici. Dosare l’8-OHdG diventa estremamente utile nella valutazione delle condizioni predisponenti le malattie e l’invecchiamento precoce; il metodo è, inoltre, un formidabile strumento d’analisi dell’efficacia del trattamento terapeutico, legato ad una dieta appropriata e ad uno stile di vita atto a ridurre la presenza di radicali liberi.
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Applicazione del test
Il dosaggio dell’analita è consigliato per:
1. Lo studio della correlazione tra malattia e Stress Ossidativo.
2. La determinazione degli effetti dello Stress Ossidativo conseguenti dall’uso di farmaci o dall’applicazione di uno specifico protocollo clinico.
3. La valutazione quantitativa dello Stress Ossidativo generato da attività sportive o da attività fisica intensa.
4. La stima degli effetti di sostanze antiossidanti (nella dieta) in vivo.
5. In ultima istanza, per prevenire disagi e malattie, migliorando la qualità e l’aspettativa di vita.
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Il dato clinico che si ottiene dal suo dosaggio può essere un valido aiuto nelle varie branche mediche:
In oncologia: il dato espresso dall'8-OhdG esprime in maniera sensibile il ricambio cellulare ed è quindi capace di valutare l'aggressività distruttiva tumorale, in questo campo può essere valutato come marcatore tumorale ma anche, secondo alcuni autori, come indice predittivo di "potenzialità oncologica".
Differential effects of Elicobacter pilori eradication on oxidative DNA Damage at the gastroesophageal junction and at the gastric antrum.Farinati F, Cardin R, Russo VM, Busatto G, Franco M, Falda A, Mescoli C, Rugge M.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2004 Nov;13(11 Pt 1):1722-8
In medicina interna: lo stress ossidativo può essere provocato da malattie acute o croniche come diabete e malattie autoimmuni. Il test in questione può evidenziare il picchi infiammatori o di scompenso di tali patologie.
Possible involvement of oxidative stress in salivary gland of patients with Sjogren's syndrome.Ryo K, Yamada H, Nakagawa Y, Tai Y, Obara K, Inoue H, Mishima K, Saito I.Pathobiology. 2006;73(5):252-60.
In medicina del lavoro: i livelli di 8-OhdG possono valutare il grado di esposizione dei lavoratori ad alcune sostanze tossiche.
Crocidolite asbestos increased 8-hydroxydeoxyguanosine levels in cellular DNA of a human promyelocytic leukemia cell line, HL60.Takeuchi T, Morimoto K. Carcinogenesis. 1994 Apr;15(4):635-9.
In medicina dello sport e del benessere: i livelli di 8-OhdG possono dare la misura dello stress muscolare ed essere un valido aiuto per il preparatore atletico in quanto suggeriscono in tempo reale la modulazione dei carichi di lavoro per ogni singolo atleta.
The benefical effect of L-cysteine supplementation on DNA oxidation induced by forced training. Tsakiris S, Parthimos T, Parthimos N, Tsakiris T, Schulpis KH. Pharmacol Res. 2006 Apr;53(4):386-90. Epub 2006 Mar 3.
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