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酸化ストレス

酸化ストレス（さんかストレス、英: Oxidative stress）とは、活性酸素が産生され障害作用を発現する生体作用と、生体システムが活性酸素を直接解毒したり、生じた障害を修復したりする生体作用との間で、均衡が崩れた状態のことである。生体組織の通常の酸化還元状態が乱されると、過酸化物やフリーラジカルが産生され、タンパク質、脂質そしてDNAが障害されることで、様々な細胞内器官が障害を受ける。

組織損傷における酸化ストレスのメカニズム。生体異物によって引き起こされる遊離基の毒性と、それに続いて起こる細胞内酵素による解毒作用。

酸化ストレスの人体への影響は大きい。判明しているだけでも、ADHD[1]、がん、アテローム動脈硬化症[2]、パーキンソン病[3]、ラフォラ病（英語版）[4]、心不全[5]、心筋梗塞[6][7]、アルツハイマー病[8]、鎌状赤血球症[9]、脆弱X症候群[10]、扁平苔癬[11]、尋常性白斑[12]、自閉症[13]、うつ病[14]、慢性疲労症候群[15]、およびアスペルガー症候群[16]などの疾患・症候等が酸化ストレスと関与している。

しかしながらその反面で、活性酸素種は病原体を攻撃し殺すための免疫系としての機能も持ち併せているため有益な機能でもあり得る[17]。また短期間の酸化ストレスについても、ミトホルミシス（英語版）と呼ばれる老化の進行のプロセスを予防する上で重要な役目を果たす場合がある[18]。

化学的な作用

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酸化ストレスは、化学的には酸化種の生産量の増加、またはグルタチオンなどの抗酸化防御の有効性の大幅な低下に関連している[19]。酸化ストレスの影響はこれらの変化の大きさに依存しており、これにより細胞は僅かな摂動にも抗して元の状態を維持することができる。しかしながら、それもより強くなると細胞死のリスクを引き起こすこともあり、適度であればアポトーシスを誘発する程度に留まるものの、過度の強いストレスは細胞の壊死を引き起こす可能性がある[20]。

遊離基や過酸化物等を始めとする活性酸素の発生は、酸化ストレスの極めて大きなマイナス面の1つでもある。この内超酸化物などの特に反応性の低いものには、移金属またはキノンなどの酸化還元循環化合物との酸化還元反応によって、広範囲での細胞損傷を引き起こし得るより危険なラジカル種を生成するものもあり、長期的にはDNAの損傷をも与え得る[21]。放射線によるDNAの損傷は酸化ストレスによるそれと似ており、これらの創傷は老化や癌に深く関係している。8-オキソグアニンやチミングリコール（英語版）の発生のような放射線または酸化による一塩基損傷の生物学的な影響は広く議論されており、最近の議論の焦点はいくつかのより複雑な創傷に移っている。

ヒトの細胞は、KEAP1というタンパク質で酸化ストレスを感知し、転写因子Nrf2などにより様々な防御を試みる[22]。

関連項目

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出典

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  1. ^ “Oxidative Stress and ADHD: A Meta-Analysis”. J Atten Disord 19 (11): 915–24. (November 2015). doi:10.1177/1087054713510354. PMC 5293138. PMID 24232168. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5293138/. 
  2. ^ “Atherosclerosis and oxidative stress”. Histol. Histopathol. 23 (3): 381–90. (March 2008). doi:10.14670/HH-23.381. PMID 18072094. 
  3. ^ “Role of oxidative stress in Parkinson's disease”. Exp Neurobiol 22 (1): 11–7. (March 2013). doi:10.5607/en.2013.22.1.11. PMC 3620453. PMID 23585717. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3620453/. 
  4. ^ “Increased oxidative stress and impaired antioxidant response in Lafora disease”. Mol. Neurobiol. 51 (3): 932–46. (2015). doi:10.1007/s12035-014-8747-0. hdl:10261/123869. PMID 24838580. 
  5. ^ “Oxidative stress and heart failure”. Mol. Cell. Biochem. 147 (1–2): 77–81. (1995). doi:10.1007/BF00944786. PMID 7494558. 
  6. ^ “Oxidative stress mediates cardiac infarction aggravation induced by intermittent hypoxia”. Fundam Clin Pharmacol 27 (3): 252–61. (June 2013). doi:10.1111/j.1472-8206.2011.01015.x. PMID 22145601. 
  7. ^ “N-acetyl cysteine restores brain glutathione loss in combined 2-cyclohexene-1-one and D-amphetamine-treated rats: relevance to schizophrenia and bipolar disorder”. Neurosci. Lett. (3): 149–53. (July 2011). doi:10.1016/j.neulet.2011.05.027. PMID 21621586. 
  8. ^ “Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease”. Int. J. Biochem. Cell Biol. 39 (1): 44–84. (2007pmid=16978905). doi:10.1016/j.biocel.2006.07.001. 
  9. ^ “Red blood cells, platelets and polymorphonuclear neutrophils of patients with sickle cell disease exhibit oxidative stress that can be ameliorated by antioxidants”. Br. J. Haematol. 132 (1): 108–13. (January 2006). doi:10.1111/j.1365-2141.2005.05834.x. PMID 16371026. 
  10. ^ de Diego-Otero Y, Romero-Zerbo Y, el Bekay R, Decara J, Sanchez L, Rodriguez-de Fonseca F, del Arco-Herrera I. (March 2009). “Alpha-tocopherol protects against oxidative stress in the fragile X knockout mouse: an experimental therapeutic approach for the Fmr1 deficiency.”. Neuropsychopharmacology 34 (4): 1011–26. doi:10.1038/npp.2008.152. PMID 18843266. 
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  14. ^ “Oxidative stress and antioxidant parameters in patients with major depressive disorder compared to healthy controls before and after antidepressant treatment: results from a meta-analysis”. J Clin Psychiatry 76 (12): 1658–67. (December 2015). doi:10.4088/JCP.14r09179. PMID 26579881. 
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  16. ^ “Plasma antioxidant capacity is reduced in Asperger syndrome”. J Psychiatr Res 46 (3): 394–401. (March 2012). doi:10.1016/j.jpsychires.2011.10.004. PMID 22225920. 
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  18. ^ “Stress-response hormesis and aging: "that which does not kill us makes us stronger"”. Cell Metab. 7 (3): 200–3. (March 2008). doi:10.1016/j.cmet.2008.01.001. PMID 18316025. 
  19. ^ “Redox environment of the cell as viewed through the redox state of the glutathione disulfide/glutathione couple”. Free Radic. Biol. Med. 30 (11): 1191–212. (2001). doi:10.1016/S0891-5849(01)00480-4. PMID 11368918. 
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  22. ^ 酸化ストレスを感知する仕組みを解明～何重にも張り巡らされたストレス感知のための巧妙な仕組み～東北大学プレスリリース（2019年7月17日）2020年1月13日閲覧

外部リンク

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