Oxidative Stress and Free Radical D

Oxidative Stress and Free Radical Damage
Oxidative stress, the imbalance between the formation and degradation of reactive oxygen species (ROS), has been implicated in a number of neurodegenerative diseases (139) and appears to play a role in ethanol-induced toxicity in a number of organ systems, including the liver and the brain
(140–142). As shown in Figure 1, molecules derived from the reduction of molecular oxygen, including oxygencentered radicals (molecules containing unpaired electrons (such as superoxide, hydroxyl ion, nitrogen dioxide radicals), and highly reactive oxygen nonradicals (e.g.,
hydrogen peroxide, nitric oxide, peroxynitrite anion) can cause damage (which is known as oxidative stress) to biologic macromolecules (143–145). Under normal conditions, cells use free-radical scavengers and antioxidants to neutralize reactive oxygen species and prevent damage.
These protective systems include superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase to remove reactive oxygen species via enzymatic mechanisms and vitamins E and C to scavenge reactive-oxygen species and lipidperoxyl radicals (Fig. 1).
Ethanol may increase reactive-oxygen species generated directly via mitochondrial respiration forming superoxide, hydroxyl radicals, or nitrogen radicals or via the oxidation of ethanol by enzymes such as cytochrome P-450 2E1 (CYP2E1) generating hydroxyethyl radical (146, 147)
or superoxide during the oxidation of acetaldehyde (the primary metabolite of ethanol) to acetate. Once formed, hydroxyl radicals interact with carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids to form peroxyl radicals (ROO
) as intermediates that can propagate damage to biomacromolecules sufficient to produce cell damage and death.
Mitochondrial generation and the release of ROS, as byproducts of cellular respiration, have been implicated in celldeath processes (148, 149). In addition to its direct effects on biomacromolecules, exposure to reactive-oxygen species can inactivate electron-transport chain complexes, leading to decreased mitochondrial energy production and further increased reactive oxygen species levels and, ultimately, cell death (150, 151). Oxidative stress can also result from decreased amounts or efficiency of endogenous-antioxidant systems that yields increased reactive oxygen-species levels (152–154).
A relationship between pathogenesis resulting from developmental ethanol exposure and the formation of reactive ROS and free radicals has been clearly established (87, 89) and demonstrated in astrocytes (146), neural crest cells (88, 155, 156), cultured cortical neurons (157), cerebellar granule cells (158), and cerebellar tissue (159, 160). In the studies on cultured cortical neurons, ethanol exposure resulted in a rapid (i.e., within 5 mins) increase in reactive-oxygen species levels, which then led to subsequent increases in lipid peroxidation, release of cytochrome c, and cellular demise via apoptosis (157).
Prevention with Antioxidant Supplements. Ethanol can reduce endogenous antioxidant levels in vivo and in vitro (146, 152, 153, 161), which can lead to increased lipid peroxidation (152). There is growing evidence that antioxidant supplementation can prevent some ethanolinduced
damage or pathogenesis in certain experimental models of fetal alcohol exposure, and it has been suggested as a potential treatment for preventing ethanol toxicity during development. Ethanol-induced teratogenesis in mice embryos can be diminished by the addition of superoxide dismutase (90). In a tadpole model of ethanol-induced suppression of expression of genes regulating growth and brain development (64), vitamin C was found to prevent ethanol-induced suppression of Pax6 and other key developmentally regulated genes (162). Vitamin E supplementation has been shown to prevent ethanol-induced cell loss in hippocampal cultures (163), cerebellar granule cell
cultures (164, 165), and cerebellar Purkinje cells of postnatal rats exposed to ethanol (166). However, we were unable to confirm any protective effect of vitamin E supplements against ethanol-induced loss of cerebellar Purkinje cells in the neonatal rat model (167). Collectively,
although antioxidants may appear to be protective in some in vitro and in vivo models, there are still many uncertainties as to whether antioxidant supplements may serve as effective potential interventions.

Kết quả (Việt) 1:

Stress oxy hóa và thiệt hại gốc tự doStress oxy hóa, sự mất cân bằng giữa sự hình thành và sự suy thoái của phản ứng oxy loài (ROS), đã bị dính líu trong một số bệnh neurodegenerative (139) và xuất hiện để đóng một vai trò trong ethanol gây ra độc tính trong một số hệ thống cơ quan, bao gồm cả gan và não bộ(140-142). Như minh hoạ trong hình 1, các phân tử có nguồn gốc từ việc giảm các phân tử oxy, bao gồm cả oxygencentered gốc (các phân tử có chứa các điện tử kết (chẳng hạn như superoxide, hydroxyl ion, gốc do điôxít nitơ), và cao phản ứng oxy nonradicals (ví dụ:Hiđrô perôxít, nitric oxide, peroxynitrite anion) có thể gây ra thiệt hại (mà được gọi là căng thẳng oxy hoá) để đại phân tử sinh học (143-145). Trong điều kiện bình thường, các tế bào sử dụng ăn xác thối gốc miễn phí và chất chống oxy hóa để trung hòa các phản ứng oxy loài và ngăn chặn thiệt hại.Các hệ thống bảo vệ bao gồm superoxide dismutase, catalase và glutathione peroxidase để loại bỏ phản ứng oxy loài thông qua cơ chế enzym và vitamin E và C để nhặt rác phản ứng oxy loài và lipidperoxyl gốc (hình 1).Ethanol có thể làm tăng phản ứng oxy loài tạo ra trực tiếp qua ti thể hô hấp hình thành superoxide, gốc hydroxyl hoặc nitơ gốc hoặc thông qua quá trình oxy hóa ethanol bởi enzym như cytochrome P-450 2E1 (CYP2E1) tạo ra các gốc tự do hydroxyethyl (146, 147)hoặc superoxide trong quá trình oxy hóa của acetaldehyde (chính chất chuyển hóa ethanol) để axetat. Sau khi thành lập, hydroxyl gốc do tương tác với các carbohydrate, protein, lipid, và axit nucleic để hình thức peroxyl gốc (ROO) như là trung gian có thể tuyên truyền các thiệt hại cho biomacromolecules đủ để sản xuất các tế bào thiệt hại và cái chết.Ti thể thế hệ và phát hành của ROS, là sản phẩm phụ của hô hấp tế bào, có liên quan đến quy trình celldeath (148, 149). Ngoài tác dụng trực tiếp của nó trên biomacromolecules, tiếp xúc với phản ứng oxy loài có thể hủy kích hoạt tổng hợp chuỗi electron-vận tải, dẫn đến giảm năng lượng ti thể sản xuất và tiếp tục gia tăng phản ứng oxy loài cấp độ, và cuối cùng, chết tế bào (150, 151). Căng thẳng oxy hoá cũng có thể dẫn đến giảm số lượng hoặc hiệu quả của hệ thống chống oxy hóa nội sinh sản lượng mức độ gia tăng phản ứng oxy loài (152-154).Một mối quan hệ giữa bệnh sinh kết quả từ tiếp xúc phát triển ethanol và hình thành các phản ứng ROS và các gốc tự do đã được thiết lập rõ ràng (87, 89) và chứng minh trong astrocytes (146), các tế bào thần kinh crest (88, 155, 156), nuôi cấy tế bào thần kinh vỏ não (157), các tế bào hạt tiểu não (158), và tiểu não mô (159, 160). Trong các nghiên cứu về nuôi cấy tế bào thần kinh vỏ não, ethanol tiếp xúc dẫn đến một sự gia tăng nhanh chóng (tức là, trong vòng 5 phút) ở cấp độ phản ứng oxy loài, sau đó dẫn đến tiếp theo tăng lipid peroxidation, release cytochrome c và sự sụp đổ của di động thông qua quá trình chết rụng (157).Công tác phòng chống với bổ sung chất chống oxy hoá. Ethanol có thể làm giảm các chất chống oxy hoá nội sinh cấp tại vivo và trong ống nghiệm (146, 152, 153, 161), có thể dẫn đến tăng lipid peroxidation (152). Đó là ngày càng tăng bằng chứng rằng bổ sung chất chống oxy hoá có thể ngăn ngừa một số ethanolinducedthiệt hại hay bệnh sinh trong một số mô hình thử nghiệm của rượu bào thai tiếp xúc, và nó đã được đề xuất như là một điều trị tiềm năng trong việc phòng ngừa ngộ độc ethanol trong quá trình phát triển. Ethanol gây ra teratogenesis trong chuột phôi thai có thể được giảm bớt bằng cách bổ sung superoxide dismutase (90). Trong một mô hình con nòng nọc của ethanol gây ra ức chế biểu hiện của gen quy định tốc độ tăng trưởng và phát triển trí não (64), vitamin C được tìm thấy để ngăn chặn ethanol gây ra ức chế Pax6 và phím phaùt quy định gen (162). Bổ sung vitamin E đã được chứng minh để ngăn ngừa mất ethanol-induced tế bào trong nền văn hoá việc (163), tiểu não hạt tế bàonền văn hóa (164, 165), và các tế bào Purkinje tiểu não của chuột sau khi sinh tiếp xúc với cồn (166). Tuy nhiên, chúng tôi đã không thể xác nhận bất kỳ tác dụng bảo vệ bổ sung vitamin E chống ethanol gây ra mất mát của các tiểu não Purkinje tế bào ở các mô hình chuột sơ sinh (167). Nói chung,mặc dù chất chống oxy hóa có thể được bảo vệ trong một số mô hình trong ống nghiệm và tại vivo, vẫn còn nhiều bất trắc như việc bổ sung chất chống oxy hoá có thể phục vụ như là biện pháp can thiệp có hiệu quả tiềm năng.

Kết quả (Việt) 2:

Căng thẳng oxy hóa và Free Radical Damage
căng thẳng oxy hóa, sự mất cân bằng giữa sự hình thành và suy thoái của các loài ôxy phản ứng (ROS), đã được liên quan đến một số bệnh thoái hóa thần kinh (139) và xuất hiện để đóng một vai trò trong việc độc ethanol gây ra trong một số của hệ thống cơ quan, bao gồm cả gan và não
(140-142). Như thể hiện trong hình 1, các phân tử có nguồn gốc từ việc giảm oxy phân tử, bao gồm các gốc tự oxygencentered (phân tử chứa electron chưa ghép cặp (như superoxide, ion hydroxyl, các gốc nitơ dioxide), và nonradicals oxy phản ứng mạnh (ví dụ,
hydrogen peroxide, oxit nitric, peroxynitrite anion) có thể gây ra thiệt hại (được gọi là stress oxy hóa) để các đại phân tử sinh học (143-145). Trong điều kiện bình thường, các tế bào sử dụng ăn xác thối gốc tự do và chất chống oxy hóa để trung hòa các loài ôxy phản ứng và ngăn chặn thiệt hại.
Các hệ thống bảo vệ bao gồm superoxide dismutase , catalase và glutathione peroxidase để loại bỏ các loài ôxy phản ứng thông qua các cơ chế enzyme và vitamin E và C nhặt rác loài phản ứng ôxy hóa và các gốc tự lipidperoxyl (Hình. 1).
Ethanol có thể làm tăng các loài phản ứng oxy được tạo ra trực tiếp thông qua hô hấp ti thể hình thành superoxide, hydroxyl gốc, hoặc các gốc nitơ hoặc thông qua các quá trình oxy hóa ethanol bởi enzyme như cytochrome P-450 2E1 (CYP2E1) tạo hydroxyethyl cấp tiến (146, 147)
hoặc superoxide trong quá trình oxy hóa acetaldehyde (chất chuyển hóa chính của ethanol) để acetate. Một khi thành lập, các gốc hydroxyl tương tác với carbohydrate, protein, lipid và acid nucleic để hình thành các gốc peroxyl (ROO?) Là trung gian mà có thể tuyên truyền thiệt hại cho biomacromolecules đủ để tạo ra tổn thương tế bào và sự chết.
Thế hệ ti thể và phát hành của ROS, như các sản phẩm phụ hô hấp tế bào, đã được liên quan trong quá trình celldeath (148, 149). Ngoài việc ảnh hưởng trực tiếp của nó trên biomacromolecules, tiếp xúc với các loài phản ứng ôxy hóa có thể làm bất hoạt phức chuỗi electron-vận tải, dẫn đến giảm sản xuất ti thể năng lượng và tăng thêm mức độ ôxy phản ứng và cuối cùng, tế bào chết (150, 151). Stress oxy hóa cũng có thể do giảm số lượng hoặc hiệu quả của hệ thống nội sinh chất chống oxy hóa mà sản lượng tăng phản ứng nồng độ oxy loài (152-154).
Một mối quan hệ giữa bệnh do tiếp xúc với ethanol phát triển và hình thành phản ứng ROS và gốc tự do đã rõ thành lập (87, 89) và chứng minh trong tế bào hình sao (146), các tế bào thần kinh đỉnh (88, 155, 156), tế bào thần kinh vỏ não nuôi (157), các tế bào hạt tiểu não (158), và mô tiểu não (159, 160). Trong các nghiên cứu về tế bào thần kinh vỏ não được nuôi cấy, tiếp xúc ethanol dẫn đến một nhanh chóng (ví dụ, trong vòng 5 phút) làm tăng nồng độ các loài phản ứng oxy, mà sau đó dẫn đến sự gia tăng tiếp theo trong lipid peroxy, phát hành của cytochrome c, và sự sụp đổ của tế bào thông qua quá trình apoptosis ( 157).
Phòng chống với chất chống oxy hóa bổ sung. Ethanol có thể làm giảm nồng độ chất chống oxy hóa nội sinh trong cơ thể và trong ống nghiệm (146, 152, 153, 161), có thể dẫn đến tăng peroxid hóa lipid (152). Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy việc bổ sung chất chống oxy hóa có thể ngăn ngừa một số ethanolinduced
thiệt hại hoặc bệnh trong các mô hình thực nghiệm nhất định tiếp xúc với rượu bào thai, và nó đã được đề xuất như là một khả năng điều trị để ngăn ngừa ngộ độc ethanol trong phát triển. Teratogenesis Ethanol gây ra trong phôi chuột có thể được giảm bằng cách cho thêm superoxide dismutase (90). Trong một mô hình con nòng nọc của ức chế ethanol gây ra các biểu hiện của gen điều tiết tăng trưởng và phát triển não bộ (64), vitamin C đã được tìm thấy để ngăn chặn sự đàn áp ethanol gây ra các Pax6 và chính các gen quy định độ phát triển khác (162). Bổ sung Vitamin E đã được chứng minh để ngăn ngừa mất ethanol gây ra các tế bào trong các nền văn hóa vùng đồi thị (163), tế bào hạt tiểu não
nền văn hóa (164, 165), và các tế bào Purkinje tiểu não của những con chuột sau khi sinh tiếp xúc với ethanol (166). Tuy nhiên, chúng tôi không thể xác nhận bất kỳ tác dụng bảo vệ các chất bổ sung vitamin E chống lại sự mất ethanol gây ra các tế bào Purkinje tiểu não trong mô hình chuột sơ sinh (167). Nói chung,
mặc dù chất chống oxy hóa có thể xuất hiện để được bảo vệ trong một số in vitro và in vivo mô hình, vẫn còn nhiều bất ổn như liệu bổ sung chất chống oxy hóa có thể phục vụ can thiệp tiềm năng hiệu quả.