ANTIOXIDANȚII REDUC CONSECINȚELE EXPUNERII LA RADIARE
Abstract
Antioxidanții au fost studiați pentru capacitatea lor de a reduce efectele citotoxice ale radiațiilor în țesuturile normale timp de cel puțin 50 de ani. Cercetările timpurii au identificat antioxidanții care conțin sulf ca fiind cei cu cel mai benefic raport terapeutic, chiar dacă acești compuși au o toxicitate substanțială atunci când sunt administrați in-vivo. Alte molecule antioxidante (molecule mici și enzimatice) au fost studiate pentru capacitatea lor de a preveni toxicitatea radiației atât în ceea ce privește reducerea citotoxicității legate de radiații, cât și pentru reducerea efectelor indirecte ale radiațiilor, inclusiv daune oxidative pe termen lung. În cele din urmă, categoriile de protecție împotriva radiațiilor care nu sunt în primul rând antioxidanți, inclusiv cele care acționează prin accelerarea proliferării celulare (de exemplu, factori de creștere), prevenirea apoptozei, alte efecte de semnalizare celulară (de exemplu, modificatori ai semnalului citokinei) sau mărirea reparării ADN-ului, au toate efecte directe sau indirecte asupra stării redox celulare și a nivelurilor de antioxidanți endogeni. În această revizuire discutăm ce se știe despre proprietățile radioprotectoare ale antioxidanților și ce ne spun acele proprietăți despre ADN și alte ținte celulare ale radiației.
1. INTRODUCERE
Există mai multe tipuri de deteriorare a radiațiilor asupra țesuturilor normale. Tipurile de leziuni depind de celulele și organele iradiate, de doza și rata dozei expunerii și de timpul după expunere care este testat pentru un efect de radiație. Multe dintre tipurile de daune observate după iradiere pot fi ameliorate de antioxidanți. Această revizuire va prezenta o serie de procese toxicologice legate de radiații și va discuta rolul antioxidanților pe care îl poate juca în afectarea acestor procese în ceea ce privește tipurile celulare sau compartimentele probabile în care este utilizat un antioxidant. De asemenea, va fi explorat rolul pe care îl pot juca diferite combinații de antioxidanți în prevenirea fiecăruia dintre aceste efecte individuale.
2. COMPONENTELE CELULARE
Expunerea unei celule la radiații ionizante duce la formarea de radicali liberi în interiorul celulei, ducând la deteriorarea componentelor celulare. Aici vom oferi câteva exemple despre modul în care antioxidanții reduc sau previn efectele dăunătoare ale radiațiilor la trei ținte sensibile din celulă, nucleu, membrane celulare și mitocondrii.
2.1. Nucleu
2.1.1. Efecte imediate de către antioxidanți
La fel ca antioxidanții sintetici (de exemplu, amifostină, captopril și NAC), antioxidanții derivați din surse naturale prezintă, de asemenea, efecte modificatoare de doză asupra deteriorării ADN-ului și supraviețuirii celulelor atunci când sunt prezenți în momentul iradierii. Această protecție imediată este mediată de eliminarea radicalilor. De exemplu, există o serie de antioxidanți, incluzând cofeina, melatonina, flavonoidele, polifenolii și alte fitochimicale (de exemplu, albana), despre care se arată că reduc daunele provocate de radiații, fie în plasmidă, fie în ADN-ul celular, prin eliminarea radicalilor de oxigen și/sau peroxizi. 7-12
2.1.2. Efecte radioprotectoare cronice de către antioxidanți
2.2. Membranele
Se știe că forma activă a vitaminei E din membrane este menținută prin reacții cu acid ascorbic. 29 Fără acest mecanism regenerativ, forma activă a vitaminei E s-ar epuiza rapid în membrane. Prin urmare, proprietățile optime ale antioxidanților proiectați pentru a proteja membranele celulare sunt: 1) capacitatea de a elimina radicalii lipidici și de a reacționa cu peroxizii lipidici din membrane la concentrații care nu vor modifica structura sau proprietățile membranei și 2) asigură maximul interacțiunea compusului cu agenți reductori citosolici (acid ascorbic sau GSH) pentru a regenera antioxidantul. Această strategie necesită, de asemenea, utilizarea terapiei cu antioxidanți multipli, de exemplu, combinația de vitamina E și vitamina C, care oferă atât o protecție eficientă a membranelor, cât și o rezistență crescută la celule. 30, 31
2.3. Mitocondriile
tabelul 1
Diferențe caracteristice între ADN din nucleu și mitocondrii.
| Dimensiunea țintă | Sub 30.000 de gene | 37 de gene | Mitocondriile |
| Raport ADN/genă | Înalt | Scăzut | Nucleu |
| Tensiunea oxigenului | Normoxic | Potențial hipoxic | Mitocondriile |
| Capacitate de reparare | > 99,9% SSB și 98% DSB reparat | Reparație redusă | Nucleu |
| Copii genetice | O copie duplicat pe celulă | Număr mare de replică pe celulă | Mitocondriile |
| Niveluri radicale | Radical scăzut mediu inconjurator | Radical înalt mediu inconjurator | Nucleu |
| Nivelul antioxidant | Antioxidant moderat mediu inconjurator | Antioxidant ridicat mediu inconjurator | Mitocondriile |