Paradox kyslíka pri starnutí – 2. časť
Hyperbarická oxygenoterapia pre zdravé stárnutie 2.časť
Existuje paradoxný vzťah medzi kyslíkom a starnutím.
Napriek nepostradateľnej úlohe, ktorú kyslík zohráva v homeostáze tkanív a prežití organizmov, kyslík sa považuje za kľúčovú hnaciu silu procesu starnutia.
Predtým, ako budeme diskutovať o terapeutických mechanizmoch HBOT pri zásahu do starnutia, je potrebné zoznámiť sa s krehkou rovnováhou ochrany verzus poškodenia kyslíkom v živých organizmoch.
Kyslík slúži ako zdroj reaktívnych foriem kyslíka (ROS). Hoci ROS môže byť za určitých okolností prospešná, nadprodukcia ROS je schopná vyvolať kumulatívne makromolekulárne oxidačné poškodenie vrátane peroxidácie lipidov, dysfunkcie proteínov a poškodenia DNA, ktoré všetky prispievajú k starnutiu.
Preto nie je prekvapujúce, že hypoxické podmienky môžu zlepšiť viaceré charakteristické znaky starnutia v bunkovej kultúre, vrátane produkcie sekrečného fenotypu spojeného so starnutím (SASP), mitochondriálnej dysfunkcie a replikatívneho starnutia. Aj keď sa často nevhodne predpokladá, že rýchlosť starnutia a hladiny kyslíka sú priamo úmerné, biologické dôsledky starnutia vzhľadom na hladiny kyslíka sú v skutočnosti zložité a zostávajú zle pochopené.
V skutočnosti existuje dvojfázová odpoveď vyvolaná HBOT: hoci akumulácia ROS existuje, následné cytoprotektívne antioxidačné odpovede majú tendenciu byť výraznejšie po opakovaných expozíciách, čo je podrobne opísané v 3.časti tejto série článkov.
Podobne nedávna štúdia HBOT u mužov stredného veku uviedla útlm oxidačného stresu, čo sa odráža v cirkulujúcich biomarkeroch. Tieto povzbudivé zistenia pomáhajú zmierniť obavy, že HBOT vedie k oxidačnému poškodeniu.
Ešte dôležitejšie je, že kolísanie hladín koncentrácie kyslíka vnímajú tkanivá ako spúšťač hypoxie, čo umožňuje HBOT počas niekoľkých cyklov stimulovať bunkovú ochranu charakterizovanú aktiváciou faktora-1 indukovateľného hypoxiou (HIF-1) bez ďalších škodlivých účinkov hypoxie. Viac k tejto problematike sa dočítate v 3.časti tejto série článkov.
Obr. 2. Biologické dôsledky starnutia vzhľadom na hladiny kyslíka.
Pokiaľ ide o starnutia, veľké odchýlky od normoxie (buď zvýšenie alebo zníženie hladín kyslíka) vo všeobecnosti vedú k zvýšenému oxidačnému stresu a zníženej dlhovekosti. Naopak, mierna modulácia hladín kyslíka (buď zvýšenie alebo zníženie hladín kyslíka) môže zvýšiť antioxidačnú obranyschopnosť a spomaliť proces starnutia.
Tieto skutočnosti naznačujú výstražný prah pri hypoxii a prah toxicity pri hyperoxii v biologických dôsledkoch starnutia vzhľadom na hladiny kyslíka.
Protichodné úlohy kyslíka pri starnutí možno pripísať fenoménu „Hormesis“.
Termín opisuje skutočnosť, že ošetrenie subtoxickými a nepoškodzujúcimi dávkami určitej toxickej látky môže v skutočnosti vyvolať adaptácie, ktoré zabránia následnému poškodeniu tým istým činidlom. Kyslík v HBOT môže predstavovať takúto subtoxickú látku.
Nepochybne existuje „prah toxicity“ z hľadiska množstva a trvania, za ktorým podávanie kyslíka namiesto toho urýchli proces starnutia. Prahové hodnoty sa líšia podľa druhu, veku a tkaniva v závislosti od rôznej bunkovej citlivosti na kyslík.
Spoločne zastávame názor, že kyslík hrá aktívnu úlohu proti starnutiu podľa príslušných protokolov HBOT bez prekročenia prahu toxicity. Tvorí základ pre našu následnú diskusiu o úlohe HBOT v oblasti starnutia a geriatrického výskumu.
ZDROJ
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231722001240