Stress oxi hóa là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

Stress oxi hóa là trạng thái mất cân bằng giữa quá trình sản sinh các loại oxy phản ứng (ROS) và khả năng trung hòa của hệ thống chống oxi hóa trong cơ thể. Khi ROS tích tụ vượt ngưỡng kiểm soát, chúng gây tổn thương cấu trúc tế bào như DNA, protein và lipid, làm suy giảm chức năng sinh học và thúc đẩy nhiều bệnh lý mạn tính.

Định nghĩa stress oxi hóa

Stress oxi hóa (oxidative stress) là trạng thái mất cân bằng giữa quá trình sản sinh các loại oxy phản ứng (Reactive Oxygen Species – ROS) và khả năng trung hòa của hệ thống chống oxi hóa trong cơ thể. Khi ROS vượt quá khả năng kiểm soát của hệ thống bảo vệ, chúng có thể gây tổn thương lên protein, lipid, DNA và các cấu trúc tế bào khác, từ đó dẫn đến rối loạn chức năng tế bào và bệnh lý mạn tính.

Stress oxi hóa đóng vai trò trung tâm trong quá trình lão hóa và nhiều bệnh lý như ung thư, bệnh tim mạch, đái tháo đường, bệnh thoái hóa thần kinh (Alzheimer, Parkinson) và viêm mãn tính. Tình trạng này có thể được kích hoạt bởi các yếu tố nội sinh (rối loạn chuyển hóa, viêm) hoặc ngoại sinh (tia UV, ô nhiễm, thuốc trừ sâu). Nguồn tài liệu tham khảo: Cleveland Clinic – Oxidative Stress.

Phân loại các loại oxy phản ứng (ROS)

ROS là các phân tử hoặc ion có chứa oxy có khả năng phản ứng cao, bao gồm:

  • Superoxide anion (O2O_2^-): sản phẩm chủ yếu từ chuỗi hô hấp trong ty thể
  • Hydrogen peroxide (H2O2H_2O_2): dạng ROS bền, có khả năng khuếch tán
  • Hydroxyl radical (•OH): dạng ROS hoạt tính mạnh nhất, gây tổn thương DNA nghiêm trọng
  • Singlet oxygen (1O2^1O_2): dạng kích thích điện tử cao, hình thành trong các phản ứng quang hóa

Ngoài ROS, còn có các loại nitơ phản ứng (RNS) như nitric oxide (NO•) và peroxynitrite (ONOO−), góp phần tăng gánh nặng stress oxi hóa trong một số tình trạng viêm hoặc nhiễm trùng. Tham khảo thêm tại PMC – ROS Function in Redox Signaling and Oxidative Stress.

Cơ chế sinh ROS trong tế bào

ROS được sinh ra từ nhiều nguồn nội sinh và ngoại sinh. Nguồn nội sinh chính bao gồm:

  • Chuỗi hô hấp ty thể: khi electron rò rỉ khỏi complex I và III, tạo superoxide
  • Enzyme NADPH oxidase: tham gia phản ứng miễn dịch, tạo ROS để tiêu diệt vi sinh vật
  • Enzyme xanthine oxidase: tham gia chuyển hóa purine, sinh superoxide
  • Quá trình oxy hóa lipid: tạo aldehyde phản ứng và ROS thứ cấp

Nguồn ngoại sinh bao gồm tia tử ngoại (UV), bức xạ ion hóa, kim loại nặng, thuốc trừ sâu, khói thuốc lá và ô nhiễm môi trường. Các yếu tố này không chỉ tạo ROS trực tiếp mà còn làm giảm hoạt động của hệ thống chống oxi hóa. Tham khảo thêm tại Frontiers in Physiology – Lifestyle, Oxidative Stress, and Antioxidants.

Cơ chế tổn thương tế bào do stress oxi hóa

Khi lượng ROS tăng cao và vượt quá năng lực của hệ thống chống oxi hóa, chúng có thể gây tổn thương sinh học tại nhiều mức:

  • DNA: đột biến, đứt mạch đơn và đôi, hình thành base bị oxi hóa như 8-oxoGuanine
  • Protein: oxi hóa chuỗi bên amino acid, tạo liên kết disulfide bất thường, biến đổi cấu trúc
  • Lipid: peroxy hóa lipid màng, làm mất tính toàn vẹn màng tế bào và bào quan

Sự tích lũy tổn thương này là nền tảng của nhiều bệnh lý mạn tính. Ngoài ra, stress oxi hóa có thể kích hoạt các đường tín hiệu tế bào như NF-κB, MAPK và p53, dẫn đến viêm, apoptosis hoặc lão hóa tế bào sớm. Tham khảo thêm tại ScienceDirect – Cellular targets of oxidative stress.

Hệ thống chống oxi hóa trong cơ thể

Để kiểm soát stress oxi hóa, cơ thể con người duy trì một hệ thống chống oxi hóa phức tạp bao gồm cả enzyme và phi enzyme. Hệ thống này hoạt động bằng cách trung hòa ROS, giảm khả năng phản ứng của chúng, đồng thời sửa chữa tổn thương do oxi hóa gây ra ở các phân tử sinh học.

Các enzyme chống oxi hóa chủ yếu:

  • Superoxide dismutase (SOD): chuyển đổi superoxide thành hydrogen peroxide
  • Catalase (CAT): phân giải hydrogen peroxide thành nước và oxy
  • Glutathione peroxidase (GPx): sử dụng glutathione để khử hydrogen peroxide và các peroxid hữu cơ

Chất chống oxi hóa phi enzyme:

  • Vitamin C (acid ascorbic): hòa tan trong nước, trung hòa các gốc tự do trong huyết tương
  • Vitamin E (α-tocopherol): tan trong lipid, bảo vệ màng tế bào khỏi sự peroxy hóa lipid
  • Glutathione (GSH): tripeptide nội sinh có vai trò quan trọng trong khử độc ROS
  • Flavonoid và polyphenol: có trong thực vật, hỗ trợ chống oxi hóa bằng nhiều cơ chế

Stress oxi hóa và các bệnh lý liên quan

Stress oxi hóa là yếu tố góp phần quan trọng vào cơ chế bệnh sinh của nhiều rối loạn mạn tính:

  • Bệnh tim mạch: ROS thúc đẩy quá trình xơ vữa động mạch, oxy hóa LDL, tổn thương nội mô mạch
  • Ung thư: tổn thương DNA và kích hoạt các yếu tố tăng sinh bất thường, dẫn đến sự hình thành khối u
  • Thoái hóa thần kinh: trong Alzheimer và Parkinson, stress oxi hóa gây chết tế bào thần kinh
  • Đái tháo đường: ROS ảnh hưởng chức năng insulin và gây biến chứng vi mạch

Ngoài ra, stress oxi hóa còn có liên quan đến:

  • Lão hóa sớm và suy giảm miễn dịch
  • Bệnh lý hô hấp như COPD và hen
  • Rối loạn sinh sản và tổn thương DNA tinh trùng

Mức độ ROS trong huyết thanh hoặc mô có thể được sử dụng như dấu ấn sinh học trong chẩn đoán và theo dõi điều trị các bệnh này. Một số test sinh hóa được sử dụng như đo MDA (malondialdehyde), 8-OHdG (oxihóa DNA) hoặc hoạt tính SOD, GPx.

Đánh giá stress oxi hóa trong nghiên cứu và lâm sàng

Việc đánh giá mức độ stress oxi hóa là cần thiết để nghiên cứu tác động sinh học của ROS và điều chỉnh các liệu pháp chống oxi hóa. Một số chỉ tiêu thường được sử dụng trong xét nghiệm:

Dấu ấn sinh học Chất chỉ thị Ý nghĩa
Peroxy hóa lipid MDA, 4-HNE Chỉ ra mức độ tổn thương màng tế bào
Oxi hóa DNA 8-OHdG Liên quan đột biến và ung thư
Hoạt tính enzyme SOD, GPx, CAT Đánh giá hệ thống chống oxi hóa nội sinh
Khả năng chống oxi hóa tổng thể TAC, FRAP Phản ánh năng lực kháng ROS toàn cơ thể

Ngoài ra, một số kỹ thuật sinh học phân tử như Western blot, ELISA và điện di cũng được áp dụng trong nghiên cứu stress oxi hóa và xác định vai trò của các yếu tố phiên mã điều hòa như Nrf2.

Chiến lược giảm stress oxi hóa

Để giảm thiểu stress oxi hóa, có thể áp dụng các biện pháp can thiệp từ thay đổi lối sống đến liệu pháp dược lý:

  • Chế độ ăn giàu chất chống oxi hóa: tăng cường rau xanh, trái cây, thực phẩm giàu polyphenol
  • Tránh tiếp xúc với độc chất: hạn chế ô nhiễm không khí, thuốc lá, rượu, hóa chất công nghiệp
  • Hoạt động thể chất điều độ: giúp cải thiện chức năng ty thể và tăng enzyme chống oxi hóa
  • Sử dụng chất bổ sung: vitamin C, E, coenzyme Q10, NAC, alpha-lipoic acid

Trong nghiên cứu dược lý, nhiều hợp chất tự nhiên và tổng hợp đang được đánh giá như flavonoid, curcumin, resveratrol và sulforaphane với khả năng điều hòa Nrf2 và chống viêm hiệu quả. Tuy nhiên, cần cân nhắc liều lượng và sự tương tác thuốc-thực phẩm trong liệu pháp hỗ trợ.

Tổng kết

Stress oxi hóa là yếu tố trung tâm ảnh hưởng đến quá trình sinh học và bệnh lý, bắt nguồn từ mất cân bằng giữa ROS và hệ thống bảo vệ chống oxi hóa. Tổn thương do stress oxi hóa có thể ảnh hưởng tới tất cả các thành phần tế bào, từ DNA, protein đến lipid màng, góp phần vào sự hình thành và tiến triển của nhiều bệnh mãn tính.

Hiểu rõ cơ chế và áp dụng các chiến lược kiểm soát stress oxi hóa có thể mang lại hiệu quả phòng ngừa và hỗ trợ điều trị trong các lĩnh vực y học, từ tim mạch đến thần kinh. Việc kết hợp dinh dưỡng, lối sống lành mạnh và sử dụng hợp lý các chất chống oxi hóa đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện sức khỏe toàn diện.

Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề stress oxi hóa:

Rối loạn chức năng nội mô trong các bệnh tim mạch: Vai trò của stress oxy hóa Dịch bởi AI
Circulation Research - Tập 87 Số 10 - Trang 840-844 - 2000
\n Tóm tắt —Bằng chứng tích lũy cho thấy stress oxy hóa làm thay đổi nhiều chức năng của nội mô, bao gồm cả sự điều hòa trương lực mạch. Sự bất hoạt của nitric oxide (NO · ) bởi superoxide và các gốc oxy hóa mạnh khác (ROS) dường như xảy ra trong các điều kiện như tăng huyết áp, tăng...... hiện toàn bộ
#stress oxy hóa #nitric oxide #chức năng nội mô #bệnh tim mạch #reactive oxygen species (ROS) #xơ vữa động mạch
Keap1 ức chế sự kích hoạt nhân của các yếu tố đáp ứng chất chống oxy hóa bởi Nrf2 thông qua việc gắn kết với miền Neh2 ở đầu N-terminal Dịch bởi AI
Genes and Development - Tập 13 Số 1 - Trang 76-86 - 1999
Yếu tố phiên mã Nrf2 rất quan trọng đối với sự cảm ứng qua yếu tố đáp ứng chất chống oxy hóa (ARE) của các gen enzym giai đoạn II giải độc và chống stress oxy hóa. Phân tích chi tiết về hoạt động khác biệt của Nrf2 được thể hiện trong các dòng tế bào chuyển gen đã dẫn đến việc nhận dạng một loại protein mới, mà chúng tôi gọi là Keap1, protein này ức chế hoạt động phiên mã của Nrf2 bằng các...... hiện toàn bộ
#Nrf2 #Keap1 #chất chống oxy hóa #ARE #miền Neh2 #stress oxy hóa #protein Kelch #cảm ứng enzyme #yếu tố phiên mã
Vai trò của stress oxy hóa trong các biến chứng tiểu đường: một góc nhìn mới về một khuôn mẫu cũ. Dịch bởi AI
Diabetes - Tập 48 Số 1 - Trang 1-9 - 1999
Stress oxy hóa và tổn thương oxy hóa đối với các mô là những điểm kết thúc phổ biến của các bệnh mãn tính, chẳng hạn như xơ vữa động mạch, tiểu đường và viêm khớp dạng thấp. Câu hỏi được đặt ra trong bài tổng quan này là liệu stress oxy hóa gia tăng có vai trò chính trong sinh bệnh học của các biến chứng tiểu đường hay nó chỉ đơn thuần là một chỉ báo thứ cấp của tổn thương mô giai đoạn cuố...... hiện toàn bộ
#stress oxy hóa #tiểu đường #glycoxid hóa #lipoxid hóa #tổn thương mô #carbonyl phản ứng #biến chứng tiểu đường
Stress oxy hóa và thiệt hại oxy hóa trong quá trình sinh ung thư Dịch bởi AI
Toxicologic Pathology - Tập 38 Số 1 - Trang 96-109 - 2010
Sinh ung thư là một quá trình đa bước liên quan đến đột biến và sự mở rộng clone chọn lọc của tế bào đột biến. Các tác nhân hóa học và vật lý, bao gồm cả những tác nhân gây ra các loài oxy phản ứng, có thể gây ra và/hoặc điều chỉnh quá trình đa bước này. Nhiều cơ chế tác động mà các tác nhân gây ung thư gây ra ung thư đã được xác định, bao gồm thông qua việc sản xuất các loài oxy phản ứng...... hiện toàn bộ
#sinh ung thư #stress oxy hóa #thiệt hại oxy hóa #ROS #đột biến #gen sửa chữa DNA
Pathogenesis of the adult respiratory distress syndrome. Evidence of oxidant activity in bronchoalveolar lavage fluid.
Journal of Clinical Investigation - Tập 71 Số 3 - Trang 754-761 - 1983
Ảnh hưởng của việc sử dụng thực phẩm bổ sung probiotics đa loài đến các chỉ số chuyển hóa, hs-CRP và stress oxy hóa ở bệnh nhân tiểu đường loại 2 Dịch bởi AI
Annals of Nutrition and Metabolism - Tập 63 Số 1-2 - Trang 1-9 - 2013
Thông tin nền: Chúng tôi chưa biết đến nghiên cứu nào chỉ ra tác động của việc tiêu thụ hàng ngày các thực phẩm bổ sung probiotics đa loài đối với các chỉ số chuyển hóa, protein phản ứng C nhạy cảm cao (hs-CRP) và stress oxy hóa ở bệnh nhân tiểu đường. Mục tiêu: Nghiên cứu này nhằm xác định tác động của các thực phẩm bổ sung probiotics đa loài đến các chỉ số chuyển hóa, hs-CRP và stress ox...... hiện toàn bộ
#probiotics đa loài #bệnh tiểu đường loại 2 #chỉ số chuyển hóa #hs-CRP #stress oxy hóa
Kaempferol gây ra quá trình apoptosis trong các tế bào u nguyên bào thần kinh đệm qua stress oxy hóa Dịch bởi AI
Molecular Cancer Therapeutics - Tập 6 Số 9 - Trang 2544-2553 - 2007
Tóm tắt Mặc dù đã có những tiến bộ gần đây trong việc hiểu rõ cơ chế phân tử liên quan đến tiến triển của u nguyên bào thần kinh đệm, tiên lượng của khối u não ác tính nhất này vẫn tiếp tục ảm đạm. Vì flavonoid kaempferol được biết đến với khả năng ức chế sự phát triển của một số bệnh ung thư ở người, chúng tôi đã nghiên cứu tác động của kaempferol lên các tế bào u...... hiện toàn bộ
#Glioblastoma #Apoptosis #Oxidative Stress #Flavonoid Kaempferol #ROS #SOD-1 #TRX-1 #Cytokine #Chemokine #Doxorubicin
Hình ảnh nội soi và mối liên quan với SOD, GPx, MDA, trạng thái chống oxy hóa toàn phần (TAS) ở bệnh nhân viêm dạ dày mạn
Tóm tắt Mục tiêu: Nghiên cứu hình ảnh nội soi và mối liên với SOD, GPx, MDA, TAS trong huyết tương ở bệnh nhân viêm dạ dày mạn. Đối tượng và phương pháp: Nghiên cứu mô tả cắt ngang. Số lượng: 136 bệnh nhân viêm dạ dày mạn. Kết quả: Đa số tổn thương ở hang vị (93,4%), tổn thương kết hợp ở vị trí khác hay gặp nhất là môn vị (47,8%), thân vị (16,9%), tiền môn vị và phình vị (cùng chiếm 12,5%). Theo...... hiện toàn bộ
#Stress oxi hóa #viêm dạ dày mạn tính #nội soi dạ dày
Khả năng kháng oxy hóa và bảo vệ tế bào MIN6 tụy tạng của dịch trích methanol lá xoài non (Mangifera indica L.)
Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ - Tập 54 Số 7 - Trang 85-93 - 2018
Khả năng bảo vệ tế bào β tụy tạng khỏi sự phá hủy bởi stress mạng nội chất của dịch trích lá xoài non (Mangifera indica L.) được thực hiện in vitro trên tế bào MIN6. Sự chết của tế bào MIN6 được gây ra do tunicamycin ở nồng độ 5 µg/mL, sau 24 giờ ủ ở điều kiện 37oC và 5% CO2. Khả năng gây độc đối với tế bào MIN6 của dịch trích lá xoài non (LXN) được khảo sát ở nồng độ từ 50 đến 500 µg/mL ở điều ki...... hiện toàn bộ
#Bệnh đái tháo đường #Kháng oxy hóa #lá Xoài non #Mangifera indica L #stress mạng nội chất #tế bào MIN6
Tổng số: 79   
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 8