Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Khoa học tự nhiên Sinh học Nghiên cứu tình trạng stress oxi hóa ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng...

Tài liệu Nghiên cứu tình trạng stress oxi hóa ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng

.PDF
88
259
112

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********************** LÊ THỊ MAI NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG STRESS OXI HÓA Ở BỆNH NHÂN UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ***** LÊ THỊ MAI NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG STRESS OXI HÓA Ở BỆNH NHÂN UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60420114 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐỖ MINH HÀ - PGS.TS. TRỊNH HỒNG THÁI Hà Nội - 2016 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đỗ Minh Hà – PGS-TS Trịnh Hồng Thái- người thầy đã luôn quan tâm, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô và các bạn học viên, sinh viên đang làm việc và học tập, đặc biệt là nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Proteomic và Sinh học cấu trúc thuộc Phòng thí nghiệm Trọng điểm công nghệ Enzyme và Protein và Bộ môn Sinh lý học và Sinh học người, Khoa sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội vì đã giúp đỡ, hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình học tập, làm việc và thực hiện luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới ThS. BS. Phạm Mạnh Cường cùng khoa Tế bào và Giải phẫu bệnh, bệnh viện quân y 103 vì đã quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn và cung cấp mẫu trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới Phòng thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Enzyme và Protein, trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện giúp tôi trong hoàn thành luận văn này. Tôi xin cảm ơn toàn thể các anh chị và các bạn học viên lớp K23 cao học Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt là gia đình và anh chị em đồng nghiệp, ban giám hiệu trường Cao đẳng y tế Thanh Hóa vì đã luôn động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu đề tài này. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn đề tài KC.04.10/11-15 đã giúp phần kinh phí quan trọng cho nghiên cứu này. Hà Nội, tháng 12 năm 2016 Học viên Lê Thị Mai DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ 4-HNE 4 - hydroxinonenal 8-OHdG 8-hydroxy-2' -deoxyguanosine AJCC Hiệp hội ung thư Hoa Kỳ (American Joint Committee on Cancer) ASK CA 19 -9 Protein quy định tín hiệu chết theo chương trình của tế bào (Apoptosis Signalregulated Kinase) Kháng nguyên ung thư biểu mô (Carcinoma antigen 19-9) CAE Kháng nguyên ung thư phôi bào thai (Carcinoembryonic antigen) CAT Catalase Cyt c Cytochrome c GPx Glutathione peroxidase GSH Glutathione GST Glutathione S-tranferase JNK c- Jun N-terminal kinase LDL Lipid tỷ trọng thấp (Low density lipoproteins) MAPK Protein hoạt hóa phân bào (Mitogen activated protein kinases) MDA Malondialdehyde NF-κB PBS Yếu tố nhân κB (Nuclear factor κB) Đệm Phosphate sinh lý (Phosphate buffer Saline) PI3K Phosphatidylinositol 3-kinase PIP2 Phosphatidylinositol 4,5 bisphosphate PIP3 Phosphatidylinositol 3,4,5 triphosphate PUFA Acid béo chưa no có nhiều liên kết đôi (Polyunsaturated fatty acids) Các dạng oxi phản ứng mạnh (Reactive oxigen species) ROS SOD Superoxide dismutase TBA Thiobarbituric acid TCA Trichloacetic acid UTĐTT Ung thư đại trực tràng MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1. 1 3 Các dạng oxi hoạt động, chất chống oxi hóa và trạng thái stress 3 oxi hóa trong cơ thể 1.1.1. Các dạng oxi hoạt động (ROS) 3 1.1.2. Hệ thống chống oxi hóa trong cơ thể 5 1.1.3 Khái niệm trạng thái stress oxi hóa 6 1.2. Ảnh hưởng của stress oxi hóa trong một số bệnh lý ở người 7 1.2.1. ROS trong các bệnh viêm 7 1.2.2. ROS trong quá trình lão hóa và một số bệnh lý khác 8 1.3. Liên quan giữa stress oxi hóa và bệnh ung thư 9 1.3.1. ROS làm tổn thương các đại phân tử sinh học trong tế bào 10 1.3.2. ROS ảnh hưởng đến một số con đường tín hiệu trong ung thư 11 1.3.3. ROS tác động vào quá trình viêm tiến triển thành ung thư 15 1.3.4. ROS ảnh hưởng đến một số oncogen 16 1.3.5. ROS kích thích sự phân bào ung thư 17 1.3.6. ROS điều hòa quá trình di căn trong ung thư 18 1.4 Liên quan giữa stress oxi hóa và bệnh ung thư đại trực tràng 19 1.5. Các chỉ thị sinh học (biomarker) để đánh giá tình trạng stress 20 oxi hóa 1.5.1. Các chỉ thị sinh học phổ biến để đánh giá tình trạng stress oxi 20 hóa 1.5.2. Chỉ thị sinh học MDA 22 1.6. Các nghiên cứu về stress oxi hóa trên bệnh ung thư trên thế giới 25 và tại Việt Nam 1.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 25 1.6.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 28 Chƣơng 2- ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1. Đối tượng nghiên cứu 30 2.1.1. Vật liệu nghiên cứu 30 2.1.2 Thời gian – Địa điểm nghiên cứu 31 2.1.3 Hóa chất thí nghiệm 31 2.1.4 Thiết bị thí nghiệm 32 2.2. Phương pháp nghiên cứu 32 2.2.1 Chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm 32 2.2.2 Phương pháp đinh lượng MDA 33 2.2.2.1 Nguyên lý phương pháp định lượng MDA 33 2.2.2.2 Phương pháp định lượng MDA đối với mẫu máu 34 2.2.2.3 Phương pháp định lượng MDA đối với mẫu mô 36 2.2.3 37 Đánh giá các đặc điểm lâm sàng, giai đoạn bệnh và đại thể của ung thư đại trực tràng 2.2.3.1. Chẩn đoán giai đoạn ung thư đại trực tràng 37 2.2.3.2. Đại thể ung thư đại trực tràng 38 2.3 Tính toán thống kê 39 Chƣơng 3 - KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 40 3.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu. 40 3.1.1. Phân bố bệnh nhân theo lứa tuổi và giới tính 40 3.1.2. Một số đặc điểm bệnh học lâm sàng của nhóm đối tượng 40 nghiên cứu 3.2 Hàm lượng MDA trên mẫu máu bệnh nhân UTĐTT 42 3.2.1 Hàm lượng MDA trên mẫu máu bệnh nhân UTĐTT 42 3.2.2 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo tiến trình điều trị 42 bước đầu bằng phương pháp triệt căn 3.2.3 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo nhóm tuổi 44 3.2.4 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo giai đoạn bệnh. 45 3.2.5 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo số hạch di căn 46 3.2.6 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo hình ảnh đại thể 47 3.2.7 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo mức độ biệt hóa mô u 48 3.2.8 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo kích thước khối u 49 3.3 Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT 50 3.3.1 Hàm lượng MDA ở các vị trí khác nhau của mẫu mô u UTĐTT 50 3.3.2 Hàm lượng MDA ở mẫu mô u UTĐTT theo các giai đoạn bệnh 51 3.3.3. Hàm lượng MDA ở mẫu mô UTĐTT có hạch và u không có hạch di 52 căn gần 3.3.4 Hàm lượng MDA ở mẫu mô u UTĐTT theo đặc điểm hình ảnh đại thể 53 3.3.5 Hàm lượng MDA ở mẫu mô u UTĐTT theo mức độ biệt hóa khối u 54 3.3.6 Hàm lượng MDA ở mẫu mô u UTĐTT theo kích thước khối u 55 3.4 Thảo luận chung 56 KẾT LUẬN 63 KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Một số gốc ROS trong cơ thể .....................................................................4 Bảng 1.2: Các phương pháp định lượng MDA.........................................................23 Bảng 2.1: Danh mục hóa chất sử dụng .....................................................................31 Bảng 2.2: Danh mục thiết bị sử dụng ........................................................................31 Bảng 2.3: Phân chia giai đoạn ung thư đại trực tràng của AJCC .............................38 Bảng 3.1: Phân nhóm bệnh nhân theo độ tuổi và giới tính .......................................40 Bảng 3.2: Một số đặc điểm lâm sàng cuả nhóm đối tượng nghiên cứu ....................40 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 : Cấu tạo gốc tự do 3 Hình 1.2. Các chất chống oxi hóa bảo vệ tế bào 6 Hình 1.3. Sự hình thành ROS trong quá trình viêm 8 Hình 1.4: Cơ chế kích hoạt của ROS trong con đường MAPK 13 Hình 1. 5. ROS kích hoạt các con đường truyền tín hiệu của tế bào 15 qua các chất trung gian Hình 1.6: Các chỉ thị sinh học của stress oxi hóa 21 Hình 2.1: Sơ đồ phản ứng giữa MDA và TBA 33 Hình 3.1. Hàm lượng MDA trên mẫu máu bệnh ung thư đại trực 42 tràng so với đối chứng Hình 3.2. Sự biến đổi hàm lượng MDA ở mẫu máu bệnh nhân ung 43 thư các thời điểm lấu mẫu Hình 3.3. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo nhóm tuổi 44 Hình 3.4. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo giai đoạn 45 bệnh Hình 3.5. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT của nhóm u có 46 hạch và nhóm u khôn g có hạch Hình 3.6. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo hình ảnh đại 47 thể Hình 3.7. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo mức độ biệt 48 hóa khối u Hình 3.8. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo kích thước 49 mô u Hình 3.9. Hàm lượng MDA trên các vị trí của mẫu mô UTĐTT 50 Hình 3.10. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo các giai 51 đoạn bệnh Hình 3.11. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo đặc điểm có 52 hạch và không có hạch di căn gần Hình 3.12. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo theo đặc điểm 53 hình ảnh đại thể Hình 3.13. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo theo mức 54 độ biệt hóa Hình 3.14. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo theo kích thước khối u. 55 ĐẶT VẤN ĐỀ Các dạng oxi hoạt động (reactive oxygen species – ROS) bao gồm các gốc tự do và một số phân tử đặc biệt mà trong cấu trúc có chứa nguyên tử oxi có khả năng tham gia phản ứng oxi hóa khử mạnh. Trong cơ thể, ROS là một sản phẩm chuyển hóa tự nhiên của quá trình trao đổi chất [5,17,63]. Sản phẩm này có nhiều vai trò quan trọng trong dẫn truyền tín hiệu tế bào, cân bằng nội môi, apoptosis và có liên quan cả trong sự phát triển khối u [16, 44, 79]. Khi lượng ROS hình thành vượt quá khả năng kiểm soát của hệ thống chống oxi hóa của cơ thể sẽ dẫn đến tình trạng stress oxi hóa, kéo theo đó là một loạt các tác hại đối với cơ thể trong đó có quá trình peroxi hóa lipid. Thuyết stress oxi hóa là một thuyết quan trọng để giải thích nguồn gốc của ung thư và nhiều bệnh lý khác [79]. Trạng thái stress oxi hóa của cơ thể có thể được đánh giá thông qua việc định lượng các chỉ thị sinh học chính của quá trình peroxi hóa lipid, biến đổi DNA hay protein như: malonyldialdehyde (MDA), 4-hydroxynoneal (HNE), 8-OHdG,... Trong đó MDA là một trong số các chỉ thị sinh học được nghiên cứu nhiều nhất và được xem như một chỉ số chính để đánh giá mức độ peroxi hóa lipid [32,53,69,80]. Ung thư đại trực tràng là một trong số các các căn bệnh ác tính thường gặp ở các nước phát triển. Tại Việt Nam, ung thư đại trực tràng cũng là nguyên nhân gây tử vong đứng hàng thứ 4 sau ung thư dạ dày, ung thư phổi và ung thư gan [7,4]. Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy có sự gia tăng về lượng ROS ở các bệnh mãn tính đường tiêu hóa [33]. Tuy nhiên, cơ chế của stress oxi hóa trong các tế bào ung thư và vai trò của ROS trong tiến triển bệnh ung thư đại trực tràng vẫn còn đang tiếp tục nghiên cứu. Trong xét nghiệm lâm sàng, dấu chuẩn ung thư đại trực tràng là kháng nguyên ung thư carcinoembryonic antigen (CEA) và carcinoantigen 19-9 (CA 199). Các dấu chuẩn này có nồng độ tăng dần theo quá trình phát triển ung thư và chỉ tăng cao ở giai đoạn sau của ung thư. Trong khi đó, nhiều nghiên cứu cho thấy nồng độ các sản phẩm của của trình peroxi hóa lipid ở trong máu bệnh nhân ung thư đại 1 trực tràng đều cao hơn so với nhóm đối chứng và cao ở mọi giai đoạn phát triển ung thư. Như vậy, chỉ số này có thể được sử dụng để góp phần phát hiện ung thư sớm [45]. Mối liên quan giữa stress oxi hóa với các bệnh ung thư ngày càng được các nhà sinh - y học quan tâm và nghiên cứu trên thế giới. Tuy nhiên ở Việt Nam vẫn chưa có nghiên cứu nào được công bố về mối quan hệ này. Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tình trạng stress oxi hóa ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng” nhằm mục đích: 1. Đánh giá tình trạng stress oxi hóa ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng thông qua định lượng MDA (malondialdehyd) trong máu ngoại vi và trong mô đại trực tràng. 2. Tìm hiểu mối liên quan giữa hàm lượng MDA trong máu ngoại vi và mô đại trực tràng với một số đặc điểm bệnh học ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng. 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Các dạng oxi hoạt động (reactive oxygen species - ROS), chất chống oxi hóa và trạng thái stress oxi hóa trong cơ thể 1.1.1. Các dạng oxi hoạt động (reactive oxygen species - ROS) Các dạng oxi hoạt động (reactive oxygen species – ROS) bao gồm các gốc tự do và một số phân tử đặc biệt khác mà trong cấu trúc có chứa nguyên tử oxi có khả năng tham gia phản ứng mạnh do có chứa electron độc thân hay electron tự do chưa ghép đôi [18]. Trong cơ thể, ROS là một sản phẩm chuyển hóa tự nhiên của quá trình trao đổi chất [5,17,63]. Sản phẩm này có nhiều vai trò quan trọng trong dẫn truyền tín hiệu tế bào, cân bằng nội môi, chết tế bào theo chương trình (appoptosis) và có liên quan cả trong sự phát triển khối u [16,44,79]. Các dạng oxi hoạt động có thể là các gốc tự do như: hydroxyl (·OH), alkoxyl (RO·), peroxyl (ROO·), superoxide (O2·), nitroxyl radical (NO·). Ngoài ra, ROS còn bao gồm các phân tử không phải gốc tự do như: hydrogen peroxide (H2O2), hydroperoxide hữu cơ (ROOH); ozon (O3); oxi singlet (O21) [28,69]. Vì chứa electron chưa bão hòa nên các dạng oxi hoạt động không ổn định về cấu trúc phân tử (hình 1.1). Chúng có thể cho và nhận electron từ các phân tử khác. Do đó ROS vừa là các chất khử, vừa là các chất oxi hóa. Hình 1.1: Cấu tạo gốc tự do [18] Các dạng oxi hoạt động có thể tồn tại độc lập, tuy nhiên thời gian tồn tại của các ROS thường rất ngắn (khoảng một phần triệu giây đến vài giây) (bảng 1.1). Hầu hết các ROS đều rất không bền và nhanh chóng phản ứng với những hợp chất khác, 3 với xu hướng cho đi hoặc nhận thêm electron cần thiết để có thể trở lại trạng thái ổn định [9]. Bảng 1.1: Một số dạng ROS trong cơ thể [28] Gốc tự do Ký Chu kỳ hiệu bán hủy 10-6 Hình thành chủ yếu trong chuỗi vận chuyển giây Superoxide O2.- Mô tả điện tử bằng cách đẩy một electron vào các phân tử oxi. OH· 10-9 Được hình thành từ phản ứng Fenton hoặc giây Gốc Hydroxyl phản ứng Haber-Weiss. Khả năng phản ứng của gốc hydroxyl là rất lớn trong môi trường sinh học, có khả năng phản ứng với rất nhiều thành phần của tế bào. Đây là gốc có độ hoạt động mạnh nhất trong các ROS và gây nhiều thương tổn cho tế bào. Hydrogen H2 O2 Vài phút Được hình thành trong cơ thể với số lượng peroxide lớn, chủ yếu do sự mất đi một electron của phần tử nước. Với tính chất tan trong lipid, H2O2 hòa toàn có khả năng khuếch tán qua màng. Gốc alkoxyl RO• 10-6 giây Có thể được tạo ra dưới tác động của một gốc (LO•) tự do có chứa oxygen (•O2, HO•...) trên những chuỗi acid béo có nhiều nối đôi. Gốc Peroxyl ROO· Vài giây Phản ứng và hình thành trong quá trình (LOO·) peroxide hóa lipid và oxy hóa protein, DNA, đường,… Hydroperoxide ROOH ổn định Phản ứng với các kim loại chuyển tiếp để hình thành các dạng oxi phản ứng 4 Singlet oxygen O21 10-6 Khả năng phản ứng cao, có tính oxi hóa cực giây mạnh. Được hình thành trong hệ ở hệ thống sinh học trong một số sắc tố như chlorophyll, retinal và flavin khi chúng khi được chiếu sáng với sự có mặt của oxi. Nitric oxide NO giây Có vai trò trong điều hòa huyết áp và dẫn truyền xung thần kinh, là một chất oxi hóa mạnh, liên quan đến các trạng thái bệnh lý Hầu hết các ROS nội sinh chuyển hóa từ gốc tự do anion superoxide (O2.-), vì vậy anion superoxide được gọi là ROS sơ cấp, các ROS chuyển hóa từ nó gọi là ROS thứ cấp. Gốc tự do anion superoxide được hình thành chủ yếu thông qua hệ enzyme NADPH oxidases (NOXs), xanthine oxidase (XO) và chuỗi truyền điện tử ty thể (mETC); ngoài ra cũng có thể từ sự hoạt hóa oxi bởi các tác nhân khác [75]. 1.1.2. Hệ thống chống oxi hóa trong cơ thể Theo định nghĩa của Lobo, chất chống oxi hóa là những phân tử ổn định đủ để nhận hoặc nhường electron cho các gốc tự do và trung hòa chúng, do đó làm giảm hoặc mất khả năng gây hại tới tế bào của ROS [47]. Cơ chế quá trình chống oxi hóa trong tế bào: Chất chống oxi hóa có thể làm giảm tồn thương oxi hóa trực tiếp thông qua phản ứng với các ROS hoặc gián tiếp bằng cách ức chế các hoạt động hoặc biểu hiện của enzyme tạo ra các ROS như NAD(P)H oxidase và xanthine oxidase (XO) hoặc bằng cách tăng cường các hoạt động và biểu hiện của các enzym chống oxi hóa như superoxide dismutase ( SOD), catalase (CAT) và glutathione peroxidase (GPX) trong tế bào [48]. Hệ thống này hoạt động theo các con đường sau [21,58]: (1) Tạo phức làm mất khả năng xúc tác của các kim loại chuyển tiếp (ví dụ: transferin). (2) Làm gián đoạn các phản ứng lan truyền (ví dụ: α-tocoferol). (3) Làm giảm nồng độ các gốc tự do hoạt động (ví dụ: glutathion -GPx). 5 (4) Thu dọn các gốc tự do tham gia khơi mào phản ứng (ví dụ: superoxid dismutase -SOD). Hệ thống gồm các chất chống oxi hóa có bản chất enzym (SOD, CAT, Peroxidase, Glutathion peroxidase – GPx, …) và có bản chất phi enzym (nhóm các polyphenol, Vitamin E- α-tocoferol, các flavonoid, β-caroten, Vitamin C, …) (hình 1.2) Hình 1.2: Các chất chống oxi hóa thu dọn các ROS trong tế bào [78] 1.1.3. Khái niệm trạng thái stress oxi hóa Trong cơ thể sống khỏe mạnh, gần như có sự cân bằng giữa sản sinh các dạng oxi hoạt động (ROS) với hệ thống chống oxi hóa [22]. Năm 1985, nhà nghiên cứu người Đức là Sies đã lần đầu tiên đưa ra định nghĩa về stress oxi hóa: “Stress oxi hóa” (oxidative stress) là kết quả của sự mất cân bằng trong trạng thái cân bằng giữa chất oxi hóa - chất chống oxi hóa [68]. Cụm từ 6 “stress oxi hóa” chỉ một trạng thái của tế bào mà ở đó lượng gốc tự do chứa oxi vượt xa khả năng trung hòa, hay các cơ chế bảo vệ của tế bào [59]. Trải qua hơn 30 năm, các nhà khoa học đã đưa ra định nghĩa hoàn chỉnh hơn: “Stress oxi hóa là sự gia tăng lâu dài hoặc nhất thời mức ROS, gây rối loạn hoạt động tế bào và quá trình dẫn truyền tín hiệu, gồm cả những quá trình ROS gây oxi hóa các thành phần tế bào mà nếu không lấy lại được cân bằng, có thể dẫn đến hậu quả làm chết tế bào do hoại tử hay tế bào tự chết theo chương trình” [48]. Stress oxi hóa ở mức độ nhẹ, các phân tử sinh học bị tổn thương có thể được sửa chữa. Ở mức độ nặng nề hơn, stress oxi hóa có thể gây tổn thương không hồi phục hoặc hoại tử tế bào [5,25]. Hậu quả của stress oxi hóa là rất lớn, do ROS có khả năng phản ứng với bất kỳ phần tử nào gần bên chúng làm tổn thương các tế bào, mô, cơ quan. ROS ở nồng độ cao từ lâu đã được công nhận là tác nhân gây thiệt hại trực tiếp đến các phân tử lipid [14]. Stress oxi hóa có thể là kết quả của ba yếu tố: suy giảm hệ thống chống oxi hóa; tăng tạo thành các dạng oxi hoạt động và thiếu khả năng sửa chữa các tổn thương do quá trình oxi hóa trong cơ thể [5]. Rất nhiều nghiên cứu mới đây cho thấy ảnh hưởng của stress oxi hóa đến sự phát triển của nhiều loại bệnh khác nhau như: ung thư, thoái hóa thần kinh, xơ vữa động mạch, tiểu đường và lão hóa [58, 56, 59]. Ngày nay, stress oxi hóa được ghi nhận là một đặc điểm nổi bật của nhiều bệnh lý cấp và mãn tính cũng như các bệnh gây ra do quá trình lão hóa như bệnh tim mạch, ung thư, rối loạn thần kinh, đái tháo đường [75]. Thuyết stress oxi hóa là một thuyết quan trọng để giải thích nguồn gốc của ung thư và nhiều bệnh lý khác [79]. 1.2. Ảnh hƣởng của stress oxi hóa trong một số bệnh lý ở ngƣời Khi cơ thể ở trạng thái cân bằng oxi hóa - khử, ROS ở mức "nồng độ sinh lý" sẽ giữ các chức năng quan trọng: là các phân tử tín hiệu trong “bật tắt” gen [16], tham gia vào nhiều quá trình sinh lý của tế bào: điều tiết tăng trưởng, biệt hóa, apoptosis thông qua tín hiệu tế bào. Bên cạnh đó, ROS còn có vai trò quan trọng trong một số chức năng sinh lý của cơ thể [49]: điều hòa hoạt động tim và trương 7 lực mạch máu [36,42], duy trì cân bằng nồng độ oxi nội môi, chống viêm [36, 43, 44, 49], …. Tuy nhiên trong điều kiện của stress oxi hóa, ROS có thể gây hại cho các tế bào, dẫn đến sự tăng sinh không kiểm soát, viêm, apoptosis, đặc biệt là ung thư [52, 75]. 1.2.1. ROS trong các bệnh viêm Nồng độ cao kéo dài của ROS ở trạng thái stress oxi hóa được coi là yếu tố cốt lõi trong sự tiến triển của các bệnh viêm nhiễm [49]. Trong quá trình chống viêm do nhiễm các mầm bệnh vi sinh vật, bạch cầu đã sản xuất các gốc tự do để tiêu diệt chúng, sự “bùng nổ hô hấp” (respiratory burst) xảy ra [12, 69] (hình 1.3). Hình 1.3. Sự hình thành ROS trong quá trình viêm [43] (Chú thích: Khi các tác nhân (kháng nguyên) xâm nhập vào cơ thể sẽ bị bạch cầu đa nhân trung tính bắt giữ, đồng thời kích hoạt bạch cầu đa nhân trung tính tăng sử dụng oxi. Khi bắt đầu thực bào, các tế bào này sử dụng một lượng lớn oxi và giải phóng các enzyme như NADPH oxidase (NOX), nitric oxide synthase (NOS) sẽ tham gia quá trình biến đổi O2, NO, Cl- để hình thành các ROS (OH●, ONOO-, OCl ,O2●-). Các gốc ROS này sẽ tấn công vi khuẩn hay kháng nguyên lạ [27]. Để bảo vệ mình khỏi tác hại của các gốc tự do, bạch cầu cũng sản sinh ra rất nhiều các chất chống oxi hoá như SOD, GSH, catalase. Song vẫn có khoảng 10% bạch cầu chết, do chính các dạng oxi hoạt động mà nó sinh ra. Khi bạch cầu bị ly giải, các gốc tự do của oxi thoát ra ngoài, tấn công vào các tế bào xung quanh, gây 8 tổn thương làm cho sự đáp ứng kích thích của tế bào ở khu vực đó càng xảy ra mạnh hơn, những đáp ứng đó tương ứng trên lâm sàng là các triệu chứng sưng, nóng, đỏ, đau [12]. 1.2.2. ROS trong quá trình lão hoá và một số bệnh lý khác Các bằng chứng cho thấy rằng lão hóa có liên quan với tăng sản xuất các gốc tự do, dẫn đến tăng quá trình oxi hóa của chất béo, protein, và các vật liệu di truyền [30]. Stress oxi hóa trong lão hóa gây ra sự thay đổi cấu trúc và chức năng của tế bào, thay đổi trong quá trình truyền tín hiệu, làm tăng tính nhạy cảm cuả cơ thể với nhiều loại bệnh do lão hóa, trong đó bệnh ung thư [52]. Lão hóa là một quá trình tích luỹ các biến đổi gây nên bởi những thiếu sót về gene, bởi những yếu tố môi trường ô nhiễm và các quá trình bệnh tật... Tuổi càng cao thì hoạt độ các enzyme SOD, GPx, nồng độ các chất chống oxi hoá, trạng thái chống oxi hoá toàn phần càng giảm. Do vậy việc theo dõi các chất chống oxi hoá một cách định kỳ là hết sức cần thiết trong việc phòng chống lão hoá và các bệnh liên quan đến lão hóa và các bệnh lý khác [47]. Sự dư thừa gốc tự do đã làm tăng sự oxi hoá LDL (low density lipoprotein) và khởi đầu cho xơ vữa động mạch, dẫn đến các hiện tượng như thiếu máu cục bộ cơ tim, nhồi máu cơ tim cấp trong trường hợp trạng thái chống oxi hoá toàn phần trong cơ thể giảm thấp. Tạo ra các mảng vữa xơ động mạch, chính là do các lipoprotein tỷ trọng thấp LDL bị oxi hoá. Sự oxi hoá LDL là một phản ứng dây chuyền của quá trình peroxi hoá lipid do các gốc tự do điều khiển và chi phối. Nếu các gốc tự do của oxi xuất hiện nhiều, quá trình peroxi hoá lipid xảy ra mạnh, tích tụ nhiều các sản phẩm MDA (malodialdehyd), 4- HNE (4 hydroxynonenal)... là những sản phẩm bền có độc tính cao. Các đại thực bào nhận ra các sản phẩm độc hại này, thâu tóm chúng và hình thành các tế bào bọt – tiền đề hình thành mảng xơ vữa động mạch [47]. Stress oxi hóa còn góp phần vào tiến triển nhiều tình trạng bệnh lý như rối loạn thần kinh, xơ vữa động mạch, tăng huyết áp, thiếu máu cục bộ, tiểu đường, hội chứng suy hô hấp cấp tính, xơ hóa phổi tự phát, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính và hen suyễn, viêm, lão hóa và đặc biệt là trong bệnh ung thư [21]. 9
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan