44 J. Kulbacka, J. Saczko, A. Chwiłkowska
Stres oksydacyjny w procesach uszkodzenia komórek
JULITA KULBACKA, JOLANTA SACZKO, AGNIESZKA CHWIA
KOWSKA
Akademia Medyczna we Wrocławiu, Katedra i Zakład Biochemii Lekarskiej, kierownik: prof. dr hab. A. Gamian
Stres oksydacyjny w procesach uszkodzenia komórek Oxidative stress in cells damage processes
Kulbacka J.1, Saczko J.1, Chwiłkowska A.1 Kulbacka J.1, Saczko J.1, Chwiłkowska A.1
Akademia Medyczna we Wrocławiu, Katedra i Zakład Biochemii Le- Medical University of Wroclaw, Poland, Department of Medical Bio-
karskiej chemistry
Stres oksydacyjny można określić jako zaburzenie równowagi mię- Oxidative stress may be defined as an imbalance between reactive
dzy natężeniem procesów oksydacyjnych, które indukują powsta- oxygen species (ROS) and the antioxidant defense system. It is now
wanie reaktywnych form tlenu (RFT) i przeciwdziałającym systemem known that oxidative stress is involved in most of pathological states
obronnym  antyoksydacyjnym. U podłoża większości stanów pato- and diseases. ROS and other oxidants can cause oxidation of lipids,
logicznych chorób leżą przewlekłe zmiany związane z kancerogen- proteins and DNA with following tissue damage. Toxic products of
nym działaniem wolnych rodników tlenowych. Reaktywne formy tle- oxidation proceed cytostatic effects causing membrane damage and
nu mogą powodować utlenienie tłuszczów, białek, DNA i w następ- lead into cell death via apoptosis or necrosis. The redox status of
stwie przyczynić się do uszkodzenia tkanek. Toksyczne produkty the cell is maintained by antioxidant enzymes such as superoxide
reakcji utleniania działają cytostatycznie na komórkę uszkadzając dismuthase, catalase, glutathione S-transferase and other substan-
błony komórkowe oraz prowadząc komórkę do śmierci na drodze ces such as glutathione, vitamins E, C and A, which provide to elimi-
apoptozy lub nekrozy. Stan równowagi komórek utrzymuje się przez nate ROS.
enzymy antyoksydacyjne, takie jak: dysmutaza ponadtlenkowa, ka-
talaza, transferaza S-glutationowa oraz inne substancje, jak np. glu-
tation czy witaminy E, C i A. Związki te umożliwiają usuwanie nad-
miaru RFT z komórek.
Słowa kluczowe: wolne rodniki, stres oksydacyjny, uszkodzenie Key words: free radicals, oxidative stress, cells damage
komórki
Pol. Merk. Lek., 2009, XXVII, 157, 44 Pol. Merk. Lek., 2009, XXVII, 157, 44
Brak równowagi pomiędzy generacją reaktywnych form tlenu wego: 1O2, O2 , HO2 , OH oraz H2O2. Rodnik OH jest bardzo
(RFT), a zdolnościami antyoksydacyjnymi organizmu określa reaktywny i reaguje z większością biocząsteczek ze stałymi
się, jako stres oksydacyjny. Wolne rodniki w żywych organi- szybkości k rzędu 109 - 1010 dm3mol 1s 1, dlatego jego czas
zmach mogą powstawać również na skutek działania czynni- życia w matrycy biologicznej jest bardzo krótki (~1 ns) [2].
ków zewnętrznych (np. promieniowania UV, promieniowania Reakcje rodnika OH polegają z reguły na odrywaniu ato-
jonizującego) oraz podczas reakcji obronnych układu immu- mów wodoru od atakowanych cząsteczek. Ze względu na
nologicznego organizmu. Wytwarzanie wolnych rodników na- dużą reaktywność i krótki czas życia rodniki hydroksylowe
stępuje również podczas prawidłowych procesów fizjologicz- nie penetrują komórki, ale reagują z najbliższymi cząstecz-
nych w różnych przedziałach komórki. W warunkach fizjolo- kami. W wyniku tych reakcji powstają wtórne rodniki o zróż-
gicznych procesy te znajdują się pod ścisłą kontrolą organi- nicowanej reaktywności chemicznej. Może zostać zapocząt-
zmu, w wyniku działania enzymatycznych i nieenzymatycz- kowany ciąg przemian rodnikowych prowadzących do uszko-
nych mechanizmów obronnych [25]. Wiadomo również, że dzeń komórki. Uszkodzenia powstają w miejscach często
wolne rodniki pośredniczą w istotnych dla komórki funkcjach, bardzo odległych od miejsca ataku rodnika hydroksylowego.
takich jak: wzrost komórek, proliferacja, różnicowanie czy apop- Oznacza to, że pierwotnie utworzone centrum rodnikowe zlo-
toza [8]. Zaburzenie tych mechanizmów pod wpływem róż- kalizowane w określonym fragmencie łańcucha białkowego
nych czynników chorobotwórczych lub oddziaływań zewnętrz- ulega przeniesieniu w obrębie cząsteczki. Ważną rolę odgry-
nych wywołuje znaczne zwiększenie stężenia rodników w or- wają w tym procesie aminokwasy zawierające w łańcuchu
ganizmie, a w konsekwencji występowanie reakcji patologicz- bocznym pierścienie aromatyczne (tryptofan, tyrozyna, histy-
nych prowadzących do uszkodzenia komórek i tkanek [8, 15]. dyna) lub atom siarki (cysteina, metionina) [4, 8].
Niszczące działanie rodników może obejmować praktycz- Poznanie mechanizmów reakcji rodnikowych zachodzą-
nie wszystkie występujące w organizmie biocząsteczki wy- cych in vitro w wybranych modelowych układach biologicz-
wołując uszkodzenia na poziomie molekularnym oraz orga- nych może przyczynić się do zrozumienia procesów rodni-
nelli komórkowych. Wolne rodniki w warunkach in vitro wy- kowych zachodzących in vivo oraz przeciwdziałania ich ne-
wołują chemiczne modyfikacje oraz uszkadzają białka (agre- gatywnym skutkom.
gacja i denaturacja), lipidy (peroksydacja), węglowodany i
nukleotydy, indukują zmiany w strukturze DNA prowadzące
do mutacji lub efektów cytotoksycznych itp. [2, 25]. PEROKSYDACJA LIPIDÓW
Reaktywne formy tlenu i azotu (RFA) mogą nie tylko uszka-
dzać składniki komórki, ale również uczestniczyć w przeno- Duże znaczenie przypisuje się wolnym rodnikom w peroksy-
szeniu sygnału, w różnicowaniu komórek i apoptozie. Reak- dacji lipidów (LPO). Jest to wolnorodnikowy proces utlenia-
tywne formy tlenu i RFA mogą aktywować czynniki transkryp- nia nienasyconych kwasów tłuszczowych lub innych lipidów,
cyjne (NF- B). Patologiczna aktywacja tych procesów przez w którym powstają nadtlenki tych związków [23].
RFT może zaburzać prawidłowe funkcjonowanie komórki [21]. Peroksydacja lipidów przebiega w trzech etapach:
Główną rolę odgrywają reaktywne formy pochodzenia tleno-  inicjacji,
Stres oksydacyjny w procesach uszkodzenia komórek 45
 propagacji, funkcje komórki i może doprowadzić nawet do śmierci komór-
 terminacji. ki [3, 21]. Podczas stresu oksydacyjnego dochodzi do utlenie-
Inicjacja LPO polega na oderwaniu atomu wodoru od czą- nia komórkowych grup -SH bezpośrednio przez RFT: rodnik
steczki wielonienasyconego kwasu tłuszczowego lub reszty ponadtlenkowy (O2 ), nadtlenek wodoru (H2O2) i rodnik wodo-
tego kwasu wchodzącej w skład fosfolipidu, głównego skład- rotlenkowy ( OH). Produktem utlenienia grup  SH są wówczas
nika budulcowego błon komórkowych. Zawarte w błonach ko- rodniki tiylowe RS , które ulegają dimeryzacji do disulfidów.
mórkowych nienasycone kwasy tłuszczowe łatwo poddają się Reakcje te zachodzą według wzorów [4, 21]:
atakowi wolnych rodników. Peroksydacja lipidów może być
zapoczątkowana przez rodnik hydroksylowy ( OH), oraz rod- RSH + O2 + H+ RS + H2O2 (3)
niki: nadtlenkowy (LOO ), alkoksylowy (LO ) lub alkilowy (L ) 2RSH + H2O2 2RS + 2H2O (4)
[26]. Peroksydacja lipidów może też być zainicjowana przez RSH + OH RS + H2O (5)
ozon, tlenek i dwutlenek azotu a także dwutlenki siarki i pod- 2RS RSSR (6)
chloryn [4].
Podczas reakcji propagacji (prolongacji) wolne rodniki Uszkodzenie oksydacyjne grup  SH powoduje szybką
alkilowe (L ) reagują z tlenem i tworzą wolne rodniki nad- utratę aktywności biologicznej białka, prowadzi do zaburzeń
tlenkowe LOO (reakcja 1). Te z kolei mogą odrywać atomy działania wielu transporterów i enzymów oraz narusza ho-
wodoru od kolejnych cząsteczek wielonienasyconych kwa- meostazę wapniową. Największym zagrożeniem dla życia
sów tłuszczowych LH (reakcja 2). W tej reakcji wolny rodnik komórek w warunkach stresu oksydacyjnego jest utlenianie
nie ginie, ale reaguje z następną cząsteczkę kwasu tłusz- grup tiolowych w błonach. Może ono doprowadzić do dezin-
czowego: tegracji błon i zwiększenia ich przepuszczalności. Reakcje
RFT z białkami prowadzą nie tylko do utleniania białek, ale
L + O2 LOO (1) także do powstawania w białkach grup redukujących. Grupy
LOO + LH LOOH + L (2) te mogą redukować cytochrom c i metale. Mogą one powsta-
wać w wyniku uszkodzenia aminokwasów aromatycznych.
Cykl ten powtarza się wielokrotnie, do momentu reakcji Grupy tiolowe białek są w równowadze z grupami tiolowymi
terminacji. Reakcja ta może zachodzić pomiędzy dwoma glutationu (GSH), którego główną funkcją jest utrzymywanie
wolnymi rodnikami alkilowymi, nadtlenkowymi czy dwo-  SH białek w stanie zredukowanym (redukcja mostków di-
ma różnymi rodnikami, które występują w tym układzie. sulfidowych, co w wielu przypadkach jest niezbędne dla funk-
Produktami reakcji w błonach biologicznych są dimery fos- cjonalnej aktywności białek). Grupy tiolowe glutationu mogą
folipidów. Peroksydacja lipidów w komórce następuje w uczestniczyć w usuwaniu elektrofilowych ksenobiotyków.
błonach zawierających również białka, a wolne rodniki po- Natomiast, GSH regeneruje takie antyoksydanty, jak wita-
wstające podczas peroksydacji mogą też reagować z tymi mina E, dzięki redukcji rodnika tokoferylowego. Dlatego glu-
białkami. Powstają wtedy wolne rodniki białek, które uczest- tation uważany jest za najważniejszy komórkowy  bufor tio-
niczą w reakcjach terminacji i tworzą połączenia białko- lowy [3, 4].
wo-lipidowe.
Komplikacją LPO jest zjawisko reinicjacji, podczas które-
go nadtlenki lipidów mogą ulegać rozkładowi. Zjawisko to MECHANIZMY OBRONNE PRZED DZIAA
ANIEM
może być również inicjowane przez jony metali przejściowych WOLNYCH RODNIKÓW
(Fe i Cu) [4, 23]. Dalsze przemiany produktów LPO zacho-
dzą m.in. drogą -eliminacji, co prowadzi do rozpadu reszt Organizmy mające styczność z tlenem wytworzyły różne
wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i powstania kil- mechanizmy obronne chroniące ich integralność przed dzia-
ku- i kilkunastowęglowych fragmentów. Jednym z nich jest łaniem wolnych rodników. Jednym z elementów takiego sys-
dialdehyd malonowy  MDA (ang. malonodialdehyde). Poza temu jest odpowiednia organizacja strukturalna komórek, któ-
tym związkiem powstają również inne aldehydy i hydroksy- ra umożliwia izolację miejsc, w których zachodzą reakcje z
aldehydy (4-hydroksyalkenale, 2-alkenale, hepta-2,4-dienal, wytwarzaniem rodników jako produktów ubocznych [10, 11].
5-hydroksyoktanal). Stężenie MDA w tkankach rośnie pod Ważną rolę w ochronie przed rodnikami odgrywają różne
wpływem zwiększonego wytwarzania RFT [4, 18]. Aldehy- mechanizmy metaboliczne. Podzielono je następująco [4, 15]:
dy, które powstają podczas LPO mogą powodować pęknię- Reakcje z udziałem związków wygaszających wzbudzo-
cia nici DNA, są cytotoksyczne i działają mutagennie i kan- ne cząsteczki (karetonoidy, witamina E).
cerogennie [19]. Mechanizmy nieenzymatyczne: ceruloplazmina, transfe-
Produkty peroksydacji lipidowej modyfikują właściwości ryna, poliamidy, jony metali przejściowych, sekwestr me-
fizyczne błon komórkowych. Zwiększa się przez to przepusz- tali, metalotioneiny.
czalność błon dla jonów H i innych polarnych substancji, Mechanizmy enzymatyczne: dysmutaza ponadtlenkowa
zmniejsza się różnica potencjałów elektrycznych po oby- (SOD), katalazy (CT), peroksydaza glutationowa (GPx),
dwu stronach dwuwarstwy lipidowej. Peroksydacja lipidów reduktaza glutationowa (GRd), S-transferaza glutationu
powoduje również zahamowanie aktywności niektórych en- (GST) oraz grupa fosfolipaz wydzielniczych A2 (sPLA2).
zymów błonowych i białek transportujących. Produkty LPO Reakcje z udziałem białek szoku cieplnego (HSP)  biał-
mogą również indukować ekspresję COX-2 (cyklooksyge- ka opiekuńcze i proteazy.
naza-2) w makrofagach, istnieje zatem połączenie pomię-
dzy tlenową modyfikacją LDL, a aktywacją potencjału za- Do najbardziej znanych naturalnych enzymów antyoksy-
palnego makrofagów [13]. Ostatecznie komórka traci inte- dacyjnych należą: dysmutaza ponadtlenkowa (SOD), kata-
gralność błon wewnątrzkomórkowych i błony plazmatycz- laza i peroksydaza glutationowa. SOD (EC1.11.1.6) jest en-
nej [4, 17]. zymem katalizującym reakcję dysmutacji anionorodnika po-
nadtlenkowego:
SOD
DEGRADACJA BIAA
EK POD WPA
YWEM STRESU O + O + 2H H2O2 + O2 (7)
2 2
OKSYDACYJNEGO
Występuje on w postaci wewnątrz- i zewnątrzkomórko-
Zmiany oksydacyjne w białkach są nieodłącznym efektem tle- wej. Postać wewnątrzkomórkowa ma formę mitochondrialną
nowego metabolizmu komórkowego i mimo licznych układów z manganem w centrum aktywnym (MnSOD) i cytoplazma-
ochronnych nie mogą zostać całkowicie wyeliminowane. Gro- tyczną z miedzią i cynkiem (Cu/Zn SOD). Postać zewnątrz-
madzenie się utlenionych produktów białkowych upośledza komórkowa (EC-SOD) rozkłada rodnik ponadtlenkowy w prze-
46 J. Kulbacka, J. Saczko, A. Chwiłkowska
strzeni pozakomórkowej, dzięki czemu chroni powierzchnię nadekspresja GST-pi w odpowiedzi na tworzenie się komó-
naczyń przed działaniem rodnika ponadtlenkowego [7, 19]. rek nowotworowych jest prawdopodobnie mechanizmem
Istotną rolę w ochronie komórek przed produktami utle- opornościowym dzięki któremu komórki mogą przeżyć [30].
niania, czyli w procesie odtruwania organizmu, odgrywają S- Wykazano, że aktywność dysmutazy ponadtlenkowej jest
transferazy glutationowe (EC 3.1.2.7). Jest to grupa enzy- zahamowana na skutek reakcji cząsteczek białka enzyma-
mów drugiej fazy metabolizmu, która przeciwdziała proce- tycznego z wolnymi rodnikami powstającymi zarówno w cza-
som nowotworzenia [4, 14]. Enzymy te odgrywają znaczącą sie metabolizmu etanolu, jak i acetaldehydu. Dotyczy to głów-
rolę w detoksykacji i redukcji RFT oraz ich produktów. Kata- nie rodnika hydroksylowego, a także rodnika 1-hydroksyety-
lizują reakcje sprzęgania glutationu z różnymi związkami elek- lowego, których wytwarzanie jest związane z indukcją cyto-
trofilowymi (w tym z ksenobiotykami): chromu P-450 [10].
Reakcja dysmutazy ponadtlenkowej z rodnikiem 1-hydroksy-
GST
R  X + GST R  SG + XH (8) etylowym prawdopodobnie polega na alkilowaniu reszt ami-
gdzie: nokwasowych łańcucha bocznego białka enzymu lub jest
R  związek elektrofilowy; związana z przeniesieniem elektronu na jon miedzi grupy
GSH  glutation; prostetycznej enzymu, co w obu przypadkach może prowa-
X  atom chlorowca lub inna grupa reaktywna (np.  OH). dzić do inaktywacji SOD. Jednak szybkość wychwytywania
rodnika 1-hydroksyetylowego przez dysmutazę ponadtlenko-
Inną funkcją S-transferaz glutationowych w obronie przed wą jest mniejsza niż rodnika hydroksylowego. Wykazano, że
RFT jest katalizowanie reakcji sprzęgania z glutationem al- z dużą szybkością zachodzi także reakcja pomiędzy SOD, a
dehydowych produktów peroksydacji lipidów. Jedna z klas rodnikami hydroksynadtlenoalkilowymi, szczególnie z 1-hy-
tych enzymów ma silne powinowactwo do 4-hydroksyalke- droksyetylo-1-nadtleno-rodnikiem, którego powstawanie rów-
nali [28]. Izoenzymy GST sklasyfikowano, jako alfa, pi oraz nież wiąże się z metabolizmem etanolu [7, 10].
teta. Wykazują one różną dystrybucję i charakterystykę w Szczególnie podatne na działanie wolnych rodników są
poszczególnych tkankach. S-transferaza glutationu pi (GST- aminokwasy aromatyczne i siarkowe. Badania wskazują, że
pi) odgrywa ważną rolę w procesach detoksykacji, chronią- ocena zawartości grup tiolowych jest lepszym wskaz
nikiem
cych komórki przed uszkodzeniem DNA, w tym także komórki stresu oksydacyjnego niż pomiar całkowitego statusu oksy-
nowotworowe przed toksycznością leków przeciwnowotworo- dacyjnego  TAC (ang. total antioxidative capacity) [3]. Na-
wych. Wysokie stężenie GST-pi jest złym czynnikiem pro- stępstwem oksydacyjnej modyfikacji jest zmiana aktywności
gnostycznym w raku jelita grubego oraz innych nowotworach białek. Utlenienie grup tiolowych może prowadzić do zmiany
(raku jajnika, niedrobnokomórkowym raku płuca, raku żołąd- struktury trzeciorzędowej lub agregacji białek. Najczęściej
ka, przewlekłej białaczce limfatycznej i glejakach) [20, 28]. dochodzi do inaktywacji.
Niektóre białka wymagają udziału wolnych rodników w
Fosfolipazy wydzielnicze pełnieniu funkcji biologicznych; są to m.in. S-transferazy glu-
tationowe, cyklaza guanylanowa czy oksydaza glukozowa.
Szlak fosfolipazy A2 (EC 3.1.1.4) zaczyna się uwolnieniem fos- Inne modyfikacje białek zależą od lipidów i węglowodanów.
folipidów kwasu arachidonowego, który metabolizowany jest na- Modyfikacji tych dokonują pośrednie produkty peroksydacji
stępnie do prostaglandyn przez cyklooksygenazę i do leuko- lipidów, takie jak: rodnik alkoksylowy (LO ) i (LOO ). Reagują
trienów przez lipoksygenazę [4]. Do fosfolipaz wydzielniczych one szczególnie łatwo z resztami histydylowymi i prolylowy-
zaliczamy grupy: IB, IIA, IIC, IID, IIE, IIF, III, V, IX, X, XI, XII, XIII mi. Dotyczy to głównie białek błonowych uczestniczących w
oraz XIV. Fosfolipaza charakteryzuje się małą masą cząstecz- transporcie jonów: Na+, K+-ATP-azy i Ca2+-ATP-azy. Następ-
kową (13-14 kDa) i dużą zawartością wiązań disiarczkowych. stwem jest akumulacja jonów wapnia w cytozolu i zwiększo-
Do głównych grup fosfolipaz wydzielniczych ssaków należą: na aktywacja wapniozależnych fosfolipaz i proteaz [27].
grupa I  trzustkowe sPLA2 i grupa II  nietrzustkowe sPLA2 [6]. Reakcje oksydacyjne są szczególnie ważne, ponieważ
Fosfolipazy z grupy II katalizują powstawanie lipidowych mogą powodować osłabienie oddziaływań pomiędzy lipida-
mediatorów różnych procesów patologicznych, głównie o pod- mi i białkami, modyfikacje i fragmentację białek błonowych
łożu zapalnym. Takimi mediatorami są lizofosfolipidy i ich po- oraz utratę integralności błony, prowadząc do śmierci komórki.
chodne oraz kwas arachidonowy i jego pochodne, głównie eiko- Głównym procesem oksydacyjnym w błonach jest peroksy-
zanoidy. Lizofosfolipidy indukują uszkodzenia tkanek, aktywują dacja lipidów, która jest reakcją wolnorodnikową. Aktywne
leukocyty zwiększając ich przenikanie przez błonę śródbłonka chemicznie związki powstałe w wyniku tych procesów mogą
oraz inicjują proliferację komórek nowotworowych. Z kolei eiko- przemieszczać się do jądra komórkowego i reagować z DNA.
zanoidy, są zaangażowane prawie we wszystkich procesach Produkty LPO stanowią grupę związków potencjalnie
patologicznych, a zwłaszcza przebiegu procesów zapalnych [6]. mutagennych i kancerogennych. Dużą toksycznością cha-
Fosfolipazy wydzielnicze uwalniane są do pozakomórko- rakteryzuje się 4-HNE, natomiast najbardziej mutagenny jest
wej matriks, gdzie związują się z powierzchnią komórki i in- MDA [18]. Większość metod oznaczania LPO opiera się na
dukują syntezę prostaglandyn. Fosfolipazy A2 są aktywowa- oznaczaniu poszczególnych produktów (4-hydroksynonenal,
ne przez RFT. Następuje to dzięki współdziałaniu kilku me- isoprostany, dialdehyd malonowy itd.) w ekstraktach komór-
chanizmów, w tym peroksydacji lipidów i uwolnieniu Ca2+, a kowych. Żadna z tych metod nie dostarcza informacji o we-
także fosforylacji enzymu przez kinazę białkową C. Zwięk- wnątrzkomórkowej lokalizacji tego procesu [23]. Istotne jest
szoną ekspresję sPLA2 wykazuje kilka rodzajów tkanek no- wyjaśnienie, w jakich organellach komórkowych jest induko-
wotworowych, m.in. nowotwory piersi, żołądka, trzustki, pro- wany stres oksydacyjny oraz jak się rozprzestrzenia. Badanie
staty, jelita cienkiego i okrężnicy [14, 17]. stężenia adduktów etanowych adeniny i cytozyny powstałych
na skutek LPO w nabłonku okrężnicy, tkance polipa okrężnicy
oraz raku okrężnicy wykazało, że mogą one być biologiczny-
STRES OKSYDACYJNY W PROCESACH mi markerami ryzyka przekształcenia na wczesnym etapie
FIZJOLOGICZNYCH I NOWOTWOROWYCH zmiany łagodnej, spowodowanej uporczywym stanem zapal-
nym, w zmianę złośliwą [24]. Wykazano, że dzięki adduktom
Z danych doświadczalnych wynika, że komórki nowotworo- -DNA, można ocenić wydajność zapobiegawczego leczenia,
we mają znacznie obniżoną aktywność niektórych enzymów np. stosowanych antyoksydantów [22, 23].
antyoksydacyjnych, w porównaniu z komórkami prawidłowy- Wiele wewnętrznych przemian łączy Ca2+ i metabolizm
mi. Mała aktywność dysmutazy ponadtlenkowej i katalazy lipidów. W wielu przypadkach odnotowano szybkie uwalnia-
może prowadzić do stresu oksydacyjnego, którego skutkiem nie metabolitów kwasu arachidonowego po terapii fotodyna-
są uszkodzenia DNA w komórkach nowotworowych. Z kolei micznej [16]. Z kolei uwalnianie kwasu arachidonowego i
Stres oksydacyjny w procesach uszkodzenia komórek 47
11. Jawniak D., Jawniak R., Małek M. i wsp.: Wpływ stresu oksydacyjnego
synteza prostaglandyn E2 jest indukowane przez fosfolipazę
na przebieg kliniczny ostrych białeczek mieloblastycznych. Rep. Pract.
A2 z grupy IIA [1]. Główną funkcją sPLA2 II jest pośrednicze-
Oncol. Radiother., 2004, 9, 157-160.
nie i przekazywanie sygnałów w stanach zapalnych [31]. Ist-
12. Jensen S., Andresen T.L., Davidsen J. i wsp.: Secretory phospholipase A2
nieje hipoteza, że fosfolipaza A2 z grupy II jest czynnikiem
as a tumor-specific trigger for targeted delivery of a novel class of liposo-
mal prodrug anticancer etherlipids. Mol. Cancer Ther., 2004, 3, 1451-1458.
regulującym procesy metaboliczne.
13. Kumagai T., Matsukawa N., Kaneko Y. i wsp.: A Lipid Peroxidation-deri-
Ekspresja sPLA2 jest indukowana poprzez cytokiny stanu
ved Inflammatory Mediator. Identification of 4-hydroxy-2-nonenal as a
zapalnego: TNF- (ang. tumour necrosis factor ) i interleu-
potential inducer of cyclooxygenase-2 in macrophages. J. Biol. Chem.,
kinę 1 (IL-1 ), oraz regulowana przez cytokiny przeciwza- 2004, 279, 48389-48396.
14. L Ecuyer T., Allebban Z., Thomas R. i wsp.: Glutathione S-transferase
palne i glukokortykoidy [1]. Jensen i wsp. wykazali znaczące
overexpression protects against anthracycline-induced H9C2 cell death.
zwiększenie aktywności sPLA2 podczas tworzenia naczyń
Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2004, 286, 2057-2064.
krwionośnych tkanki nowotworowej oraz w nowotworach, któ-
15. A
agowska-Lenard M., Bielewicz J., Raszewski G. i wsp.: Stres oksyda-
re wykazują odległe przerzuty [12]. Autorzy zbadali aktyw- cyjny w udarze mózgu. Pol. Merk. Lek., 2008, 25, 147, 205-208.
16. Makowski M., Grzela T., Niderla J. i wsp.: Inhibition of cyclooxygenase-2
ność sPLA2 w mediach hodowlanych komórek raka żołądka
indirectly potentiates antitumor effects of photodynamic therapy in mice.
(KATO III), okrężnicy (COLO 205) i komórek epitelialnych z
Clin. Cancer Res., 2003, 9, 5417-5422.
żyły pępowinowej (HUVEC). Badania pokazały, że najwięk-
17. Moor A.C.E.: Signaling pathways in cell death and survival after photody-
sze stężenie wydzielniczej fosfolipazy A2 jest w mediach ko- namic therapy. J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 2000, 57, 1-13.
18. Niedernhofer L.J., Daniels J.S., Rouzer C.A. i wsp.: Malonodialdehyde, a
mórek nowotworowch. W medium komórek prawidłowych
product of lipid peroxidation, is mutagenic in human cells. J. Biol. Chem.,
obecność sPLA2 była niewykrywalna [18].
Inni autorzy wykazali, że zahamowanie aktywności sPLA2 19. 2003, 278, 31426-31433.
Nowis D., Legat M., Grzela T., Niderla J., Wilczek E., Wilczynski G.M.,
powoduje zahamowanie proliferacji, indukcję apoptozy i spo- Glodkowska E., Mrowka P., Issat T., Dulak J., Jozkowicz A., Was H.,
wolnienie angiogenezy [29]. Fosfolipaza A2 powoduje, że li- Adamek M., Wrzosek A., Nazarewski S., Makowski M., Stoklosa T.,
Jakobisiak M., Golab J.: Heme oxygenase-1 protects tumor cells aga-
pidy znajdujące się w błonach komórkowych ulegają prze-
inst photodynamic therapy-mediated cytotoxicity. Oncogene, 2006, 25,
mianie do kwasu arachidonowego. Kwas ten następnie me-
3365-3374.
tabolizowany jest dwiema drogami w wyniku czego powsta- 20. Pająk B., Orzechowski A.: Złożony charakter niewrażliwości immunolo-
ją: cyklooksygenaza (COX) i lipoksygenaza. Dane te suge- gicznej ludzkiego raka jelita grubego na niektóre cytokiny (TNF-alfa, in-
terferony) na przykładzie linii komórkowej COLO 205. Mechanizm nie-
rują, że zwiększenie ekspresji sPLA2 będzie indukowało
zwiększenie ekspresji COX-2. Z kolei zahamowanie sPLA2 wrażliwości  z uwzględnieniem białek sygnałowych*. Postepy Hig. Med.
Dośw., 2004, 58, 428-437.
mogłoby zablokować tworzenie wtórnych przekaz
ników sta- 21. Ponczek M. B., Wachowicz B.: Oddziaływanie reaktywnych form tlenu i
azotu z białkami. Postępy Biochem., 2005, 51, 140-145.
nu zapalnego [1]. Dane eksperymentalne potwierdzają teo-
22. Przybyszewski W.M., Kasperczyk J., Stokłosa K. i wsp.: Uszkodzenia
rię, że poziom ekspresji sPLA2-IIA może być markerem zmian
DNA spowodowane przez produkty peroksydacji lipidów. Postępy Hig.
nowotworowych i stanów zapalnych oraz skuteczności sto-
Med. Dośw., 2005, 59, 75-81.
sowanej terapii [16].
23. Sakharov D.V., Elstak E.D.R., Chenryak B.V. i wsp.: Prolonged lipid oxi-
dation after photodynamic treatment. Study with oxidation-sensitive pro-
be C11-BODIPY581/591. FEBS Lett., 2005, 579, 1255-1260.
24. Schmid K., Nair J., Winde G.. i wsp.: Increased levels of promutagenic
PIŚMIENNICTWO
etheno-DNA adducts in colonic polyps of FAP patients. Int. J. Cancer,
2000, 87, 1-4.
1. Andreani M., Olivier J.L., Berenbaum F. i wsp.: Transcriptional regulation 25. Sheu S-S., Nauduri D., Anders M.W.: Targeting antioxidants to mitochondria:
of inflammatory secreted phospholipases A2. Biochim. Biophys. Acta, A new therapeutic direction. Biochim. Biophys. Acta, 2006, 1762, 256-265.
2000, 1488, 149-158. 26. Shevchuk I.N., Chekulayev V.A., Chekulayeva L.V.: The role of lipid pe-
2. Bailey M.S., Landar A., Darley-Usmar V.: Mitochondrial proteomics in free roxidation and protein degradation in the photodestruction of ehrlich ascie-
radical research. Free Rad. Biol. Med., 2005, 38,175-188. tes carcinoma cells sensitized by hematoporphyrin derivative. Exp. On-
3. Balcerczyk A., Bartosz G..: Thiols are main determinants of total antio- col., 2002, 24, 216-224.
xidant capacity of cellular homogenates. Free Radic. Res., 2003, 37, 27. Skrzydlewska E., Farbiszewski R., Gacko M.: Wpływ oksydacyjnej mo-
537-541. dyfikacji białek na równowagę proteazy-antyproteazy i proteolizę komór-
4. Bartosz G..: Druga twarz tlenu, Wolne rodniki w przyrodzie. PWN. War- kową. Postępy Hig. Med. Dośw., 1997, 51, 443-456.
szawa, 2003. 28. Strange, R.C., Spiteri, M.A., Ramachandran, S. i wsp.: Does glutathione
5. Bukowska B., Funkcje glutationu oraz czynniki zmniejszające jego stęże- S-transferase pi (GST-pi) a marker protein for cancer? Mol. Cel. Bio-
nie. 2005, 56, 1, 69-80. chem., 2003, 253, 319-327.
6. Capper E.A., Marshall L.A.: Mammalian phospholipases A2: mediators 29. Taketo M.M., Sonoshita M.: Phospolipase A2 and apoptosis, Biochim.
of inflammation, proliferation and apoptosis. Prog. Lipid Res., 2001, 40, Biophys. Acta, 2002, 1585, 72-76.
167-197. 30. Townsend D.M., Tew K.D.: The role of glutathione-S-transferase in anti-
7. Gałecka E., Jacewicz R., Mrowicka M. i wsp.: Enzymy antyoksydacyjne  cancer drug resistance. Oncogene, 2003, 22,7369-7375.
budowa, właściwości, funkcje. Pol. Merk. Lek., 2008, 25, 147, 266-268. 31. Triggiani M., Granata F., Giannattasio G. i wsp.: Secretory phospholipa-
8. Gałecka E., Mrowicka M., Malinowksa K. i wsp.: Wolne rodniki tlenu i ses A2 in inflammatory and allergic diseases: Not just enzymes. J. Aller-
azotu w fizjologii. Pol. Merk. Lek., 2008, 24, 143, 446-448. gy Clin. Immunol., 2005, 116, 1000-1006.
9. Gałecka E., Mrowicka M., Malinowksa K. i wsp.: Wybrane substancje nie-
enzymatyczne uczestniczące w procesie obrony przed nadmiernym wy- Otrzymano 24 marca 2009 r.
twarzaniem wolnych rodników. Pol. Merk. Lek., 2008, 25, 147. 269-272. Adres: Julita Kulbacka, Akademia Medyczna we Wrocławiu, Katedra i Zakład
10. Halliwell B.: A super way to kill cancer cells. Nat. Med., 2000, 6, 1105- Biochemii Lekarskiej, 50-368 Wrocław, ul. Chałubińskiego 10, tel. [phone]
1106. 75, fax. [phone], e-mail: [e-mail]