V poslední době dochází k rychlému růstu poznatků o reaktivních kyslíkových a dusíkových sloučeninách (RONS, reactive oxygen and nitrogen species) v klinické medicíně. Jejich významná úloha byla popsána v patogenezi mnoha chorob včetně těch, které značně zatěžují zdravotnické systémy vyspělých států. Výzkumu reaktivních kyslíkových a dusíkových radikálů je proto věnováno velké úsilí. Jedná se o nestabilní částice ochotně reagující s biomolekulami v organismech. Tyto reakce se řetězově propagují a vedou k mnohočetnému poškození buněčných systémů, což se uplatňuje v patogenezi mnoha chorob. Chemickou podstatou těchto částic je přítomnost nespárovaného elektronu v zevním orbitalu. Patří sem také sloučeniny snadno oxidující jiné molekuly. Volné kyslíkové radikály vznikají během fyziologických procesů, jako jsou oxidativní fosforylace v mitochondriích, fagocytóza či při metabolismu purinů. Při nadměrné tvorbě ROS během těchto procesů může dojít k poškození tkáně. Dusíkaté radikály vznikají především při metabolismu oxidu dusnatého, který reguluje mnoho procesů v organismu, rozpřažením jeho syntézy působením např. asymetrického dimetylargininu. Při vzniku radikálů či oxidačně působících látek hrají roli mnohé enzymy jako peroxizomální oxidázy, NAD(P)H oxidáza, xanthinoxidáza, syntáza NO, myeloperoxidáza, lipooxygenáza a mnoho dalších. RONS svůj negativní účinek zprostředkovávají chemickou modifikací DNA, proteinů a lipidů, čímž zasahují do základních biochemických a molekulárně biologických dějů buněk. Proti působení RONS zasahují antioxidační systémy, které se dělí na enzymatické a neenzymatické. RONS se uplatňují v rozvoji mnoha chorobných stavů, z nichž jmenujme aterosklerózu a její kardiovaskulární komplikace, diabetes mellitus, hyperlipidémii, neurodegenerativní či psychiatrická onemocnění.

Vast knowledge has accumulated recently on the role of reactive oxygen and nitrogen species (RONS) in clinical medicine. Strong evidence was disclosed on their important role in the pathogenesis of several diseases. Free radicals have unpaired electron and this is the reason for extreme reactivity causing propagation reactions that lead to the multiple damage to cells. Oxidizing agents belong to the family of reactive species. Reactive oxygen species are produced during biochemical processes such as oxidative phosphorylation, phagocytosis and metabolism of purins. Overproduction of reactive oxygen species can cause the tissue damage. Reactive nitrogen species are produced by inhibition of nitric oxide synthase by the action of asymmetric dimethylarginine. Peroxisomal oxidases, NAD(P) oxidase, xanthinoxidase, nitric oxide synthase, myeloperoxidase and lipooxygenase catalyze biochemical reactions producing reactive oxygen and nitrogen species. Biochemical and molecular processes in cells are negatively influenced by chemical modification of DNA, proteins and lipids caused by the action of reactive oxygen and nitrogen species. Antioxidant metabolites and enzymes work together to stop and to prevent oxidative modification of biomolecules. Reactive oxygen and nitrogen species play an important role in the pathogenesis of many diseases such as atherosclerosis, diabetes, hyperlipidaemia and neurodegenerative diseases.

4 interní klinika VFN 1 LF UK Praha

Reactive oxygen and nitrogen species in the clinical medicine

Lit.: 36