Stres oksydacyjny indukowany przez dym tytoniowy i etanol

Transkrypt

1 PRACE POGL DOWE Ewa IGNATOWICZ 1 Ewa FLOREK 2 Katarzyna BOLT 1 Maksymilian KULZA 2 Stres oksydacyjny indukowany przez dym tytoniowy i etanol Oxidative stress induced by tobacco smoke and ethanol 1 Katedra Biochemii Farmaceutycznej, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego Kierownik: prof. dr hab. Wanda Baer-Dubowska 2 Laboratorium Badañ Œrodowiskowych, Katedra i Zak³ad Toksykologii, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego Kierownik Laboratorium: Prof. dr hab. Ewa Florek Dodatkowe s³owa kluczowe: dym tytoniowy alkohol stres oksydacyjny obrona antyoksydacyjna Additional key words: tobacco smoke alcohol oxidative stress antioxidant defense Adres do korespondencji: Dr farm. Ewa Ignatowicz Katedra Biochemii Farmaceutycznej Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego Poznañ, ul. Œwiêcickiego 4 tel./faks: eignato@ump.edu.pl W niniejszym artykule przegl¹dowym przedstawiono najwa niejsze dane dotycz¹ce znaczenia stresu oksydacyjnego w patologii i udzia³u endogennych mechanizmów antyoksydacyjnych w przeciwdzia³aniu uszkodzeniom struktur komórkowych i tkanek. Opisano równie udzia³ metabolitów etanolu i sk³adników dymu tytoniowego w indukowaniu stresu oksydacyjnego i wyczerpywaniu uk³adów antyoksydacyjnych organizmu, co prowadzi do szeregu chorób degeneracyjnych. Wstêp Pojêcie stresu oksydacyjnego Toksycznoœæ tlenu wywo³ana produktami jego czêœciowej redukcji znana jest od po³owy lat piêædziesi¹tych XX wieku [37], ale dopiero odkrycie dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i jej udzia³u w metabolizmie wolnych rodników w warunkach fizjologicznych [52] zapocz¹tkowa³o okres intensywnych badañ nad reaktywnymi pochodnymi tlenu i ich rol¹ w organizmach aerobowych. W przebiegu ewolucji organizmy te wykszta³ci³y szereg mechanizmów adaptacyjnych i obronnych przed szkodliwym dzia³aniem reaktywnych form tlenu (RFT) a tak e przystosowa³y swój metabolizm do wykorzystania reakcji wolnorodnikowych w istotnych procesach. Reaktywne formy tlenu o budowie wolnych rodników lub nie posiadaj¹ce charakteru wolnorodnikowego powstaj¹ w niewielkich iloœciach w przebiegu prawid³owego metabolizmu: mitochondrialnym ³añcuchu oddechowym, syntezie prostaglandyn, autooksydacji amin katecholowych i w reakcjach katalizowanych przez peroksydazy. W warunkach fizjologicznych pe³ni¹ rolê mediatorów i regulatorów procesów zachodz¹cych w komórce, m. in. w przenoszeniu tlenu przy pomocy hemoglobiny, aktywacji cytochromu P450, ró nicowaniu komórek i apoptozie [8, 27,44,78]. Od niskich stê eñ RFT zale ¹ tak e mechanizmy opornoœci nieswoistej na inwazjê patogenów, dziêki fagocytozie i aktywnoœci oksydazy NADPH [8]. OdpowiedŸ organizmu na zaka enie i rozwijaj¹ce siê zapalenie zwróci³y uwagê na znaczenie tlenku azotu (NO.), wolnego rodnika z grupy reaktywnych form azotu (RFN), w indukowaniu uszkodzeñ w komórkowych makrocz¹steczkach, dziêki wspó³dzia³aniu z RFT [8,27]. Zespó³ tych patologicznych procesów, wynikaj¹cych z nadprodukcji wolnych rodników i niedostatków endogennych systemów obronnych okreœlany jest mianem The current review presents the most important data on the oxidative stress and its contribution to pathology and on the impact of endogenous antioxidant mechanisms on protection of cellular and tissue structures against damage. The role of tobacco smoke and alcohol metabolism in the oxidative stress induction and in impairment of the antioxidant defense was also described. stresu oksydacyjnego i le y u pod³o a licznych chorób, o przebiegu zarówno ostrym i przewlek³ym, których wspóln¹ cech¹ jest udzia³ komponentu zapalnego [27, 71, 88]. Dowodem na udzia³ procesów oksydacyjnych w patomechanizmie tych chorób s¹ badania stwierdzaj¹ce zwiêkszone stê enie produktów peroksydacji lipidów, utlenianie bia³ek i DNA oraz spadek aktywnoœci enzymów antyoksydacyjnych i antyoksydantów ma³ocz¹steczkowych u osób chorych, dlatego istotnym elementem obrony przed tymi schorzeniami jest niedopuszczenie do zmniejszenia aktywnoœci antyoksydacyjnej organizmu i unikanie ekspozycji na œrodowiskowe Ÿród³a RFT [8,47,66]. Oddzia³ywanie czynników egzogennych, jak promieniowanie UV czy jonizuj¹ce, ultradÿwiêki, dym tytoniowy, etanol, toksyczne zwi¹zki chemiczne (np. pestycydy, czterochlorek wêgla) równie nasilaj¹ syntezê RFT i RFN w komórkach, szczególnie w strukturach metabolizuj¹cych ksenobiotyki [8]. Tabela I charakteryzuje toksycznoœæ RFT i RFN w komórkach. W wyniku stresu oksydacyjnego dochodzi do licznych uszkodzeñ makrocz¹steczkowych sk³adników komórkowych a szczególnie podatne na dzia³anie RFT s¹ lipidy wchodz¹ce w sk³ad b³ony komórkowej. Peroksydacja lipidów to wolnorodnikowy, ³añcuchowy proces utleniania nienasyconych kwasów t³uszczowych, w którym powstaj¹ nadtlenki tych zwi¹zków. Konsekwencj¹ dzia³ania RFT na lipidy i bia³ka b³onowe s¹ zmiany w³aœciwoœci fizykochemicznych b³on komórkowych, co zaburza transport wielu sk³adników i utrudnia przewodzenie sygna- ³ów a zwiêkszona przepuszczalnoœæ b³ony prowadzi do jej depolaryzacji [47, 66, 88]. Koñcowym produktem peroksydacji lipidów s¹ toksyczne aldehydy (krotonowy, akroleiny, 4-hydroksynonenal, dialdehyd malonowy), które nastêpnie s¹ utleniane do Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 /

2 Tabela I Reaktywne formy tlenu i azotu oraz zwi¹zki pochodne: terminologia, pochodzenie, wzory chemiczne i udzia³ w uszkodzeniach komórkowych makrocz¹steczek [8,26,47,88]. Reactive oxygen and nitrogen and related compounds: terminology, origin, chemical formulas and share in damages cellular macromolecules. Nazwa Anionorodnik ponadtlenkowy Nadtlenek wodoru Kwas podchlorawy i jego anion Rodnik wodorotlenowy Tlen singletowy Ozon Tlenek azotu Kwas nadtlenoazotawy i jego anion Pochodzenie Jednoelektronowa redukcja tlenu cz¹steczkowego Wzór chemiczny Oddzia³ywanie na makrocz¹steczki - Utlenianie adrenaliny i NADH, zwi¹zanego z centrum aktywnym enzymu, O 2 utlenianie grup -SH (glutation, bia³ka), kolagenu Utlenianie grup -SH, utlenianie kationów metali przejœciowych Dysmutacja anionorodnika ponadtlenkowego H 2 O 2 z wytworzeniem rodnika hydroksylowego Reakcja nadtlenku wodoru z anionem chlorkowym przy udziale mieloperoksydazy Reakcja nadtlenku wodoru z metalami przej œciowymi; rozpad nadtlenoazotynu Wzbudzenie cz¹steczki tlenu przez œwiat³o widzialne i promieniowanie nadfioletowe; rozpad nadtlenków organicznych, nadtlenku wodoru Rozerwanie cz¹steczki tlenu przez romieniowanie UV; reakcja atomu O z O p 2 Redukcja aminokwasu argininy przy udziale syntazy tlenku azotu Reakcja anionorodnika ponadtlenkowego z tlenkiem azotu - Tworzenie chloramin w reakcji z grupami -NH bia³ek i aminokwasów, ClOH; ClO 2 utlenianie grup -SH, utlenianie wi¹zañ nienasyconych w lipidach HO Utlenianie wi¹zañ nienasyconych w lipidach (peroksydacja lipidów), utlenianie bia³ek i kwasów nukleinowych (fragmentacja cz¹steczek) 1 Przekazanie energii wzbudzenia innym cz¹steczkom, utlenianie grup fenolowych, O 2 addycja do wi¹zañ nienasyconych w lipidach O Utlenianie grup -SH z wytworzeniem rodnika hydro-ksylowego, 3 utlenianie wi¹zañ nienasyconych w lipidach NO O=N-OOH - O=N-OO Utlenianie elaza hemowego i w centrach elazowo-siarkowych, utlenianie wi¹zañ nienasyconych w lipidach za poœrednictwem ditlenku azotu Rozpad z uwolnieniem HO, utlenianie grup -SH, utlenianie wi¹zañ nienasyconych w lipidach, utlenianie anionu wodorowêglanowego do rodnika, hamowanie aktywnoœci ³añcucha oddechowego w mitochondrium epoksydów pod wp³ywem nadtlenku wodoru i hydronadtlenków lipidów. Epoksydy oddzia³uj¹c na DNA tworz¹ addukty egzocykliczne, które maj¹ charakter mutagenny i kancerogenny [55,65,81]. Reakcje RFT z bia³kami prowadz¹ do modyfikacji reszt aminokwasowych i grup prostetycznych oraz agregacji lub fragmentacji cz¹steczek bia³kowych [3,23,25,26,88]. Skutkiem tych zmian jest utrata funkcji biologicznych bia³ek strukturalnych, transportowych i enzymów. Do uszkodzenia DNA dochodzi g³ównie pod wp³ywem rodnika hydroksylowego. W wyniku jego dzia³ania powstaj¹ utlenione pochodne zasad purynowych i pirymidynowych, zostaj¹ utlenione reszty cukrowe, dochodzi do pêkniêcia nici DNA w wyniku zerwania wi¹zañ fosfodiestrowych. W reakcji rodnika hydroksylowego z kwasami nukleinowymi powstaj¹ ich oksopochodne, np. 8-oksyadenina, 8-oksyguanina. Utlenione zasady s¹ odpowiedzialne za charakterystyczne transwersje i tranzycje. Obecna w DNA 8-oksyguanina mo e powodowaæ transwersjê G T. Zmiany zachodz¹ce w DNA pod wp³ywem RFT mog¹ prowadziæ do mutacji, których skutki bêd¹ zale a³y od otaczaj¹cej sekwencji nukleotydów. Szczególnie wiele miejsc o zwiêkszonej podatnoœci na mutagenne dzia³anie 8-oksyguaniny wystêpuje w genie p53, odpowiedzialnym za mechanizmy kontroli cyklu komórkowego [47,72]. Niewydolne procesy naprawy mutacji w cz¹steczkach DNA mog¹ prowadziæ do wyst¹pienia nowotworów i chorób degeneracyjnych [30,46,89]. Endogenne mechanizmy obrony antyoksydacyjnej Fizjologicznie powstaj¹ce RFT s¹ inaktywowane przez endogenny system obrony antyoksydacyjnej, który wyewoluowa³ w trakcie rozwoju ycia w atmosferze tlenowej. System ten polega na wspó³dzia³aniu zró nicowanych mechanizmów, których Rycina 1 Biotransformacja etanolu [wg Comporti et al., 2010; Teplova et al., 2010]. Ethanol Biotransformation [Comporti et al., 2010; Teplova et al., 2010]. wspólnym celem jest uniemo liwienie reakcji wolnych rodników ze sk³adnikami komórkowymi (pierwsza linia obrony - prewencja), zahamowanie ³añcuchowych reakcji wolnorodnikowych (druga linia obrony) oraz eliminacja lub naprawa zmienionych cz¹steczek (trzecia linia obrony) [8,34,35,39,66, 68,88]. Uwzglêdniaj¹c rodzaj reakcji antyoksydacyjnych, system mo na podzieliæ na czêœæ enzymatyczn¹ i nieenzymatyczn¹ [8, 34,39]. Na pierwsz¹ liniê obrony sk³adaj¹ siê g³ównie bia³ka, które wi¹ ¹ jony metali przejœciowych, tj. elazo i miedÿ (albumina, ferrytyna, transferyna, ceruloplazmina) [8,77, 88]. Za w³aœciwoœci antyoksydacyjne albuminy przypuszczalnie s¹ odpowiedzialne grupy sulfhydrylowe. Albumina wi¹ e jony miedzi (II) i tym samym hamuje reakcjê powstawania rodnika hydroksylowego z nadtlenku wodoru a tak e zapobiega peroksydacji lipidów poprzez wi¹zanie kwasów t³uszczowych. Ferrytyna jest bia³kiem magazynuj¹cym, a transferyna - bia³kiem transportuj¹cym jony elaza. Oba te bia³ka wi¹- ¹c jony elaza zapobiegaj¹ jego wykorzystaniu w reakcji Fentona, której produktem jest rodnik hydroksylowy. Ceruloplazmina wi¹ e jony miedzi (II) i eliminuje anionorodnik ponadtlenkowy a tak e odpowiada za utlenianie jonów elaza (II), co prowadzi do ograniczenia ich dostêpnoœci dla reakcji Fentona [4,8,87]. Druga linia obrony to enzymatyczny system antyoksydacyjny, którego zadaniem jest rozk³ad RFT do mniej reaktywnych pochodnych. Do enzymów o dzia³aniu antyoksydacyjnym zalicza siê dysmutazê ponadtlenkow¹ (SOD), katalazê oraz peroksydazê glutationu (zale n¹ od selenu, GPX), reduktazê glutationu (GR) i S-transferazê glutationu (GST). Dysmutaza ponadtlenkowa przekszta³ca anionorodnik ponadtlenkowy do nadtlenku wodoru, który pod wp³ywem katalazy lub peroksydazy glutationowej jest rozk³adany do wody i tlenu. Peroksydaza glutationowa uczestniczy w reakcji utleniania glutationu do disulfidu glutationu, w wyniku której nie powstaje wolny rodnik tiolowy glutationu a ponadto odpowiada za redukcjê nadtlenku wodoru i organicznych nadtlenków przy pomocy zredukowanego glutationu [8,34,72,88]. W drugiej linii obrony bior¹ równie udzia³ antyoksydanty ma Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 / 10 E. Ignatowicz i wsp.

3 ³ocz¹steczkowe. Ich zadaniem jest degradacja RFT, które nie zosta³y poddane dzia- ³aniu dysmutazy ponadtlenkowej czy peroksydaz. Do grupy ma³ocz¹steczkowych przeciwutleniaczy endogennych zalicza siê ponadto kwas moczowy, zredukowany glutation, pochodne estradiolu i bilirubina. Aktywnymi drobnocz¹steczkowymi przeciwutleniaczami s¹ równie kwas askorbinowy, retionol i a-tokoferol, substancje egzogenne, które pe³ni¹ rolê kofaktorów kluczowych przemian w organizmie ludzkim i czêsto zaliczane s¹ do tej grupy. Skutecznoœæ antyoksydacyjna go typu przeciwutleniaczy jest stosunkowo niewielka w porównaniu z enzymami, ale stanowi niezbêdny element drugiej linii obrony przed szkodliwymi skutkami stresu oksydacyjnego [39,66,72,77, 88]. Je eli, pomimo dzia³ania systemów pierwszej i drugiej linii obrony, dojdzie do uszkodzenia struktur komórkowych pod wp³ywem stresu oksydacyjnego, wówczas nastêpuje aktywacja mechanizmów trzeciej linii, polegaj¹ca na naprawie lub eliminacji uszkodzonych makrocz¹steczek i/lub komórek. Szczególne znaczenie ma to w przypadku DNA, gdy pojawienie siê tlenowo zmienionych zasad azotowych i/lub adduktów DNA z produktami peroksydacji lipidów byæ przyczyn¹ potencjalnie kancerogennych mutacji [59]. W naprawê uszkodzeñ DNA zaanga owane jest wycinanie zasad i nukleotydów, korekta b³êdnie parowanych zasad, rekombinacja homologiczna i szereg wyspecjalizowanych mechanizmów [72,82, 84]. Iloœciowa ocena potencja³u antyoksydacyjnego w materiale biologicznym jest mo - liwa dziêki technikom analitycznym mierz¹cym aktywnoœæ przeciwutleniaczy o ró nej strukturze chemicznej a wykazuj¹cych ten sam mechanizm dzia³ania [8,14]. Palenie tytoniu i stres oksydacyjny Dym tytoniowy nale y do powszechnie wystêpuj¹cych czynników ska enia œrodowiska, pomimo administracyjnych wysi³ków zmierzaj¹cych do jego wyeliminowania z przestrzeni publicznej. Uzale nienie od tytoniu jest silnym na³ogiem a sk³adniki dymu tytoniowego wp³ywaj¹ na kr¹ enie krwi we wszystkich tkankach i narz¹dach i s¹ czynnikiem ryzyka mia d ycy têtnic, nadciœnienia, cukrzycy a tak e niektórych postaci raka wœród populacji palaczy w krajach rozwiniêtych [6,75,86]. Nale y zwróciæ uwagê, e szkodliwe skutki dzia³ania dymu tytoniowego wystêpuj¹ równie u tzw. biernych palaczy, przebywaj¹cych w otoczeniu osób pal¹cych [2,45]. Dym powstaje w wyniku nieca³kowitego spalania tytoniu. Zawarte w nim substancje s¹ wynikiem procesów destylacji, kondensacji, sublimacji, dehydratacji, dekarboksylacji, utleniania, redukcji i pirolizy [22]. W dymie tytoniowym zidentyfikowano ok sk³adników dymu tytoniowego, zawiera on tak e kilkaset substancji jeszcze nierozpoznanych. Producenci wzbogacaj¹ tytoñ w substancje czêsto o zastrze onym sk³adzie chemicznym, aby zmieniæ smak i aromat tytoniu, zmniejszyæ jego w³aœciwoœci dra - ni¹ce oraz wp³yn¹æ na dzia³anie niektórych jego sk³adników, np. nikotyny [33,45,67]. Do najbardziej toksycznych sk³adników dymu tytoniowego zalicza siê wielopierœcieniowe wêglowodory aromatyczne, nitrozoaminy, nikotynê, metale ciê kie, tlenek wêgla, cyjanowodór, kwas octowy, aldehyd octowy i inne aldehydy oraz izotopy promieniotwórcze [31,48,80]. Ponad 40 zwi¹zków zawartych w dymie tytoniowym dzia³a mutagennie i kancerogennie, poza tym w drogach oddechowych obserwuje siê zmiany morfologiczne, jak nacieki zapalne, metaplazja komórek kubkowych i metaplazja p³askonab³onkowa [11]. Dym tytoniowy nie jest jednorodny, wyró nia siê zwi¹zki gazowe (faza gazowa dymu), ciek³e (faza parowa dymu) i sta³e (faza cz¹stkowa dymu). Faza gazowa stanowi 95% strumienia g³ównego (wdychanego przez palaczy podczas zaci¹gania siê) i zawiera cz¹stki o wielkoœci 0,2-0,5 µm, które dziêki tak niewielkim rozmiarom bez trudnoœci przedostaj¹ siê pêcherzyków p³ucnych [15]. Zawartoœæ poszczególnych faz mo e zmieniaæ siê w zale noœci od gatunku papierosa, jego d³ugoœci czy obecnoœci filtra oraz od sposobu jego wypalenia [45]. Substancje dymu tytoniowego s¹ wch³anianie w drogach oddechowych, niewielkie iloœci s¹ absorbowane w œlinie. Zwi¹zki z fazy parowej i gazowej wch³aniaj¹ siê szybko w p³ucach na drodze dyfuzji. Ju w górnym odcinku uk³adu oddechowego s¹ adsorbowane sk³adniki lotne, dobrze rozpuszczalne w wodzie (formaldehyd, amoniak, chlorowodór), natomiast s³abo rozpuszczalne substancje (np. benzen, tlenek wêgla i tlenki azotu) wch³aniaj¹ siê dopiero w pêcherzykach p³ucnych. Oko³o 10% dymu mo e gromadziæ siê w dolnych drogach oddechowych [33]. Dystrybucja sk³adników dymu papierosowego zale y od ich fizykochemicznych w³aœciwoœci oraz od czynników fizjologicznych a odbywa siê na drodze dyfuzji biernej. Najszybciej wch³oniête substancje dymu przedostaj¹ siê do serca, nerek, w¹troby i mózgu oraz innych narz¹dów dobrze ukrwionych, równie do ³o yska [2,73]. Biotransformacja zwi¹zków chemicznych dymu papierosowego przebiega wg reakcji I fazy (utlenianie, redukcja, hydroliza z udzia³em enzymów zale nych od cytochromu P450) a nastêpnie II fazy (sprzêganie z endogennymi substancjami) a substancje w postaci niezmienionej lub jako metabolity wydalane s¹ z moczem, ka³em, œlin¹, mlekiem matki, przez p³uca a czêœæ mo e przechodziæ do w³osów. Palenie tytoniu jest jednym z g³ównych czynników etiologicznych licznych chorób, jak rak p³uc, przewlek³a obturacyjna choroba p³uc, astma oskrzelowa i choroby uk³adu kr¹ enia. Najbardziej nara one na dzia³anie toksyczne dymu tytoniowego s¹ p³uca, obszar pierwszego kontaktu z toksynami. Za dzia³anie toksyczne dymu tytoniowego w du ej czêœci odpowiadaj¹ RFT i RFN, które s¹ generowane w czasie spalania tytoniu a tak e powstaj¹ce w wyniku aktywacji reakcji zapalnych i odpornoœciowych [50]. Szacunkowo na jeden haust dymu tytoniowego przypada ok RFT: anionorodnika ponadtlenkowego, rodnika hydroksylowego, tlenu singletowego, nadtlenku wodoru i kwasu podchlorawego [8,64]. Szczególnie szkodliwe dzia³anie wykazuj¹ wolne rodniki powstaj¹ce aktywnie w ju zainhalowanym do p³uc dymie. Reakcje ich tworzenia zachodz¹ czêœciowo dziêki obecnoœci jonów i zwi¹zków elaza w dymie tytoniowym i w p³ynie pokrywaj¹cym nab³onek oddechowy. Wœród substancji lotnych wystêpuj¹cych w dymie istotne znaczenie ma aldehyd octowy, ze wzglêdu na kancerogennoœæ, zdolnoœæ do uszkodzenia szpiku kostnego i indukowania RFT [48,56]. Szkodliwoœæ dymu wynika te z zawartoœci du ej iloœci cz¹stek py³u mniejszych ni 5 µm, które ³atwo wnikaj¹ do oskrzelików i indukuj¹ RFT w fagocytach stale obecnych w drogach oddechowych [15,50]. Ponadto, sk³adniki dymu dzia³aj¹ chemotaktycznie g³ównie na neutrofile i monocyty, dlatego ich iloœæ w oskrzelach palaczy jest znacznie wiêksze ni u osób niepal¹cych. U osób pal¹cych, w przestrzeni pêcherzykowej jest 10 razy wiêcej granulocytów obojêtnoch³onnych i 2-4 razy wiêcej makrofagów [15]. Ulegaj¹ce pobudzeniu komórki charakteryzuj¹ siê zwiêkszon¹ ekspresj¹ prozapalnych genów i uwalniaj¹ zwiêkszone iloœci RFT/RFN oraz cytokin prozapalnych (IL-8, IL-1, TNF-a) [51]. Aktywowane granulocyty s¹ Ÿród³em enzymów proteolitycznych, g³ównie elastazy i kolagenazy, które trawi¹ bia³kowe struktury tkanki p³ucnej, co u³atwione jest przez inaktywacjê silnego inhibitora ich aktywnoœci, a 1 -antytrypsyny, przez dym tytoniowy. Niedobór a 1 -antytrypsyny i innych antyproteaz z równoczesn¹ aktywacj¹ proteaz prowadzi do rozwoju rozedmy p³uc i nasilenia ju obecnego stanu zapalnego [29]. Zwiêkszona synteza RFT u palaczy nasila procesy peroksydacji lipidów, która prowadzi do zmian w strukturze b³on komórkowych i zaburzenia ich funkcji [53]. Szczególnie podatna na uszkodzenia oksydacyjne jest b³ona erytrocytów. Jest to zwi¹zane z ich podstawow¹ funkcj¹, transportem tlenu, du ¹ zawartoœci¹ jonów elaza a tak e obecnoœci¹ nienasyconych kwasów t³uszczowych w b³onie. U palaczy erytrocyty s¹ bardziej podatne na procesy peroksydacyjne, b³ona komórkowa staje siê sztywna i krucha, a liczba erytrocytów zmniejsza siê [17]. Za toksyczne dzia³anie dymu tytoniowego odpowiadaj¹ równie tlenki metali ciê - kich, nitrozoaminy i wielopierœcieniowe wêglowodory aromatyczne (WWA), które ulegaj¹c aktywacji metabolicznej przy udziale enzymów zale nych od cytochromu P450 poœrednio generuj¹ RFT. Nitrozoaminy przekszta³cane s¹ g³ównie przez izoformê 2E1 cytochromu P450 i reduktazê NADPH, a uzyskane metabolity charakteryzuj¹ siê kancerogennoœci¹ i wysokim potencja³em pro-oksydacyjnym [43, 79, 80, 84]. Wieloetapowa aktywacja WWA zale y g³ównie od reakcji katalizowanych przez izoformy 1A1/ 1A2 i 1B1 i prowadzi do powstania kancerogennych epoksydioli oraz RFT [1]. Metabolizm alkoholu etylowego i stres oksydacyjny Alkohol etylowy (etanol) jest substancj¹ dobrze rozpuszczaln¹ w t³uszczach i dziêki tym w³aœciwoœciom ³atwo przenika do wszystkich tkanek i narz¹dów organizmu oraz przechodzi przez barierê krew-mózg. Etanol dobrze wch³ania siê z przewodu pokarmowego, niewielka iloœæ przenika do krwioobiegu ju z jamy ustnej [83]. Szyb- Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 /

4 koœæ wch³aniania zale y od iloœci i jakoœci pokarmu w o³¹dku. W ma³ych iloœciach jest on wydalany wraz z moczem, przez p³uca i skórê. W w¹trobie ulega metabolizmowi 90-98% wch³oniêtego etanolu i z tego powodu narz¹d ten jest najbardziej nara ony na dzia- ³anie toksyczne alkoholu etylowego i jego metabolitów. B³ona œluzowa o³¹dka, trzustka oraz uk³ad nerwowy równie podlegaj¹ szkodliwym oddzia³ywaniom etanolu i produktów jego przemian [24]. W¹trobowy metabolizm etanolu regulowany jest g³ównie przez dehydrogenazê alkoholow¹ (ADH) i dehydrogenazê aldehydow¹ (ALDH). W wyniku reakcji katalizowanej przez ADH powstaje aldehyd octowy, który ulega nastêpnie utlenieniu przez ALDH do kwasu octowego i te dwa metabolity odpowiadaj¹ za bezpoœredni¹ toksycznoœæ etanolu [19,24,38,42,57]. Aldehyd octowy ³atwo reaguje z grupami aminowymi, hydroksylowymi i sulfhydrylowymi bia³ek, co zmienia ich funkcjê i aktywnoœæ. W reakcji aldehydu octowego z grupami aminowymi (g³ównie argininy i lizyny) powstaj¹ zasady Schiffa, których obecnoœæ zaburza prawid³ow¹ strukturê bia³ek. Aldehyd octowy wi¹ e siê z prealbumin¹, albumin¹, transferyn¹ i hemoglobin¹, tworz¹c addukty, które indukuj¹ odpowiedÿ immunologiczn¹ oraz tworzy wi¹zania krzy owe pomiêdzy niciami DNA, staj¹c siê przyczyn¹ uszkodzeñ szpiku kostnego i nowotworów [42,57,58]. Kofaktorem obu reakcji utleniania etanolu jest dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy (NAD), który ulega redukcji do NADH. Na tym etapie metabolizmu zmniejsza siê wiêc iloœæ NAD, a wzrasta NADH, co zaburza prawid³owe proporcje pomiêdzy postaci¹ zredukowan¹ a utlenion¹ dinukleotydu. Konsekwencj¹ jest zak³ócenie równowagi oksydoredukcyjnej w komórkach w¹troby, brak mo liwoœci utleniania wytwarzanego kwasu mlekowego i stopniowy rozwój kwasicy metabolicznej [19,42]. Etanol jest tak e utleniany przez enzymy obecne w mikrosomach i peroksysomach. Wœród nich najwiêksze znaczenie ma izoforma CYP 2E1 cytochromu P450 (dawniej okreœlana jako mikrosomalny system utleniaj¹cy etanol - MEOS) [19,24,38,42]. Wielokrotne spo ywanie etanolu znacz¹co indukuje aktywnoœæ tej izoformy P450. Niewielkie znaczenie w utlenianiu etanolu ma równie katalaza, której aktywnoœæ zale y g³ównie od dostêpnoœci nadtlenku wodoru (rycina 1). Przedstawione kierunki biotransformacji etanolu dowodz¹, e skutkiem poœredniego oddzia³ywania tego ksenobiotyku na organizm jest stres oksydacyjny. RFT powstaj¹ w wyniku reakcji utleniania aldehydu octowego do kwasu octowego katalizowanej przez oksydazê aldehydow¹ lub oksydazê ksantynow¹ [8]. Ponadto, przewlek³e u ywanie etanolu aktywuje uk³ad MEOS, którego dzia³anie jest Ÿród³em nadtlenku wodoru, anionorodnika ponadtlenkowego i rodnika hydroksylowego. Nadtlenek wodoru w reakcji Fentona (przy udziale kationów metali przejœciowych) przekszta³ca siê w rodniki hydroksylowe, które nastêpnie bior¹ udzia³ w utlenianiu etanolu przez izoformê 2E1 cytochromu P450, daj¹c rodniki 1- hydroksyetylowe. W przemianie tej mog¹ powstaæ tak e rodniki 2-hydroksyetylowe i etoksylowe. Rodniki hydroksyetylowe mog¹ reagowaæ z tlenem i byæ Ÿród³em anionorodnika ponadtlenkowego [24,42,54]. Konsekwencj¹ indukcji izoformy CYP 2E1 cytochromu P450 przez etanol jest tak e aktywacja przemian wielu ksenobiotyków do bardziej toksycznych metabolitów. Przewlek³e nadu ywanie etanolu prowadzi równie do zmian morfologicznych w obrêbie b³on mitochondrialnych, które s¹ przyczyn¹ zwiêkszonego wytwarzania RFT w ³añcuchu oddechowym [42,74]. Proces ten zale y od wzrostu iloœci NADH w stosunku do NAD, co prowadzi do zwiêkszonego przep³ywu elektronów przez kompleks I ³añcucha oddechowego, a w konsekwencji do zwiêkszonej syntezy anionorodnika ponadtlenkowego i nadtlenku wodoru [13, 24]. Spo ywanie etanolu prowadzi równie do wzrostu stê enia wolnych kwasów t³uszczowych i triglicerydów w w¹trobie, co sprzyja rozwojowi st³uszczenia w¹troby i wywo- ³uje hiperlipidemiê, ze wzrostem stê enia cholesterolu i triglicerydów w osoczu. W tych warunkach zachodzi nasilona peroksydacja lipidów w tkance w¹trobowej [24,38]. Konsekwencj¹ hepatotoksycznego dzia³ania etanolu jest wzrost przepuszczalnoœci bariery jelitowej dla bakterii Gram ujemnych. Zwiêksza siê w ten sposób iloœæ wydzielanych przez drobnoustroje endotoksyn lipopolisacharydowych zdolnych do stymulacji makrofagów, w tym komórek Browicza- Kupffera, w w¹trobie. Komórki te uwalniaj¹ liczne mediatory zapalenia: interleukiny-1, -6, -8 (IL-1, IL-6, IL-8), czynnik martwicy nowotworu-a (TNF-a), RFT, RFN, endotelinê-1 (ET-1) oraz prostaglandyny PGE 2 i PGD 2 [16,55]. Obrona antyoksydacyjna w warunkach nara enia na dym tytoniowy i etanol P³uca posiadaj¹ skuteczny system obrony przed RFT/RFN i innymi toksynami. Zawieraj¹ du e iloœci niskocz¹steczkowych antyoksydantów: kwasu moczowego, zredukowanego glutationu i kwasu askorbinowego [32]. Badania genetyczne wykonane w makrofagach p³uc, komórkach nab³onka i bioptatach p³uc palaczy wykaza³y wzrost ekspresji 19 genów, zale nych od czynnika transkrypcyjnego Nrf-2, koduj¹cych bia³ka obrony antyoksydacyjnej [18]. U palaczy w komórkach nab³onka oddechowego wzrasta stê enie glutationu, witaminy C i E oraz wzrasta aktywnoœæ dysmutazy ponadtlenkowej i katalazy w wyniku mobilizacji antyoksydantów z innych tkanek i narz¹dów do p³uc [32,40,69,70]. D³ugotrwa- ³e nara enie na dym tytoniowy jest przyczyn¹ ogólnoustrojowego nasilenia procesów utleniania, np. peroksydacji lipidów oraz spadku poziomu witaminy A, E i C a tak e spadku aktywnoœci dysmutazy ponadtlenkowej, katalazy, peroksydazy glutationu, reduktazy glutationu i paraoksonazy-1 w osoczu i erytrocytach palaczy [12,17,63,68]. W populacji palaczy stwierdza siê równie uogólnion¹ odpowiedÿ zapaln¹, przejawiaj¹c¹ siê zwiêkszonym stê eniem bia³ka C- reaktywnego, fibrynogenu i interleukiny-6 a tak e podwy szon¹ liczb¹ bia³ych krwinek. Mediatory stanu zapalnego, rozwijaj¹cego siê w p³ucach, stymuluj¹ szpik kostny, z którego uwalniane s¹ m³ode postaci krwinek do krwi obwodowej [28]. Ponadto, u osób przewlekle pal¹cych papierosy zmieniaj¹ siê parametry reologiczne i koagulologiczne krwi oraz funkcje œródb³onka naczyñ. Wiêkszoœæ zmian wywo³anych dymem tytoniowym cofa siê po zerwani z na³ogiem, ale niektóre mediatory zapalenia, np. bia³ko C- reaktywne, pozostaj¹ na podwy szonym poziomie nawet po latach, sugeruj¹c przetrwa³¹ reakcjê zapaln¹ u by³ych palaczy [86]. Przeciwutleniacze o zró nicowanej strukturze (np. witaminy A, E, C i polifenole), obecne w ywnoœci, przeciwdzia³aj¹ chorobom o pod³o u zapalnym [8,71]. Pogl¹d ten znalaz³ siê u podstaw za³o enia, e suplementacja diety osób pal¹cych egzogennymi antyoksydantami zmniejszy u tych osób zakres uszkodzeñ i dysfunkcji narz¹dowych, wywo³anych stresem oksydacyjnym [32,79]. Przeprowadzone badania, zarówno na zwierzêcych modelach doœwiadczalnych, jak u osób pal¹cych i niepal¹cych nie przynios³y jednoznacznych rozstrzygniêæ. Niepowodzeniem zakoñczy³y siê badania nad aktywnoœci¹ zwiêkszonych dawek beta-karotenu w zapobieganiu nowotworom, poniewa u palaczy stwierdzono ok. 12% wzrost czêstotliwoœci wystêpowania raka p³uca w porównaniu z osobami niepal¹cymi. Efekt ten zale y prawdopodobnie od indukcji przez beta-karoten izoform cytochromu P450, aktywuj¹cych prokancerogeny obecne w dymie [7,60,62]. Uzupe³nienie diety wiêksz¹ iloœci¹ witaminy E nie wp³ynê³o na poziom stresu oksydacyjnego u palaczy, prawdopodobnie dziêki przyspieszonemu utlenianiu tokoferolu do formy chinonowej [7,69]. Pewn¹ skutecznoœæ w zapobieganiu nowotworom p³uc zaobserwowano w przypadku suplementacji diety zwi¹zkami selenu, pierwiastka niezbêdnego dla aktywnoœci peroksydazy glutationu [7]. Rozbie nych danych dostarczaj¹ równie badania nad uzupe³nieniem diety osób pal¹cych nieod ywczymi przeciwutleniaczami pochodz¹cymi z jadalnych roœlin. Tradycyjna dieta œródziemnomorska do pewnego stopnia zapobiega nowotworom, chorobom uk³adu sercowo-naczyniowego i oddechowego [79]. Po ywienie zawieraj¹ce koncentrat roœlinnych przeciwutleniaczy nie wp³ynê³o na parametry stresu oksydacyjnego u palaczy [10]. Zastosowane ró ne modele doœwiadczalne mierz¹ zró nicowane efekty szczególnej diety, badacze podkreœlaj¹ jednak, e najlepsz¹ drog¹ do unikniêcia powik³añ stresu oksydacyjnego indukowanego dymem tytoniowym, jest porzucenie na³ogu palenia [60,61,79]. U osób spo ywaj¹cych alkohol RFT powstaj¹ w wyniku reakcji utleniania aldehydu octowego do kwasu octowego, katalizowanej przez oksydazê aldehydow¹ lub oksydazê ksantynow¹ [8], a proces ten zu ywa komórkowe zasoby substratów, NAD i zredukowanego glutationu [57]. Aldehyd octowy wystêpuje równie w znacz¹cych iloœciach w dymie papierosowym [31,48]. Czynnik ten uszkadza DNA [49] a tak e powoduje spadek aktywnoœci enzymu transferazy adenozylometioninowej, co wywo³uje niedobór grup metylowych do przemian 1024 Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 / 10 E. Ignatowicz i wsp.

5 metabolicznych i nadmiar homocysteiny, aminokwasu o dzia³aniu aterogennym [36]. Ponadto, zwiêkszone iloœci RFT generowane s¹ wskutek aktywacji systemu MEOS i katalazy. Nasilona utylizacja tlenu na tym szlaku przemian ogranicza jego dostêpnoœæ dla reakcji w mitochondriach. Pojawiaj¹ca siê lokalna hipoksja jest przyczyn¹ dalszej syntezy RFT w mitochondrialnym ³añcuchu oddechowym [19, 74]. W mózgu i sercu nie wystêpuje dehydrogenaza alkoholowa i nie powstaje aldehyd octowy, wiêc tkanki te s¹ szczególnie nara one stres oksydacyjny wynikaj¹cy z indukcji MEOS [74]. Równie w komórkach pozbawionych uk³adów enzymatycznych utleniaj¹cych etanol wystêpuje stres oksydacyjny, gdy ten ksenobiotyk wp³ywa na œcie ki przekazywania sygna³u, np. zwiêksza uwalnianie cytokin prozapalnych, które z kolei podwy szaj¹ syntezê RFT (O 2 - ) i RFN ( NO) w mitochondriach [41]. Powstawanie RFN mo liwe jest dziêki dzia- ³aniu mitochondrialnej syntazy tlenku azotu, a oba wytworzone wolne rodniki reaguj¹ ze sob¹ daj¹c nadtlenoazotyn, uwalniaj¹cy rodnik hydroksylowy, agresywnie utleniaj¹cy lipidy, bia³ka i DNA [8,76]. Ostre nadu ywanie etanolu wywo³uje reakcjê adaptacyjn¹ na stres oksydacyjny w postaci zwiêkszenia obrony przed RFT przez aktywacjê enzymatycznego systemu antyoksydacyjnego, g³ównie dysmutazy ponadtlenkowej rozk³adaj¹cej anionorodnik ponadtlenkowy, peroksydazy glutationu, zu ywaj¹cej GSH do redukcji nadtlenku wodoru i nadtlenków lipidów i zwiêkszenie stê enia zredukowanego glutationu [5, 24, 38]. Przewlek³e spo ywanie alkoholu etylowego wyczerpuje komórkowe mechanizmy antyoksydacyjne, enzymatyczne I nieenzymatyczne [5,24,38,55]. Dodatkowo, w przebiegu zak³óconego metabolizmu jonów elaza (II), dochodzi do wzmo onej syntezy rodnika hydroksylowego w reakcji Fentona [9,20,21]. Podsumowuj¹c nale y stwierdziæ, e zarówno nara enie organizmu na dym tytoniowy, jak i na etanol skutkuje indukcj¹ stresu oksydacyjnego, reakcji prozapalnych i rozwojem chorób degeneracyjnych, z których najgroÿniejsza jest choroba nowotworowa. Alkohol zwiêksza ryzyko nowotworów u palaczy a niezale nie od ujemnych oddzia- ³ywañ spo³ecznych, szkodliwy wp³yw etanolu dotyczy wy³¹cznie osoby pij¹cej, natomiast dym tytoniowy jest równie toksyczny dla palacza czynnego i biernego. Piœmiennictwo 1. Aleksandrov K., Rojas M., Satarug S.: The critical DNA damage by benzo(a)pyrene in lung tissues of smokers and approaches to preventing its formation. Toxicology Lett. 2010, 198, Ambrose J.A., Barua R.S.: The pathophysiology of cigarette smoking and cardiovascular disease. An update. J. Am. Coll. Cardiol. 2004, 43, Augustyniak A., Ostrowska J., Skrzydlewska E.: Oksydacyjne modyfikacje bia³ek w procesie starzenia siê organizmu. Post. Hig. Med. Doœw. 2001, 55, Augustyniak A., Skrzydlewska E.: Zdolnoœci antyoksydacyjne w starzej¹cym siê organizmie. Postêpy Hig. Med. Doœw. 2004, 58, Augustyniak A., Michalak K., Skrzydlewska E.: Wp³yw stresu oksydacyjnego indukowanego etanolem na oœrodkowy uk³ad nerwowy (OUN). Postêpy Hig. Med. Doœw. 2005, 59, Balfour D.J.K.: The neurobiology of tobacco dependence: a commentary. Respiration 2002, 69, Bardia A., Teleyeh I.M., Cerhan J.R. et al.: Efficacy of antioxidant supplementation in reducing cancer incidence and mortality: systematic review and metaanalysis. Mayo Clinic Proc. 2008, 83, Bartosz G.: Druga twarz tlenu - wolne rodniki w przyrodzie. PWN, Warszawa, Barzdo M., Gloc E., Jurczyk A.P. et al.: Ocena parametrów stresu oksydacyjnego w mózgach szczurów przewlekle intoksykowanych etanolem. Arch. Med. S¹d. Krym. 2005, 55, van den Berg R., van Vliet T., Broekmans W.M.R. et al.: A vegetable/fruit concentrate with high antioxidant capacity has no effect on biomarkers of antioxidant status in male smokers. J. Nutr. 2001, 131, Biczysko-Murawa A., Seget M., Stopa J., Biczysko W.: Zmiany w nab³onku migawkowym tchawicy szczurów pod wp³ywem ekspozycji na dym tytoniowy - badania doœwiadczalne. Przegl. Lek. 2009, 66, Boemi M., Sirolla C., Testa R. et al.: Smoking is associated with reduced serum levels of the antioxidant enzyme, paraoxonase, in type 2 diabetic patients. Diabet. Med. 2004, 21, Cahill A., Cunningham C.C., Adachi M. et al.: Effects of alcohol and oxidative stress on liver pathology: the role of the mitochondrion. Alcohol Clin. Exp. Res. 2002, 26, Cao G., Prior R.L.: Comparison of different analytical methods for assessing total antioxidant capacity of human serum. Clin. Chem. 1998, 44, Chrostowska-Wynimko J.: Wp³yw palenia tytoniu na mechanizmy komórkowe w uk³adzie oddechowym. Pneumonol. Alergol. Pol. 2008, 76, Cicho -Lach H., Grzyb M., Cieliñski K., S³omka M.: Nadu ywanie alkoholu a alkoholowa choroba w¹troby. Alkohol Narkom. 2008, 21, Codandabany U.: Erythrocyte lipid peroxidation and antioxidants in cigarette smokers. Cell Biochem. Funct. 2000, 18, Comandini A., Marzano V., Curradi G. et al.: Markers of anti-oxidant response in tobacco smoke exposed subjects: A data-mining review. Pulm. Pharmacol. Ther. 2010, 23, Comporti M., Signorini C., Leoncini S. et al.: Ethanol - induced oxidative stress: basic knowledge. Genes Nutr. 2010, 5, Cylwik B., Chrostek L., Szmitkowski M.: Wp³yw alkoholu na metabolizm elaza. Pol. Merk. Lek. 2008, 24, Cylwik B., Chrostek L., Szmitkowski M.: Wp³yw alkoholu na mechanizmy regulacyjne metabolizmu elaza. Pol. Merk. Lek. 2008, 25, Czoga³a J., Goniewicz M.., Czubek A. et al.: Jak naprawdê pali palacz? - wyniki wstêpne badañ topografii palenia populacji palaczy w Polsce. Przegl. Lek. 2008, 65, Dalle-Donne I, Scaloni A, Giustarini D. et al.: Proteins as biomarkers of oxidative/nitrosative stress in diseases: the contribution of redoxproteomics. Mass Spectrom Rev. 2005, 24, Das S.K., Vasudevan D.M.: Alcohol - induced oxidative stress. Life Sci., 2007, 81, Davies M.J.: The oxidative environment and protein damage. Biochim. Biophys. Acta 2005, 1703, Dean R.T., Fu S., Stocker R., Davies M.J.: Biochemistry and pathology of radical-mediated protein oxidation. Biochem. J. 1997, 324, Droge W.: Free radicals in the physiological control of cell function. Physiol. Rev. 2002, 82, van Eeden S.F., Yeung A., Quinlam K. et al.: Systemic response to ambient particulate matter: relevance to chronic obstructive pulmonary disease. Proc. Am. Thorac. Soc. 2005, 2, Ekeowa U.I., Marciniak S.J., Lomas D.A.: a(1)-antitrypsin deficiency and inflammation. Expert Rev. Clin. Immunol. 2011, 7, Farinati F., Piciochi M., Lavezzo E., Bortolami M.: Oxidative stress and inducible nitric oxide synthase induction in carcinogenesis. Dig. Dis. 2010, 28, Florek E.: Biologiczna aktywnoœæ dymu tytoniowego. W: Palenie tytoniu w Polsce. Postawy, nastêpstwa zdrowotne i profilaktyka, red. W. Zatoñski i K. PrzewoŸniak. Centrum Onkologii Instytut Marii Sk³odowskiej-Curie, Warszawa Florek E., Ignatowicz E., Wrzosek J., Piekoszewski W.: Effect of rutin on total antioxidant status of rats expose to cigarette smoke. Pharmacol. Rep. 2005, 57, Florek E.: Co tkwi w dymie? Poradnik Aptekarski, 2006, Ga³ecka E., Jacewicz R., Mrowicka M. et al.: Enzymy antyoksydacyjne - budowa, w³aœciwoœci, funkcje. Pol. Merk. Lek. 2008, 25, Ga³ecka E., Mrowicka M., Malinowska K., Ga³ecki P.: Wybrane substancje nieenzymatyczne uczestnicz¹ce w procesie obrony przed nadmiernym wytwarzaniem wolnych rodników. Pol. Merk. Lek. 2008, 25, Garlick P.J.: Toxicity of methionine in humans. J. Nutr. 2006, 136, 1722S. 37. Gerschman R., Gilbert D.L., Nye S.W. et al.: Oxygen poisoning and x-irradiation -A mechanism in common. Science 1954, 119, Guo R., Ren J.: Alcohol and acetaldehyde in public health: from marvel to menace. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2010, 7, Halliwell B., Gutteridge J.M.C.: The antioxidants of human extracellular fluids. Arch. Biochem., Biophys. 1990, 280, Handelman G.J., Packer L., Cross C.E.: Destruction of tocopherols, carotenoids, and retinol in human plasma by cigarette smoke. Am. J. Clin. Nutr. 1996, 63, Hoek J.B., Pastorino J.G.: Ethanol, oxidative stress, and cytokine-induced liver cell injury. Alkohol 2002, 27, Jelski W., Chrostek L., Szmitowski M.: Biochemiczne podstawy alkoholowego uszkodzenia w¹troby. Pol. Merk. Lek. 2006, 21, Kang J., Wanibuchi H., Morimura K. et al.: Role of CYP2E1 in diethylnitroamine-induced hepatocarcinogenesis in vivo. Cancer Res. 2007, 67, Kohen R., Nyska A.: Oxidation of biological systems: oxidative stress phenomena, antioxidants, redox reactions, and methods for their quantification. Toxicol. Pathol. 2002, 30, Ko³odziejczyk J.: Wp³yw biernego palenia na stan zdrowia osób niepal¹cych. Kosmos. Problemy nauk biologicznych, 2002, 51, Kryston T.B., Georgiev A.B., Pissis P., Georgakilas A.G.: Role of oxidative stress and DNA damage in human carcinogenesis. Mut. Res. 2011, 711, Kulbacka J., Saczko J., Chwi³kowska A.: Stres oksydacyjny w procesach uszkodzenia komórek. Pol. Merk. Lek. 2009, 27, Liu C., Feng S., van Heemst J., McAdam K.G.: New insights into the formation of volatile compounds in mainstream cigarette smoke. Anal. Bioanal. Chem. 2010, 396, Lorenti Garcia C. Mechilli M., Proietti DeSantis L. et al.: Relationship between DNA lesions, DNA repair and chromosomal damage induced by acetaldehyde. Mutat. Res. 2009, 662, MacNee W.: Oxidants/antioxidants and COPD. Chest, 2000, 117, 303S. 51. MacNee W.: Oxidative stress and chronic obstructive pulmonary disease. Eur. Respir. Mon. 2006, 38, McCord J.M., Fridovich I.: Superoxide dismutase an enzymic function for erythrocuprein Hemocuprein. J. Biol. Chem. 1969, 244, Michalak S., KaŸmierski R., Osztynowicz K., et al.: The effect of cigarette smoking on serum activities of paraoxonase and arylesterase in stroke patients. Przegl. Lek. 2009, 66, Mittal C. K., Murad F.: Activation of guanylate cyclase by superoxide-dismutase and hydroxyl radical-physiological regulator of guanosine 3_,5_- monophosphate formation. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1977, 74, Muriel P.: Role of free radicals in liver diseases. Hepatol Int. 2009, 3, Nair U., Bartsch H., Nair J.: Lipid peroxidation-induced DNA damage in cancer-prone inflammatory diseases: a review of published adduct types and levels in humans. Free Radic. Biol. Med. 2007, 43, Novitskiy G., Traore K., Wang L. et al.: Effects of ethanol and acetaldehyde on reactive oxygen species production in rat hepatic stellate cells. Alcohol Clin. Exp. Res. 2006, 30, O`Brien P.J., Siraki A.G., Shangari N.: Aldehyde sources, metabolism, molecular toxicity mecha- Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 /

6 nisms, and possible effects on human health. Crit. Rev. Toxicol. 2005, 35, Oliñski R., Jurgowiak M.: Rola reaktywnych form tlenu w procesach mutagenezy i karcynogenenzy. Postêpy Biochem. 1999, 45, Omenn G.S.: Chemoprevention of lung cancer: The rise and demise of beta-carotene. Ann. Rev. Public Health 1998, 19, Omenn G.S.: Chemoprevention of lung cancer is proving difficult and frustrating, requiring new approaches. J. Natl Cancer Inst. 2000, 92, Paolini M., Abdel-Rahman S.Z., Sapone A.: ß-Carotene: a cancer chemopreventive agent or a co-carcinogen? Mut. Res. 2003, 543, Pasupathi P., Saravanan G., Chinnaswamy P., Bakthavathsalam G.: Effect of chronic smoking on lipid peroxidation and antioxidant status in gastric carcinoma patients. Indian. J. Gastroenterol. 2009, 28, Pryor W.A., Stone K.: Oxidants in cigarette smoke: Radicals, hydrogen peroxide, peroxynitrate, and peroxynitrite. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1993, 686, Przybyszewski W.M., Kasperczyk J., Stok³osa K., Bkhiyan A.: Uszkodzenia DNA powodowane przez produkty peroksydacji lipidów. Post. Hig. Med. Doœw. 2005, 59, Puzanowska-Tarasiewicz H., KuŸmicka L., Tarasiewicz T.: Wp³yw reaktywnych form azotu i tlenu na organizm cz³owieka. Pol. Merk. Lek. 2009, 27, Rabinoff M.: Pharmacological and chemical effects of cigarette additives. Am. J. Public Health 2007, 97, Rahman I., Biswas S.K., Kode A.: Oxidant and antioxidant balance in the airways and airway diseases. Eur. J. Pharmacol. 2006, 533, Rahman I., MacNee W.: Role of oxidants/antioxidants in smoking - induced lung diseases. Free Radic. Biol. Med. 1996, 21, Rahman I., Mac Nee W.: Lung glutathione and oxidative stress: implications in cigarette smoke-induced airway disease. Am. J. Physiol. Pharmacol. 1999, 277, Rutkowski R., Pancewicz S., Rutkowski K., Rutkowska J.: Znaczenie reaktywnych form tlenu i azotu w patomechanizmie procesu zapalnego. Pol. Merk. Lek. 2007, 23, Œcibor-Bentkowska D., Czeczot H.: Komórki nowotworowe a stres oksydacyjny. Postêpy Hig. Med. Doœw. 2009, 63, Talbot P.: In vitro assessment of reproductive toxicity of tobacco smoke and its constituents. Birth Defects Res. C. Embryo. Today 2008, 84, Teplova V. V., Belosludtsev K.N., Belosludtseva N.V., Holmuhamedov E.L.: Role of mitochondria in hepatotoxicity of ethanol. Biophysics 2010, 55, Toda N., Toda H.: Nitric oxide-mediated blood flow regulation as affected by smoking and nicotine. Eur. J. Pharmacol. 2010, 649, Turrens J.F.: Mitochondrial formation of reactive oxygen species. J. Physiol. 2003, 552, Valko M., Rhodes C.J., Moncola J. et al.: Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. Chem. Biol. Interact. 2006, 160, Valko M., Leibfritz D., Moncola J. et al.: Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int. J. Bioch. Cell Biol. 2007, 39, Vardavas C.I., Flouris A.D., Tsatsakis A. et al.: Does adherence to the Mediterranean diet have a protective effect against active and passive smoking? Public Health 2011, 125, Verna L., Whysner J., Williams G.M.: N-nitrosodiethylamine mechanistic data and risk assessment: bioactivation, DNA-adduct formation, mutagenicity and tumor initiation. Pharmacol. Ther. 1996, 71, Voulgaridou GP, Anestopoulos I, Franco R. et al.: DNA damage induced by endogenous aldehydes: current state of knowledge. Mutat. Res. 2011, 711, Wid³ak P.: Specyfika powstawania i naprawy mutagennych uszkodzeñ materia³u genetycznego. Post. Bioch. 1994, 40, Wigmore J.G., Leslie G.M.: The effect of swallowing or rinsing alcohol solution on the mouth alcohol effect and slope detection of the intoxilyzer J. Anal. Toxicol. 2001, 25, Wood R.D., Mitchell M., Sgouros J., Lindahl T.: Human DNA repair genes. Science 2001, 291, Yamada K., Yamamiya I., Utsumi H.: In vivo detection of free radicals induced by diethylnitrosamine in rat liver tissue. Free Radic. Biol. Med. 2006, 40, Yanbaeva D.G., Dentener M.A., Creutzberg E.C. et al.: Systemic effects of smoking. Chest 2007, 131, Yoon J.H., An S.H., Kyeong I.G., Lee M.S.: Oxidative modification of ferritin induced by hydrogen peroxide. BMB reports, 2011, 44, Zab³ocka A., Janusz M.: Dwa oblicza wolnych rodników tlenowych. Postêpy Hig. Med. Doœw. 2008, 62, Ziech D., Franco R., Pappa A., Panayiotidis M.I.: Reactive oxygen species (ROS)-induced genetic and epigenetic alterations in human carcinogenesis. Mut. Res. 2011, 711, Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 / 10 E. Ignatowicz i wsp.