Redoxförsvar

Redoxförsvar avser de biologiska processer som upprätthåller redoxhomeostas i celler genom att reglera nivåerna av reaktiva syre- och kvävearter samt skydda mot oxidativ skada. Samtidigt tillåter det kontrollerad redoxsignaling som verkar i normal metabolism och i anpassning till stress. ROS och liknande oxidativa ämnen uppkommer naturligt vid metabolism, fagocytos och vissa signalprocesser, men kan vara skadliga om de byggs upp i högre koncentrationer.

De enzymatiska delarna av redoxförsvaret omfattar bland annat superoxiddismutas (SOD), som omvandlar superoxid till väteperoxid; katalas och glutationperoxidas som reducerar väteperoxid till vatten. Andra viktiga molekyler och system är peroxiredoxiner, thioredoxin- och glutathion-systemet, samt regenerering av glutation och NADPH. Icke-enzymatiska komponenter inkluderar antioxidanter som askorbat (vitamin C), vitamin E, karotenoider, samt små restämnen som urat och bilirubin. NADPH tillhandahåller reducerande kraft genom oxidoreduktiva vägar som pentosfosfatvägen och är avgörande för att återställa aktivt försvar efter förbrukning.

Redoxsignaler används också som en del av normala cellulara processer. Ändringar i det proteinaresponsen ofta sker via redoxkänsliga cysteinrester, vilket kan reglera enzymaktivitet och proteinsamverkan. Genom mekanismer som Nrf2-ARE-signalvägen uppregleras antioxidativa och försvarsgener vid oxidativ stress.

Betydelsen av redoxförsvaret är stor för hälsa och sjukdom. Obalans mellan ROS-produktion och försvarsaktiviteter kopplas till åldrande och ett antal sjukdomstillstånd, inklusive neurodegenerativa sjukdomar, cancer och hjärt-kärlsjukdomar. Studier av redoxförsvar bidrar till förståelsen av hur celler behåller funktion under stress och hur misslyckanden i dessa försvarssystem kan utvecklas.