Роль оксидативного стресса в развитии нейродегенеративных заболеваний

Население планеты стареет быстрыми темпами, а увеличение продолжительности жизни способствует росту числа возрастных проблем со здоровьем. С каждым годом все большее количество людей становится уязвимым к нейродегенеративным заболеваниям, которые характеризуются прогрессирующей потерей нервных клеток, нарушениями со стороны двигательной или когнитивной сферы, а также накоплением аномально агрегированных белков. Многочисленные исследования показали, что окислительный стресс может играть многогранную роль в возникновении таких патологий, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона или боковой амиотрофический склероз, а также способствовать их прогрессированию и ухудшать общее состояние пациентов. Митохондриальная дисфункция является одной из основных особенностей процесса старения, особенно в таких энергозатратных органах, как сердце, мышцы, мозг и печень. Мозг особенно подвержен повреждению свободными радикалами из-за высокой потребности в кислороде, ограниченной антиоксидантной защиты и высокого содержания полиненасыщенных жирных кислот, которые очень склонны к окислению. Однако в настоящий момент точный механизм развития нейродегенеративных заболеваний, связанных с нарушением окислительно-восстановительного баланса, остается до конца не ясным. Более глубокое понимание молекулярных механизмов, связанных с оксидативным стрессом и нейродегенерацией, может помочь определить новые направления в развитии эффективных методов профилактики и лечения, что положительно скажется на здоровье общества в целом.

1. Zhang X., Lee W., Bian J. S. Recent Advances in the Study of Na+/K+-ATPase in Neurodegenerative Diseases. Cells. 2022; 11 (24): 4075. Published 2022 Dec 16. DOI: 10.3390/cells11244075.

2. Abdelhamid R. F., Nagano S. Crosstalk between Oxidative Stress and Aging in Neurodegeneration Disorders. Cells. 2023; 12 (5): 753. Published 2023 Feb 27. DOI: 10.3390/cells12050753.

3. Liu Z., Zhou T., Ziegler A. C., Dimitrion P., Zuo L. Oxidative Stress in Neurodegenerative Diseases: From Molecular Mechanisms to Clinical Applications. Oxid Med Cell Longev. 2017; 2017: 2525967. DOI: 10.1155/2017/2525967.

4. Shusharina N, Yukhnenko D, Botman S, Sapunov V, Savinov V, Kamyshov G, Sayapin D, Voznyuk I. Modern Methods of Diagnostics and Treatment of Neurodegenerative Diseases and Depression. Diagnostics. 2023; 13 (3): 573. DOI: 10.3390/diagnostics13030573.

5. Gadhave D. G., Sugandhi V. V., Jha S. K., et al. Neurodegenerative disorders: Mechanisms of degeneration and therapeutic approaches with their clinical relevance. Ageing Res Rev. 2024; 99: 102357. DOI: 10.1016/j.arr.2024.102357.

6. Shin J. H. Dementia Epidemiology Fact Sheet 2022. Ann Rehabil Med. 2022; 46 (2): 53–59. DOI: 10.5535/arm.22027.

7. Курбанова М. М., Галаева А. А., Стефановская Е. В., Суворкина А. А., Алиханов Н. М. Современные методы диагностики когнитивных нарушений. // Российский семейный врач. — 2020. — Т. 24. — № 1. — C. 35–44. DOI: 10.17816/RFD18986.

8. Gandhi S., Abramov A. Y. Mechanism of oxidative stress in neurodegeneration. Oxid Med Cell Longev. 2012; 2012: 428010. DOI: 10.1155/2012/428010.

9. Kim G. H., Kim J. E., Rhie S. J., Yoon S. The Role of Oxidative Stress in Neurodegenerative Diseases. Exp Neurobiol. 2015; 24 (4): 325–340. DOI: 10.5607/en.2015.24.4.325.

10. Cenini G., Lloret A., Cascella R. Oxidative Stress in Neurodegenerative Diseases: From a Mitochondrial Point of View. Oxid Med Cell Longev. 2019; 2019: 2105607. Published 2019 May 9. DOI: 10.1155/2019/2105607.

11. Singh A., Kukreti R., Saso L., Kukreti S. Oxidative Stress: AKey Modulator in Neurodegenerative Diseases. Molecules. 2019; 24 (8): 1583. Published 2019 Apr 22. DOI: 10.3390/molecules24081583.

12. Teleanu D. M., Niculescu A. G., Lungu I. I., et al. An Overview of Oxidative Stress, Neuroinflammation, and Neurodegenerative Diseases. Int J Mol Sci. 2022; 23 (11): 5938. Published 2022 May 25. DOI: 10.3390/ijms23115938.

13. Улащик В. С. Активные формы кислорода, антиоксиданты и действие лечебных физических факторов. // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. — 2013. — Т. 90. — № 1: 60–69. DOI: 10.17116/kurort20209706133.

14. Новиков В. Е., Левченкова О. С., Пожилова Е. В. Роль активных форм кислорода в физиологии и патологии клетки и их фармакологическая регуляция. // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. — 2014. — Т. 12. — № 4: 13–21. DOI: 10.17816/RCF12413-21.

15. Jomova K., Raptova R., Alomar S. Y., et al. Reactive oxygen species, toxicity, oxidative stress, and antioxidants: chronic diseases and aging. Arch Toxicol. 2023; 97 (10): 2499–2574. DOI: 10.1007/s00204-023-03562-9.

16. Rekatsina M., Paladini A., Piroli A., Zis P., Pergolizzi J. V., Varrassi G. Pathophysiology and Therapeutic Perspectives of Oxidative Stress and Neurodegenerative Diseases: A Narrative Review. Adv Ther. 2020; 37 (1): 113–139. DOI: 10.1007/s12325-019-01148-5.

17. Jurcau A. Insights into the Pathogenesis of Neurodegenerative Diseases: Focus on Mitochondrial Dysfunction and Oxidative Stress. Int J Mol Sci. 2021; 22 (21): 11847. Published 2021 Oct 31. DOI: 10.3390/ijms222111847.

18. Huang W. J., Zhang X., Chen W. W. Role of oxidative stress in Alzheimer's disease. Biomed Rep. 2016; 4 (5): 519–522. DOI: 10.3892/br.2016.630.

19. Breijyeh Z., Karaman R. Comprehensive Review on Alzheimer's Disease: Causes and Treatment. Molecules. 2020; 25 (24): 5789. Published 2020 Dec 8. DOI: 10.3390/molecules25245789.

20. Sumien N., Cunningham J. T., Davis D. L., et al. Neurodegenerative Disease: Roles for Sex, Hormones, and Oxidative Stress. Endocrinology. 2021; 162 (11): bqab185. DOI: 10.1210/endocr/bqab185.

21. Song T., Song X., Zhu C., et al. Mitochondrial dysfunction, oxidative stress, neuroinflammation, and metabolic alterations in the progression of Alzheimer's disease: A meta-analysis of in vivo magnetic resonance spectroscopy studies. Ageing Res Rev. 2021; 72: 101503. DOI: 10.1016/j.arr.2021.101503.

22. Zhu X., Raina A. K., Lee H. G., Casadesus G., Smith M. A., Perry G. Oxidative stress signalling in Alzheimer's disease. Brain Res. 2004; 1000 (1–2): 32–39. DOI: 10.1016/j.brainres.2004.01.012.

23. Bai R., Guo J., Ye X. Y., Xie Y., Xie T. Oxidative stress: The core pathogenesis and mechanism of Alzheimer's disease. Ageing Res Rev. 2022; 77: 101619. DOI: 10.1016/j.arr.2022.101619.

24. Imbriani P., Martella G., Bonsi P., Pisani A. Oxidative stress and synaptic dysfunction in rodent models of Parkinson's disease. Neurobiol Dis. 2022; 173: 105851. DOI: 10.1016/j.nbd.2022.105851.

25. Bej E., Cesare P., Volpe A. R., d'Angelo M., Castelli V. Oxidative Stress and Neurodegeneration: Insights and Therapeutic Strategies for Parkinson's Disease. Neurol Int. 2024; 16 (3): 502–517. Published 2024 Apr 29. DOI: 10.3390/neurolint16030037.

26. Dorszewska J., Kowalska M., Prendecki M., Piekut T., Kozłowska J., Kozubski W. Oxidative stress factors in Parkinson's disease. Neural Regen Res. 2021; 16 (7): 1383–1391. DOI: 10.4103/1673-5374.300980.

27. Rizea R. E., Corlatescu A. D., Costin H. P., Dumitru A., Ciurea A. V. Understanding Amyotrophic Lateral Sclerosis: Pathophysiology, Diagnosis, and Therapeutic Advances. Int J Mol Sci. 2024; 25 (18): 9966. Published 2024 Sep 15. DOI: 10.3390/ijms25189966.

28. Cunha-Oliveira T., Montezinho L., Mendes C., et al. Oxidative Stress in Amyotrophic Lateral Sclerosis: Pathophysiology and Opportunities for Pharmacological Intervention. Oxid Med Cell Longev. 2020; 2020: 5021694. Published 2020 Nov 15. DOI: 10.1155/2020/5021694.

29. 2021 Alzheimer's disease facts and figures. Alzheimers Dement. 2021; 17 (3): 327–406. DOI: 10.1002/alz.12328.

30. Dumas A., Destrebecq F., Esposito G., Suchonova D., Steen Frederiksen K. Rethinking the detection and diagnosis of Alzheimer's disease: Outcomes of a European Brain Council project. Aging Brain. 2023; 4: 100093. Published 2023 Sep 2. DOI: 10.1016/j.nbas.2023.100093.

31. Zhang Q., Zhao W., Li S., Ding Y., Wang Y., Ji X. Intermittent Hypoxia Conditioning: A Potential Multi-Organ Protective Therapeutic Strategy. Int J Med Sci. 2023; 20 (12): 1551–1561. Published 2023 Sep 18. DOI: 10.7150/ijms.86622.

32. Lanni I., Chiacchierini G., Papagno C., Santangelo V., Campolongo P. Treating Alzheimer's disease with brain stimulation: From preclinical models to non-invasive stimulation in humans. Neurosci Biobehav Rev. 2024; 165: 105831. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2024.105831.