ROS, Autophagie und Apoptose

ROS (Reactive Oxygen Species) initiieren zellulären Stress

und können durch Calcium-Überladung und Cytochrom-c-Freisetzung Apoptose induzieren. Autophagie ist ein Schutzmechanismus, der versucht, Schäden zu beheben, bevor die Apoptose eingeleitet wird. Wenn dieser Schutzmechanismus scheitert, dominiert der kontrollierte Zelltod.

Reactive Oxygen Species (ROS), Calcium Overload, Cytochrome c, Autophagy, und Apoptose sind eng miteinander verknüpft, da sie zentrale Rollen in zellulären Stress- und Überlebensprozessen spielen:

1. ROS (Reactive Oxygen Species):

• ROS sind reaktive Moleküle, die bei zellulärem Stress (z. B. durch UV-Strahlung, Entzündungen oder Giftstoffe) vermehrt entstehen.
• Sie können oxidativen Stress verursachen, indem sie Proteine, Lipide und DNA schädigen.
• Übermäßige ROS-Produktion kann Signalkaskaden aktivieren, die zu Apoptose oder Autophagie führen.

2. Calcium Overload:

• Ein Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration ist oft eine Folge von oxidativem Stress durch ROS.
• Calcium-Überladung stört die Funktion der Mitochondrien, erhöht ROS-Produktion und kann die Freisetzung von Cytochrom c auslösen.
• Diese Freisetzung ist ein zentraler Schritt in der Aktivierung der apoptotischen Signalkaskade.

3. Cytochrom c:

• Cytochrom c ist ein Protein, das normalerweise in den Mitochondrien bleibt. Es wird bei mitochondrialem Stress (z. B. durch ROS und Calcium-Überladung) in das Zytosol freigesetzt.
• Dort aktiviert es die Caspase-Kaskade, die für die Apoptose verantwortlich ist.

4. Autophagie:

• Autophagie ist ein Prozess, bei dem die Zelle beschädigte Organellen und Proteine abbaut und recycelt, um Überleben zu sichern.
• Moderater ROS-Stress kann Autophagie fördern, um Schäden zu beheben.
• Bei übermäßigem Stress versagt die Autophagie, und es kommt zu irreversiblen Schäden, die Apoptose einleiten können.

5. Apoptose:

• Wenn der oxidative Stress, die Kalziumdysregulation und die Cytochrom-c-Freisetzung überwältigend werden, führt dies zu kontrolliertem Zelltod (Apoptose).
• ROS wirken als Mediatoren der Apoptose, während die Mitochondrien durch Calcium-Überladung und Cytochrom-c-Freisetzung den Endpunkt markieren.

Polyphenole und Polysaccharide aus Heilpflanzen können die Bildung von ROS hemmen.

Forschung rund um Polysaccharide:

• Bioaktive Polysaccharide aus traditioneller chinesischer Kräutermedizin sind gut erforscht.
• In den letzten Jahrzehnten wurden viele Anstrengungen unternommen, um sie zu isolieren, ihre Zusammensetzung zu analysieren, ihre Struktur zu charakterisieren und ihre biologische Aktivität zu erforschen.
• Besondere Aufmerksamkeit wurde den Polysacchariden von Astragalus membranaceus (mongolischer Tragant), Ginseng, Lycium barbarum (Goji-Beeren), Angelica sinensis, Cordyceps sinensis und Ophiopogon japonicus (Schlangenbartwurzel) gewidmet.
• Diese haben einzigartigen Monosaccharid-Zusammensetzungen.
• relativ kostengünstigen Polysaccharide aus traditionellen chinesischen Kräutern haben großes Potenzial für die Entwicklung neuer Therapeutika, funktioneller Lebensmittel oder Hilfsstoffe zur Vorbeugung oder Behandlung verschiedener Krankheiten.

Die Bedeutung der Polysaccharide

• Polysaccharide sind komplexe Moleküle, die aus einer Kette von miteinander verbundenen Zuckereinheiten bestehen.
• unterschiedlich strukturiert
• wichtige Rolle in biologischen Prozessen

vielfältige Funktionen:

• Speicherung von Energie,
• strukturelle Unterstützung,
• Kommunikation zwischen Zellen
• immunologische Reaktionen.

Ein bekanntes Beispiel für ein Polysaccharid ist Stärke, das als Energiespeicher in Pflanzen dient, oder Glykogen, das in Tieren als Energiereserve in der Leber und den Muskeln gespeichert wird.

Studie aus 2019:

• Die Strukturen und biologischen Funktionen von Polysacchariden aus traditionellen chinesischen Kräutern
• Pengjiao Zenga, *, Juan Lib , Yulong Chenc , Lijuan Zhang *a,
• Zentrum für Systembiologie und Medizin für komplexe Krankheiten, angegliedertes Krankenhaus der Universität Qingdao, Qingdao, China
• Abteilung für Krankenakten, angegliedertes Krankenhaus der Universität Qingdao, Qingdao, China Abteilung für Gynäkologie, angegliedertes Krankenhaus der Universität Qingdao, Qingdao, China
• *Zugehörige Autoren: E-Mail-Adresse: pjzeng219@163.com; zhanglj@qduhospital.cn

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