Vliv oxidačního stresu na mitochondrie

Abstract

Oxidative stress is caused by an imbalance between the production of reactive oxygen species (ROS) and the cellular antioxidant mechanisms. A low level of oxidative stress is beneficial for the cell, but at higher levels, oxidative stress can cause damage to cellular components and is associated with the development of several chronic diseases. Mitochondria are the major source of ROS in the cell and often are the first target affected by the negative effects of oxidative stress. This work provides an overview of the current knowledge on the effects of oxidative stress on mitochondrial DNA, mitochondrial membrane potential, mitochondrial morphology and mitochondrial autophagy (mitophagy) in the yeast Saccharomyces cerevisiae and mammalian cells, including methods to detect mitochondrial membrane potential, morphological changes in mitochondria and mitophagy. A detailed understanding of the role of mitochondria under oxidative stress and accessible and sensitive methods to detect their changes may lead to the development of therapeutic strategies for the treatment of diseases associated with oxidative stress, including neurodegenerative diseases, heart disease, diabetes and cancer. Key words: oxidative stress, mitochondria, ROS, mitophagy, membrane potential

Oxidační stres je způsobený nerovnováhou mezi produkcí reaktivních forem kyslíku (ROS) a buněčnými antioxidačními mechanismy. Nízká míra oxidačního stresu je pro buňku příznivá, ale vysoká míra oxidačního stresu může vést k poškození buněčných komponent a je spojována s rozvojem řady chronických onemocnění. Mitochondrie jsou hlavním zdrojem ROS v buňce a často také prvním cílem, který je negativními účinky oxidačního stresu zasažen. Tato práce poskytuje přehled současných poznatků o vlivu oxidačního stresu na mitochondriální DNA, mitochondriální membránový potenciál, morfologii mitochondrií a autofágii mitochondrií (mitofágii) u kvasinky Saccharomyces cerevisiae a savčích buněk, a to včetně metod pro detekci mitochondriálního membránového potenciálu, morfologických změn mitochondrií a mitofágie. Detailní porozumění roli mitochondrií za oxidačního stresu a dostupné a citlivé metody pro detekci jejich změn mohou vést k vývoji terapeutických strategií pro léčbu nemocí spojených s oxidačním stresem, včetně neurodegenerativních chorob, srdečních onemocnění, diabetu a rakoviny. Klíčová slova: oxidační stres, mitochondrie, ROS, mitofágie, membránový potenciál