[Metal element homeostasis and oxidative stress in pathological processes]

Orv Hetil. 2019 Sep;160(36):1407-1416. doi: 10.1556/650.2019.31499.
[Article in Hungarian]

Abstract

The author briefly summarizes the relationship between oxidative stress and changes in metal ion metabolism in pathological processes. Essential metal ions such as Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Se are essential in the living organisms, their metabolism and intracellular concentration are strictly regulated. Externally or intrinsically, altered metal ion metabolism can lead to metal ion accumulation or metal ion deficiency. Excess amounts of redox-active essential metals such as Fe, Cu, Co, Cr, Ni can induce free radicals under certain circumstances that cause inflammation, cell damage, and cancerous changes, although the molecular mechanism is still unclear in every detail. Changes in the metabolism of non-essential and non-variable valence metal ions also affect redox homeostasis. Despite the fact that each metal can react in a unique way and with different mechanisms, similar processes occur, where both metal deficiency and excessive metal induce oxidative stress. Antioxidant defense system is damaged, free radicals produced alter the redox balance, and redox homeostasis changed induces the production of cytokines and other transcription factors that affect the intracellular signaling pathways and affect the development of various diseases, including metabolic, cardiovascular, neurological diseases and cancer. Orv Hetil. 2019; 160(36): 1407-1416.

Absztrakt: A szerző röviden összefoglalja az oxidatív stressz és a fémion-metabolizmus megváltozása közötti összefüggéseket patológiás folyamatokkal kapcsolatban. Az esszenciális fémionok, mint például a Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Se, nélkülözhetetlenek az élő szervezetben, metabolizmusuk és sejten belüli koncentrációjuk szigorúan szabályozott. A külső vagy belső tényező hatására megváltozott fémion-metabolizmus fémion-akkumulációt vagy fémionhiányt idézhet elő. A felesleges mennyiségben jelen lévő redoxaktív esszenciális fémek, mint például a Fe, Cu, Co, Cr, Ni, bizonyos körülmények között szabad gyököket képesek indukálni, amelyek gyulladást, sejtkárosodást és daganatos elváltozásokat okoznak, bár a molekuláris mechanizmus még mindig nem tisztázott minden részletében. A nem esszenciális és nem változó vegyértékű fémionok metabolizmusának megváltozása is hatással van a redoxhomeosztázisra. Annak ellenére, hogy minden egyes fém egyedi módon és különböző mechanizmussal reagálhat, hasonló folyamatok játszódnak le, melyek során mind a fémhiány, mind a túlzott mennyiségű fém oxidatív stresszt vált ki. Károsodik az antioxidáns védekezőrendszer, a termelődő szabad gyökök megváltoztatják a redoxegyensúlyt, és a redoxhomeosztázis megváltozása kiváltja a citokinek és más transzkripciós faktorok termelését, amelyek befolyásolják az intracelluláris jelátviteli utakat, és hatással vannak különböző betegségek, így az anyagcsere-, szív- és érrendszeri betegségek, neurológiai betegségek és a tumor kialakulására is. Orv Hetil. 2019; 160(36): 1407–1416.

Keywords: fémek; metals; oxidative stress; oxidatív stressz; pathological processes; patológiás folyamatok.

MeSH terms

  • Disease Susceptibility
  • Free Radicals / metabolism*
  • Homeostasis*
  • Humans
  • Metals / metabolism
  • Metals / toxicity*
  • Oxidation-Reduction
  • Oxidative Stress / drug effects*

Substances

  • Free Radicals
  • Metals