Ζήτημα 1
In vivo μελέτη της δράσης μορίων με in vitro αντιοξειδωτική δράση
Στο πεδίο της Βιολογίας των Ελευθέρων Ριζών υπάρχει πληθώρα in vitro πειραματικών δοκιμασιών, που χρησιμεύουν σαν ένα πρώτο βήμα για την πιο εύκολη και γρήγορη κατανόηση της δράσης διαφόρων αντιοξειδωτικών μορίων ή σκευασμάτων. Η προεκβολή των δεδομένων, που προκύπτουν από in vitro δοκιμασίες, σε έναν οργανισμό είναι ο πρωταρχικός στόχος. Παρόλα αυτά, δεν επιβεβαιώνεται σε όλες τις περιπτώσεις η αντιοξειδωτική in vitro δράση ενός μορίου όταν αυτό χορηγηθεί in vivo.
Στο πεδίο της Βιολογίας των Ελευθέρων Ριζών υπάρχει πληθώρα in vitro πειραματικών δοκιμασιών, που χρησιμεύουν σαν ένα πρώτο βήμα για την πιο εύκολη και γρήγορη κατανόηση της δράσης διαφόρων αντιοξειδωτικών μορίων ή σκευασμάτων. Η προεκβολή των δεδομένων, που προκύπτουν από in vitro δοκιμασίες, σε έναν οργανισμό είναι ο πρωταρχικός στόχος. Παρόλα αυτά, δεν επιβεβαιώνεται σε όλες τις περιπτώσεις η αντιοξειδωτική in vitro δράση ενός μορίου όταν αυτό χορηγηθεί in vivo.
Ένα εκχύλισμα από σταφύλι είναι ισχυρό αντιοξειδωτικό in vitro
αλλά προκαλεί οξειδωτικό στρες in vivo
Η Vmax (in vitro-like) σε σύγκριση με την Km (in vivo-like)
της καταλάσης του σκελετικού μυός
Ζήτημα 2
Ο ενεργός ρόλος του αίματος στην παραγωγή ελευθέρων ριζών και τη ρύθμιση της οξειδοαναγωγικής ομοιοστασίας των ιστών
Το επιστημολογικό παράδειγμα, που επικρατούσε στη βιβλιογραφία τις προηγούμενες δεκαετίες θεωρούσε το αίμα έναν αδρανή ιστό, ο οποίος είναι απλά δέκτης των ελευθέρων ριζών και γενικότερα των μορίων, που παράγονται στο σκελετικό μυ και τους άλλους ιστούς. Αυτή η άποψη φαίνεται να αλλάζει, ιδιαίτερα την τελευταία δεκαετία καθώς όλο και περισσότεροι ερευνητές παύουν να είναι θιασώτες της μυο-κεντρικής (και ιστο-κεντρικής) αυτής αντίληψης. Το αίμα αποτελεί αναμφισβήτητα μεταφορέα διαφόρων μορίων, που παράγονται στους ιστούς. Ταυτόχρονα όμως, είτε παράγει το ίδιο εν δυνάμει οξειδωτικά μόρια και παράγοντες-βιοδείκτες του οξειδωτικού στρες, είτε τροποποιεί δομικά και λειτουργικά τα μόρια, που δέχεται από τους υπόλοιπους ιστούς ως παράγωγα της οξειδωτικής τους τροποποίησης. Ως εκ τούτου, ένα σημαντικό ερώτημα που προκύπτει αφορά στο εάν οι βιοδείκτες οξειδωτικού στρες, που μετρώνται στο αίμα αντανακλούν την οξειδοαναγωγική κατάσταση των ιστών. Η προεκβολή αυτή γίνεται συνήθως αυθόρμητα, ωστόσο δε φαίνεται να ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα για όλους τους ιστούς.
Το επιστημολογικό παράδειγμα, που επικρατούσε στη βιβλιογραφία τις προηγούμενες δεκαετίες θεωρούσε το αίμα έναν αδρανή ιστό, ο οποίος είναι απλά δέκτης των ελευθέρων ριζών και γενικότερα των μορίων, που παράγονται στο σκελετικό μυ και τους άλλους ιστούς. Αυτή η άποψη φαίνεται να αλλάζει, ιδιαίτερα την τελευταία δεκαετία καθώς όλο και περισσότεροι ερευνητές παύουν να είναι θιασώτες της μυο-κεντρικής (και ιστο-κεντρικής) αυτής αντίληψης. Το αίμα αποτελεί αναμφισβήτητα μεταφορέα διαφόρων μορίων, που παράγονται στους ιστούς. Ταυτόχρονα όμως, είτε παράγει το ίδιο εν δυνάμει οξειδωτικά μόρια και παράγοντες-βιοδείκτες του οξειδωτικού στρες, είτε τροποποιεί δομικά και λειτουργικά τα μόρια, που δέχεται από τους υπόλοιπους ιστούς ως παράγωγα της οξειδωτικής τους τροποποίησης. Ως εκ τούτου, ένα σημαντικό ερώτημα που προκύπτει αφορά στο εάν οι βιοδείκτες οξειδωτικού στρες, που μετρώνται στο αίμα αντανακλούν την οξειδοαναγωγική κατάσταση των ιστών. Η προεκβολή αυτή γίνεται συνήθως αυθόρμητα, ωστόσο δε φαίνεται να ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα για όλους τους ιστούς.
Το αίμα αντανακλά ικανοποιητικά την οξειδοαναγωγική κατάσταση των ιστών μετά από άσκηση
ανάλογα με τον βιοδείκτη που θα μετρηθεί
Ζήτημα 3
Η χρήση των πειραματόζωων ως πειραματικών μοντέλων για τη μελέτη της οξειδοαναγωγικής βιολογίας του ανθρώπου
Ένα από τα θεμελιώδη ερωτήματα της έρευνας στο πεδίο της Βιολογίας των Ελευθέρων Ριζών και του Οξειδωτικού Στρες είναι εάν η χρήση ζωικών μοντέλων (κυρίως τρωκτικών) μπορεί να συμβάλλει στη μελέτη και την καλύτερη κατανόηση του οξειδοαναγωγικού προφίλ του ανθρώπου. Οι ζωικοί οργανισμοί και κυρίως οι επίμυες έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην έρευνα στο πεδίο της Οξειδοαναγωγικής Βιολογίας. Οι λόγοι γίνονται εύκολα κατανοητοί αν αναλογιστεί κανείς την ευκολία με την οποία μπορούν αφενός να εφαρμοστούν οι διάφορες ερευνητικές παρεμβάσεις και αφετέρου να γίνει η δειγματοληψία αίματος και κυρίως ιστών (π.χ. σκελετικών μυών και άλλων οργάνων). Στόχος των μελετών σε ζωικά μοντέλα είναι η προεκβολή των συμπερασμάτων στον ανθρώπινο οργανισμό ώστε να κατανοηθεί ο τρόπος απόκρισής του σε ένα ερέθισμα, όπως είναι η άσκηση ή η διατροφή, που είναι ικανό να μεταβάλει την οξειδοαναγωγική του κατάσταση.
Ένα από τα θεμελιώδη ερωτήματα της έρευνας στο πεδίο της Βιολογίας των Ελευθέρων Ριζών και του Οξειδωτικού Στρες είναι εάν η χρήση ζωικών μοντέλων (κυρίως τρωκτικών) μπορεί να συμβάλλει στη μελέτη και την καλύτερη κατανόηση του οξειδοαναγωγικού προφίλ του ανθρώπου. Οι ζωικοί οργανισμοί και κυρίως οι επίμυες έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην έρευνα στο πεδίο της Οξειδοαναγωγικής Βιολογίας. Οι λόγοι γίνονται εύκολα κατανοητοί αν αναλογιστεί κανείς την ευκολία με την οποία μπορούν αφενός να εφαρμοστούν οι διάφορες ερευνητικές παρεμβάσεις και αφετέρου να γίνει η δειγματοληψία αίματος και κυρίως ιστών (π.χ. σκελετικών μυών και άλλων οργάνων). Στόχος των μελετών σε ζωικά μοντέλα είναι η προεκβολή των συμπερασμάτων στον ανθρώπινο οργανισμό ώστε να κατανοηθεί ο τρόπος απόκρισής του σε ένα ερέθισμα, όπως είναι η άσκηση ή η διατροφή, που είναι ικανό να μεταβάλει την οξειδοαναγωγική του κατάσταση.