Prooksidantit ovat kemikaaleja, jotka aiheuttavat oksidatiivista stressiä joko tuottamalla reaktiivisia happilajeja tai estämällä antioksidanttijärjestelmiä [1] . Näiden aineiden aiheuttama oksidatiivinen stressi vahingoittaa soluja ja kudoksia. Esimerkiksi parasetamolin (kipulääke, joka tunnetaan myös nimellä asetaminofeeni) yliannostus voi vaurioittaa maksaa pysyvästi osittain johtuen reaktiivisten happilajien muodostumisesta [2] [3] .
Jotkut aineet voivat toimia sekä antioksidantteina että prooksidantteina olosuhteista riippuen [4] . Tärkeimpiä näistä olosuhteista ovat kemikaalin pitoisuus ja hapen tai siirtymämetallien läsnäolo. Termodynaamisesti edullinen reaktio molekyylisen hapen tai peroksidin pelkistämiseksi superoksidiksi tai vastaavasti hydroksyyliradikaaliksi on spin-kielletty. Tämä vähentää suuresti näiden reaktioiden nopeutta ja antaa aerobiselle elämänmuodolle mahdollisuuden olla olemassa. Hapen pelkistämiseen liittyy yleensä joko singlettihapen primaarinen muodostuminen tai spin-kiertoradan vuorovaikutus siirtymämetallin, kuten mangaanin, raudan tai kuparin, pelkistymisen kautta. Pelkistetty metalli siirtää sitten yhden elektronin molekyylihapeksi tai peroksidiksi.
Siirtymämetallit voivat toimia prooksidantteina. Esimerkiksi mangaanimyrkytys ("manganismi") on klassinen "prooksidanttinen" sairaus [5] . Hemokromatoosi on toinen sairaus, joka liittyy prooksidantin siirtymämetallin, tässä tapauksessa raudan, kroonisesti kohonneisiin tasoihin. Analogisesti niiden kanssa Wilsonin tauti johtuu kuparin kertymisestä kudoksiin. Näitä oireyhtymiä yhdistävät yleensä yhteiset oireet. Siten oireet voivat olla merkkejä (esimerkiksi) hemokromatoosista tai "pronssidiabeteksesta". Hapettumista edistävä rikkakasvien torjunta-aine parakvatti , Wilsonin tauti ja striataalinen rauta on korreloinut parkinsonismin kehittymisen kanssa ihmisillä. Paraquat aiheuttaa myös parkinsonismin oireita jyrsijöillä.
Fibroosi tai arpeutuminen on toinen hapettumista edistävä oire. Esimerkiksi kuparin kertyminen silmän kudoksiin tai lasiaisen kalkoosi liittyy vakavaan lasiaisen fibroosiin, kuten myös raudan kertymiseen silmän kudoksiin. Maksakirroosia pidetään Wilsonin taudin pääoireena. Paraquatin ja antineoplastisen aineen bleomysiinin aiheuttaman keuhkofibroosin uskotaan johtuvan näiden aineiden prooksidanttisista ominaisuuksista. On todennäköistä, että kemiallisten aineiden laukaisema oksidatiivinen stressi jäljittelee normaalia fysiologista signaalia myofibroblastien muodostumiselle fibroblasteista .
Pelkistäviä reaktioita tarjoavat vitamiinit voivat toimia prooksidantteina. C- vitamiinilla on antioksidanttiaktiivisuutta, kun se vähentää hapettavia aineita, kuten vetyperoksidia [6] , mutta se voi myös pelkistää metalli-ioneja, mikä johtaa vapaiden radikaalien muodostumiseen Fenton-reaktion kautta [7] [8] .
2 Fe 2+ + 2 H 2 O 2 → 2 Fe 3+ + 2 OH + 2 OH −
2 Fe 3+ + askorbaatti → 2 Fe 2+ + dehydroaskorbaatti
Tämän reaktion metalli-ioni voidaan pelkistää, hapettaa ja sitten pelkistää uudelleen redox-sykliprosessissa, joka tuottaa reaktiivisia happilajeja.
Antioksidanttivitamiinien antioksidantti- ja prooksidanttiaktiivisuuden suhteellinen merkitys on tällä hetkellä nykyisen tutkimuksen piirissä. Esimerkiksi C- vitamiinilla on suurempi antioksidanttivaikutus kehossa [7] [9] . Mutta muista ravinnon antioksidanteista - tämä koskee polyfenolisia antioksidantteja [10] , sinkkiä [11] ja E- vitamiinia [12] - on vielä kerätty vähän tietoa .
Useat tehokkaat syövän vastaiset aineet sitoutuvat DNA:han ja synnyttävät reaktiivisia happilajeja. Näitä ovat adriamysiini ja muut antrasykliinit , bleomysiini ja sisplatiini . Näillä aineilla on erityinen myrkyllinen vaikutus syöpäsoluihin, koska kasvaimilla on alhainen antioksidanttisuoja. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että aineenvaihdunnan muutoksista johtuva redox-dysregulaatio sekä riippuvuus mitogeenisistä ja eloonjäämissignalointireiteistä reaktiivisten happilajien kautta ovat osoitus pahanlaatuisten solujen ominaisesta haavoittuvuudesta. Niistä voi selektiivisesti tulla kohteita prooksidanttisille ei-genotoksisille kemoterapeuttisille lääkkeille, jotka käynnistävät redox-reaktioita [13] .
Fotodynaaminen hoito on menetelmä syövän ja muiden sairauksien hoitoon. Tämän prosessin aikana kehoon johdetaan valolle herkistäviä aineita, jotka sitten säteilytetään tietyn aallonpituuden omaavalla valolla. Valo kiihottaa valolle herkistäviä aineita , jolloin ne tuottavat reaktiivisia happilajeja, jotka vahingoittavat ja tuhoavat sairaita tai ei-toivottuja kudoksia.