Sú voľné radikály iba škodlivé ?

Ako sa bunky menia

Iniciované radikály vedú k zmenám v štruktúre buniek. Takýmto spôsobom spôsobujú poškodzovanie celých orgánov a funkcií organizmu.

O voľných radikáloch sme už na www.medicc.eu písali napríklad tu, tu a tu. Nezaškodí si však informácie o nich pripomenúť. Voľné radikály sú častice, ktorých atómy alebo molekuly obsahujú aspoň jeden orbitál s nespáreným elektrónom. Patria tu najmä reaktívne kyslíkové radikály (ROS – reactiveoxygenspecies) a dusíkaté radikály (RNS – reactivenitrogenspecies)

Voľné radikály spôsobujú opotrebovanie tkanivových buniek, predovšetkým zlou životosprávou a pohybom v znečistenom prostredí. Niektoré sú bežnou súčasťou zdravého metabolizmu, iné sa objavujú alebo sa zvyšuje ich počet pri chorobe alebo pri psychickej či fyzickej záťaži

Voľné radikály vznikajú aj pri dýchaní

Voľné radikály z molekúl vznikajú tromi spôsobmi:

1. Stratou jedného elektrónu (oxidácia)
2. Homolytickým štiepením kovalentnej chemickej väzby, čo spôsobuje získavanie jedného nespáreného elektrónu pre každý fragment
3. Pridávaním normálnej molekule jeden elektrón (redukcia)

Reaktívnou formou kyslíka je napríklad superoxid, ktorý vzniká prijatím jedného elektrónu kyslíka. Ak by kyslík prijal ďalší elektrón, nastane redukcia kyslíka na peroxid vodíka. Keď peroxid vodíka príjme ďalší elektrón rozpadne sa na vodu a hydroxylový radikál, ktorý opäť reaguje s elektrónom a vznikne hydroxidový anión. Táto redukcia molekulárneho kyslíka prebieha v mitochondriách pri dýchacom reťazci.

Hydroxylový radikál nie je vo väzbe s enzýmom škodlivý. Keď peroxid vodíka reaguje s dvojmocným železom vznikne vysoko toxický hydroxylový radikál. Tento radikál sa správa ako veľmi silné oxidovadlo a reaguje s okolitými molekulami, z ktorých vytrhuje elektrón napríklad z nenasýtených mastných kyselín alebo atakuje bázu nukleových kyselín, čo už môže byť vážnym problémom.

Prečo vlastne voľné radikály vznikajú?

Veľké množstvo voľných radikálov vzniká počas metabolizmu, ale niektoré sa do organizmu dostávajú z okolitého prostredia. Na základe čoho môžeme rozlíšiť exogénne a endogénne príčiny vzniku voľných radikálov.

Exogénne príčiny :

‐ škodliviny obsiahnuté vo vzduchu (doprava, priemysel, elektrárne),

‐ fajčenie,

‐ intoxikácia,

‐ potrava,

‐ UV svetlo, modré svetlo.

Endogénne príčiny :

‐ Hyperglykémia,

‐ vznik kyseliny močovej,

‐ zánik fagocytov a mikrofágov,

‐ metabolizmus estrogénu.

Priaznivé účinky voľných radikálov

Voľné radikály poškodzujú ktorékoľvek molekuly v organizme a spôsobujú jej oxidačné poškodenie. U nukleových kyselín nastáva porucha v bunkových membránach fosfolipidov (mutagenéza, karcinogenéza). Môžu však mať voľné radikály aj priaznivé účinky?

Áno, môžu. Voľné radikály sa prejavujú v organizme nielen škodlivo, ale majú aj rad pozitívnych funkcií.

Leukocytom a makrofágom umožňujú obranu proti respiračnému vzplanutiu, teda proti infekciám. Fyziologická funkcia voľných radikálov je tiež zneškodnenie patogénov fagocytov. Enzým NADPH – oxidáza, ktorý zabezpečuje premenu molekulárneho kyslíka na superoxid jednoelektrónovou redukciou sa nachádza v membráne fagocytov. Superoxid je premieňaný na ROS, ktorý je účinnejší, z nich najvýznamnejšia je kyselina chlórna, ktorá ničí patogén

Ďaľšie využitie voľných radikálov

Voľné radikály sa uplatňujú aj pri reakciách, pri ktorých sa vytvárajú dôležité látky napríklad biosyntéza cholesterolu a žlčových kyselín, pri detoxikácii xenobiotik a mnohých iných liekoch. Pri jodácii aromatických jadier tyronínu v štítnej žľaze je nevyhnutný peroxid vodíka, ktorý oxiduje jodid na elementárny jód. Zaujímavým je poznatok o využívaní superoxidu a peroxidu vodíka pri oplodňovaní vajíčka spermiami.

 Kým superoxid umožňuje postup spermií do vajíčka, tak že narušuje jeho membránu, peroxid vodíka za pomoci molekúl tyronínu, zabraňuje ich ďalšiemu prenikaniu do vajíčka. Ďalším významným voľným radikálom je oxid dusnatý, ktorý vykazuje vazodilatačný účinok, uplatňuje sa tiež pri regulácii imunitných pochodov, pri erekcii a ako neurotransmiter.