Voľné radikály

Kyslík a voľné radikály

Kyslík dokáže vytvárať v tele potenciálne toxické látky. Medziprodukty biochemických reakcií sa považujú za deštrukčné látky, ale sú súčasťou biochemických procesoch v živom organizme. Často sú produktmi, alebo substrátmi pre rôzne enzýmy.

Patria k vysoko reaktívnym molekulám s nepárnym elektrónom. Pretrvávajú veľmi krátko do doby, než sa zrazia s ďalšou molekulou a odštiepia, alebo predajú si elektrón tak, aby dosiahli stabilitu. Pritom vzniká nový radikál z molekuly, s ktorou sa zrazili. Jedným spôsobom ako môže byť táto reťazová reakcia ukončená je spoločná reakcia dvoch radikálov. Nepárny elektrón sa stáva párnym v jednej, alebo druhej pôvodnej molekule.

Okrem endogénnych radikálov, tvoriacich sa vo vnútri organizmu, existujú ešte exogénne radikály, ktoré sa do organizmu dostávajú z vonkajšieho prostredia. Ich zdrojom sú toxické zlúčeniny, prílišné vystavenie slnečným lúčom, alebo rôznym druhom iného žiarenia, tabak, stres, zamorené ovzdušie. Každá bunka je denne vystavená desať tisícom voľných radikálov.

Napádanie buniek voľnými radikálmi

Voľné radikály môžu napadnúť akúkoľvek molekulu v našom organizme a spôsobiť tak jej oxidačné poškodenie. Najzávažnejším z nich je poškodenie fosfolipidov bunkových membrán. Tieto poškodenia vedú k poruchám životne dôležitých membránových dejov, či dokonca k zániku celej bunky. Táto situácia môže viesť k poškodeniu nukleových kyselín (mutagenéza, karcinogenéza, apoptóza). Veľmi často dochádza k peroxidácii lipidov. Táto peroxidácia najčastejšie postihuje viacnasýtené mastné kyseliny, pretože majú viac dvojitých väzieb, medzi nimi sa nachádza metylénová skupina –CH2 so zvláštne reaktívnymi vodíkmi. Uvedené reakcie prebiehajú reťazovo.

Lipoperoxidáciu však môžu zastaviť lipofilné „chain-breaking“ antioxidanty, hlavne vitamín E a koenzým Q10. Tie sú schopné viazať lipidové peroxyradikály a prerušiť tak reťazovú reakciu. Voľné radikály môžu poškodiť DNA. Takéto poškodenie sa prejavuje hlavne karcinogénnym a mutagénnym účinkom. Poškodenie ribózy vedie k prerušeniu reťazca DNA, čo môže viest k tvorbe MDA (malondialdehyd).

Vo svojej podstate voľné radikály nie sú pre organizmus zlé. Organizmus si ich vytvára, aby dokázal odolávať určitým druhom baktérií a vírusov a potom ich neutralizuje pomocou enzýmov, ktoré sú schopné tieto nestabilné radikály zneškodniť bez toho, aby sa samy stali nestabilné. Problémy sa objavia až vtedy, ak sa organizmus musí dlhšiu dobu vyrovnávať s ich prebytkom, za ktorý môžu zodpovedať vonkajšie faktory ako sú napríklad: tabak, alkohol, znečistené ovzdušie, slnečné žiarenie, nadbytok tuku v jedálničku. Ich počet sa zvyšuje tiež pri cvičení, pri ochorení, a samotným stárnutím.

Ako voľné radikály vznikajú?

Voľné kyslíkové radikály sú produkované počas normálnych biochemických a metabolických procesov v organizme, ale aj z extrémnych zdrojov, ako je expozícia rozličným enviromentálnym agresorom. Lipidy, proteíny, karbohydráty a DNA sú schopné reagovať s voľnými kyslíkovými radikálmi a podieľať sa na etiológií rozličných ochorení (reumatoidná artritída, ateroskleróza, pľúcne ochorenia a pod.). Proti poškodeniu organizmu pôsobia antioxidanty ako glutationperoxidáza, superoxid dismutáza, kataláza, glutation, ubichinol, kyselina močová a esenciálne mastné kyseliny ako aj prírodné antioxidanty zo stravy, napr. vitamín E, C, karotenoidy.

Voľné radikály významne prispievajú k vzniku a priebehu diabetu, podporujú starnutie, vznik očných ochorení, niektorých pľúcnych ochorení, kožných chorôb, neurodegeneratívnych chorôb (napr. Parkinsonova a Alzheimerova choroba), poruchy imunity, podporujú vírusové infekcie, majú význam pri niektorých intoxikáciach. podieľajú sa napríklad pri reumatickom zápale kĺbov, spolupôsobia pri eklampsii, mužskej neplodnosti. Medzi veľmi frekventované ochorenia patria nádorové ochorenia a ateroskleróza.