Oxidačný stres a voľné radikály

Antioxidanty sa nachádzajú v prirodzenej forme v ovocí a zelenine. Preto by sme mali dbať na pravidelný príjem týchto potravín. Ovocie by človek mal zjesť 2-3 porcie / deň, zeleniny 3-4 porcie / deň. Ak je možné, je vhodné vyvarovať sa voľným radikálom prichádzajúcim zvonku napríklad v dôsledku fajčenia.

Voľné radikály

V posledných rokoch bolo získaných mnoho podkladov o tom, že v organizme bežne vzniká rad reaktívnych foriem kyslíka (reactive oxygen species - ROS) a reaktívnych foriem dusíka (reactive Nitrogen species - RNS). Tieto látky majú značný fyziologický aj patogenetický význam. Stali sa preto predmetom intenzívneho lekárskeho výskumu a vedomosti o nich sa postupne uplatňujú v lekárskej praxi.

Ide o látky, ktoré pohotovo reagujú s rôznymi biologickými štruktúrami - mastnými kyselinami a lipidy, aminokyselinami a proteíny, nukleovými kyselinami s radom nízkomolekulárnych metabolitov, koenzýmov a iných súčastí živej hmoty. Reaktívne formy kyslíka sa zúčastňuje procesu uvoľňovania a premeny energie potrebné pre životné pochody. Sú významnými signálnymi molekulami v bunkovom informačnom systéme. Škodí iba vtedy, keď sa vymknú prísnej kontrole, ktorú každý aeróbne organizmus získal v priebehu vývoja biologického systému. 

Voľnými radikálmi sú látky (atómy, molekuly, ióny) schopné samostatnej existencie. Tieto látky majú vo svojom elektrónovom obale aspoň jeden nepárový elektrón a vznikajú práve jeho prijatím alebo stratou. Keďže ide o veľmi nestabilné konfigurácii, snaží sa voľné radikály chýbajúce elektrón doplniť. Z toho tiež vyplýva malá stabilita a vysoká reaktivita väčšiny z nich.

Voľné radikály sa chýbajúce elektrón snaží doplniť napríklad zrážkou s iným voľným radikálom. Avšak častejšie ho vytrhne z molekuly, ktorá obsahuje všetky elektróny. Ak sa stane tak, potom sa z molekuly s plným počtom elektrónov stáva radikál a naštartuje sa tzv. reťazová reakcia. Keďže strata elektrónu je z elektrochemického hľadiska oxidáciou, majú voľné radikály oxidačné účinky.

Vznik voľných radikálov 

Voľné radikály sa do organizmu môžu dostať aj zvonku. Ich podstatná časť však v organizme vzniká tiež v priebehu metabolizmov. Príčiny vzniku sa preto delia na exogénne a endogénne. K exogénnym príčinám radíme ionizujúce žiarenie (γ-lúče, X-lúče), UV-svetlo, modré svetlo, vysoký obsah škodlivín vo vzduchu (tepelné elektrárne, priemysel, doprava), fajčenie, intoxikácie (polychlórované bifenyly - náterové hmoty, alkohol).

K endogénnym príčinám vzniku voľných radikálov patrí najmä vznik kyseliny močovej (v reakcii katalyzovanej xantínoxidáza napr. pri úrazoch, nekrózách, pooperačných stavoch a pod), rozpad fagocytov a makrofágov (zápaly, popáleniny), vznik methemoglobínu, syntéza prostaglandínov, zvýšený metabolizmu estrogénov, hyperglykémia. reperfúziou po predchádzajúcej ischémiu vrátane svalového výkonu "na kyslíkový dlh".

Poškodenie molekúl voľnými radikálmi

Voľné radikály môžu napadnúť akúkoľvek molekulu v našom organizme a spôsobiť tak jej oxidačné poškodenia. Najzávažnejším z nich je poškodenie fosfolipidov bunkových membrán. Tieto poškodenia vedú k poruchám životne dôležitých membránových dejov či dokonca k zániku celej bunky. Môžu viesť až k poškodeniu nukleových kyselín (mutagenéza, karcinogenézy, apoptóza).

Veľmi často dochádza k tzv. "peroxidácii lipidov". Táto peroxidácia najčastejšie postihuje polynenasýtené mastné kyseliny, pretoţe tie majú viac dvojitých väzieb, medzi ktorými sa nachádza metylénová skupina-CH2- so zvlášť reaktívnymi vodíkmi. Uvedené reakcie prebiehajú reťazovo. Lipoperoxidáciu však môžu zastaviť lipofilný "chain-breaking" antioxidanty, najmä vitamín E a koenzým Q10.

Tie sú totiž schopné viazať lipidovej peroxyradikály a prerušiť tak už spomínanú reťazovú reakciu. Voľné radikály môžu tiež poškodzovať DNA. Takáto poškodenia sa prejavujú najmä zlomy chromozómov, karcinogénnym a mutagénnym účinkom. Poškodenie ribózy vedie k prerušeniu reťazca DNA, čo môže viesť k tvorbe MDA. (malondialdehyd).