Co je bezplatné radikální poškození?
Když kyslík chemicky reaguje s jinými atomy, interakce vytváří volné radikály, což jsou atomy obsahující nepárový elektron ve vnějším obalu. Nestabilní volné radikály reagují rychle s jinými sloučeninami a snaží se ukrást elektron. Když napadená molekula ztratí svůj elektron, vyvine se na samotný volný radikál a začne řetězovou reakci. Hlavní hrozba volných radikálů pochází z poškození, které způsobují buněčné deoxyribonukleové kyselině (DNA) nebo buněčným membránám. Poškození volnými radikály, které přispívá k rakovině, stárnutí a řadě nemocí, lze potenciálně zabránit antioxidanty, které jako chemikálie snadno darují elektrony volným radikálům.
Mitochondrie jsou malé buněčné organely, které vytvářejí užitečnou chemickou energii pro buňky pohybem elektronů mezi molekulami. Kyslík zaujímá konečné postavení v transportním řetězci elektronů a chybná interakce mezi elektronem a kyslíkem vytváří radikální formu kyslíku, nejčastějšího volného radikálu v živých systémech. Primárním mechanismem radikálního poškození kyslíkem v buňce je mutace buněčné DNA. Zatímco opravné mechanismy v buňce mohou opravovat jadernou DNA, mitochondriální DNA (mtDNA) nelze snadno obnovit. Akumulativní poškození mtDNA se časem hromadí, což má za následek rozsáhlou mitochondriální dysfunkci, ubývající zásoby energie a konečnou smrt buněk.
Změny zdrojových molekul slunečním světlem vytvářejí další volné radikály. V nižší atmosféře jsou nejvýznamnějšími příklady světlem indukovaná disociace oxidu dusnatého, produkující kyslík a oxid dusnatý, klíčová složka ve smogu a fotodisociace ozonu za vzniku excitovaného atomu kyslíku. Důležitým zdrojem radikálů je disociace chlorfluoruhlovodíků buď ultrafialovým zářením, nebo reakcemi s jinými stratosférickými složkami. Tyto volné radikály ničí ozonovou vrstvu.
Poškození DNA volnými radikály vede k mutacím, které způsobují malignitu. Ateroskleróza, poškození jater v souvislosti s alkoholem a emfyzém z kouření cigaret jsou všechny přičítány oxidaci mnoha tělních látek vyvolané volnými radikály. Volné radikály mohou způsobit schizofrenii, Alzheimerovu chorobu, Parkinsonovu chorobu a hluchotu. Dalším příkladem poškození volnými radikály je poškození kůže, ke kterému dochází při nadměrném vystavení slunci. „Teorie volných radikálů stárnutí“ navrhuje, aby volné radikály spouštěly samotný proces stárnutí.
Oxidace je proces poškození volnými radikály způsobený radikálním kyslíkem. Antioxidanty jsou molekuly, které mohou bezpečně darovat elektrony volným radikálům a ukončit oxidační řetězovou reakci před poškozením kritických molekul. Ačkoli několik enzymových systémů v těle vychytává volné radikály, hlavní vitamínové nebo minerální antioxidanty zahrnují vitamin A nebo beta-karoten, vitamin E, vitamin C a selen, což je stopový kov. Tělo tyto živiny nevyrábí, proto je třeba je získat jako součást vyvážené stravy.