Che cos'è il danno radicale libero?
Quando l'ossigeno reagisce chimicamente con altri atomi, l'interazione produce radicali liberi, che sono atomi contenenti un elettrone spaiato nel guscio esterno. I radicali liberi instabili reagiscono rapidamente con altri composti, cercando di rubare un elettrone. Quando la molecola sotto attacco perde il suo elettrone, si sviluppa in un radicale libero stesso, iniziando una reazione a catena. La principale minaccia dei radicali liberi deriva dal danno che infliggono all'acido desossiribonucleico cellulare (DNA) o alle membrane cellulari. Il danno da radicali liberi, che contribuisce al cancro, all'invecchiamento e a una serie di malattie, può potenzialmente essere prevenuto con antiossidanti, che come sostanze chimiche che donano facilmente elettroni ai radicali liberi.
I mitocondri sono piccoli organelli cellulari che generano energia chimica utile per le cellule spostando gli elettroni tra le molecole. L'ossigeno occupa la posizione finale nella catena di trasporto degli elettroni e un'interazione difettosa tra un elettrone e l'ossigeno genera la forma radicale di ossigeno, il radicale libero più comune nei sistemi viventi. Il meccanismo principale del danno da ossigeno radicale nella cellula è la mutazione del DNA cellulare. Mentre i meccanismi di riparazione nella cellula possono riparare il DNA nucleare, il DNA mitocondriale (mtDNA) non può essere prontamente ripristinato. Il danno accumulativo di mtDNA si accumula nel tempo, causando un'estesa disfunzione mitocondriale, una diminuzione delle fonti di energia cellulare e la morte cellulare finale.
Le modifiche alle molecole di origine da parte della luce solare creano altri radicali liberi. Nell'atmosfera inferiore, gli esempi più importanti sono la dissociazione indotta dalla luce di biossido di azoto, che produce ossigeno e ossido nitrico, un ingrediente chiave nello smog e la fotodissocazione dell'ozono per formare un atomo di ossigeno eccitato. Un'importante fonte di radicali è la dissociazione dei clorofluorocarburi mediante radiazione ultravioletta o reazioni con altri componenti stratosferici. Questi radicali liberi distruggono lo strato di ozono.
Il danno da radicali liberi al DNA porta a mutazioni che causano malignità. L'aterosclerosi, il danno epatico correlato all'alcol e l'enfisema derivante dal fumo di sigaretta sono tutti attribuiti all'ossidazione indotta dai radicali liberi di molte sostanze chimiche del corpo. I radicali liberi possono causare schizofrenia, morbo di Alzheimer, morbo di Parkinson e sordità. Un altro esempio di danno da radicali liberi è il danno alla pelle che si verifica con un'eccessiva esposizione al sole. La "teoria dei radicali liberi sull'invecchiamento" propone che i radicali liberi innescino il processo di invecchiamento stesso.
L'ossidazione è il processo di danno dei radicali liberi causato dall'ossigeno radicale. Gli antiossidanti sono molecole che possono donare in sicurezza elettroni ai radicali liberi, interrompendo la reazione a catena ossidativa prima che le molecole critiche vengano danneggiate. Sebbene diversi sistemi enzimatici nel corpo eliminino i radicali liberi, i principali antiossidanti vitaminici o minerali includono vitamina A o beta-carotene, vitamina E, vitamina C e selenio, che è un metallo traccia. Il corpo non produce questi nutrienti, quindi devono essere ottenuti come parte di una dieta ben bilanciata.