Wat zijn reactieve zuurstofsoorten?
Reactive oxygen species (ROS) zijn moleculen die het element zuurstof bevatten en chemisch zeer actief zijn. Deze moleculen, die een aantal vormen kunnen aannemen, bereiken deze reactiviteit vanwege een gemeenschappelijk kenmerk: de aanwezigheid van een elektron dat slechts een enkele binding heeft. Elektronen in deze toestand hebben een sterke neiging om te proberen sterkere bindingen te vormen, wat leidt tot chemische reacties. Reactieve zuurstofsoorten kunnen zo eenvoudig zijn als superoxide-moleculen (O 2 - ) of meer complexe moleculen, zoals waterstofperoxide (H 2 O 2 2). Deze moleculen, soms oxidanten of vrije radicalen genoemd, worden in het menselijk lichaam gevonden en worden zowel gebruikt als gevormd door cellulaire processen.
De cellen van het menselijk lichaam gebruiken superoxidemoleculen bij de omzetting van voedsel in energie en andere metabole functies. Deze biochemische processen zijn zeer complex, maar veel ervan beginnen met superoxidemoleculen die worden omgezet in andere reactieve zuurstofspecies, die vervolgens worden gebruikt in verdere reacties. Het lichaam heeft natuurlijke middelen om met deze moleculen om te gaan, omdat talloze enzymen dienen om ze te neutraliseren of om te zetten in een minder reactieve vorm. Een overvloed aan reactieve moleculen van zuurstofspecies is potentieel schadelijk en wordt verondersteld bij te dragen aan vele processen die destructief zijn voor menselijke cellen, DNA en, uiteindelijk, voor de algehele gezondheid. Veel voedingsmiddelen en andere supplementen worden op de markt gebracht als bevattende antioxidanten, dat zijn stoffen die overtollige reactieve zuurstofspecies moleculen neutraliseren, waardoor ze het lichaam niet kunnen beschadigen.
Moleculen zoals reactieve zuurstofsoorten kunnen op een aantal manieren in het lichaam worden ingebracht, maar worden voornamelijk geïntroduceerd via de lucht die we inademen. Sigarettenrook en industriële uitlaatgassen bevatten grote hoeveelheden van dit soort moleculen, waarvan bekend is dat ze schadelijk zijn voor menselijke weefsels, met name de longen. Ozon (O 3 , een natuurlijk voorkomend molecuul) is ook zeer chemisch reactief, hoewel het slechts in kleine hoeveelheden aanwezig is in de atmosfeer van de aarde.
Reactieve zuurstofsoorten kunnen menselijk DNA beschadigen door te reageren met eiwitten in DNA-reeksen. Deze schade kan soms worden hersteld door de natuurlijke afweer van het lichaam, maar deze afweer is niet perfect en wanneer de reparaties mislukken, kan de schade leiden tot genetische mutaties. Oxidatieve schade aan DNA kan verminderde enzymactiviteit veroorzaken en is in verband gebracht met kanker. Dit potentieel voor schade aan de cellen en weefsels van het lichaam, als gevolg van een overschot aan sommige reactieve zuurstofsoorten in combinatie met een noodzaak voor een bepaald aantal ROS-moleculen, creëert een soort paradox. Het lichaam heeft een aantal van deze moleculen nodig en gebruikt deze voor basismetabolische functies, maar een teveel kan schadelijk zijn.