Co to jest wolne obrażenia radykalne?
Gdy tlen reaguje chemicznie z innymi atomami, interakcja wytwarza wolne rodniki, które są atomami zawierającymi niesparowany elektron w zewnętrznej powłoce. Niestabilne wolne rodniki reagują szybko z innymi związkami, próbując ukraść elektron. Kiedy atakowana cząsteczka traci swój elektron, sama przekształca się w wolny rodnik, rozpoczynając reakcję łańcuchową. Główne zagrożenie ze strony wolnych rodników wynika z uszkodzeń, jakie wyrządzają komórkowemu kwasowi dezoksyrybonukleinowemu (DNA) lub błonom komórkowym. Uszkodzeniom spowodowanym przez wolne rodniki, które przyczyniają się do raka, starzenia się i wielu chorób, można potencjalnie zapobiegać za pomocą przeciwutleniaczy, które jako substancje chemiczne, które z łatwością przekazują elektrony wolnym rodnikom.
Mitochondria to małe organelle komórkowe, które wytwarzają użyteczną energię chemiczną dla komórek poprzez przenoszenie elektronów między cząsteczkami. Tlen zajmuje ostateczną pozycję w łańcuchu transportu elektronów, a wadliwa interakcja między elektronem i tlenem generuje rodnikową formę tlenu, najczęstszy wolny rodnik w żywych układach. Podstawowym mechanizmem radykalnego uszkodzenia tlenu w komórce jest mutacja komórkowego DNA. Podczas gdy mechanizmy naprawcze w komórce mogą naprawić jądrowy DNA, mitochondrialnego DNA (mtDNA) nie można łatwo przywrócić. Z upływem czasu narasta kumulatywne uszkodzenie mtDNA, co powoduje rozległe zaburzenia mitochondriów, zanikanie dostaw energii do komórek i ostateczną śmierć komórki.
Zmiany w cząsteczkach źródłowych przez światło słoneczne tworzą inne wolne rodniki. W niższej atmosferze najbardziej godnymi uwagi przykładami są indukowane światłem dysocjacja dwutlenku azotu, w wyniku której powstaje tlen i tlenek azotu, kluczowy składnik smogu, oraz fotodysocjacja ozonu z wytworzeniem wzbudzonego atomu tlenu. Ważnym źródłem rodników jest dysocjacja chlorofluorowęglowodorów przez promieniowanie ultrafioletowe lub reakcje z innymi składnikami stratosferycznymi. Te wolne rodniki niszczą warstwę ozonową.
Uszkodzenie DNA przez wolne rodniki prowadzi do mutacji powodujących złośliwość. Miażdżyca, uszkodzenie wątroby związane z alkoholem i rozedma płuc spowodowana paleniem papierosów są przypisywane indukowanemu przez wolne rodniki utlenianiu wielu substancji chemicznych w organizmie. Wolne rodniki mogą powodować schizofrenię, chorobę Alzheimera, chorobę Parkinsona i głuchotę. Innym przykładem uszkodzenia wolnych rodników jest uszkodzenie skóry, które występuje przy nadmiernym nasłonecznieniu. „Teoria starzenia się wolnych rodników” sugeruje, że wolne rodniki wyzwalają sam proces starzenia.
Utlenianie to proces niszczenia wolnych rodników spowodowanego przez rodnikowy tlen. Przeciwutleniacze to cząsteczki, które mogą bezpiecznie przekazywać elektrony wolnym rodnikom, kończąc utleniającą reakcję łańcuchową przed uszkodzeniem krytycznych cząsteczek. Chociaż kilka układów enzymatycznych w organizmie usuwa wolne rodniki, głównymi witaminami lub mineralnymi przeciwutleniaczami są witamina A lub beta-karoten, witamina E, witamina C i selen, który jest metalem śladowym. Ciało nie wytwarza tych składników odżywczych, dlatego należy je pozyskiwać w ramach dobrze zbilansowanej diety.