Slobodni radikali – opasnost ili rešenje za dugovečnost?

Zvuči čudno, nekako nespojivo, pogotovo ako na umu imate političke asocijacije. Ne, ova tema nema veze sa politikom, već je u pitanju hemija.

Nauka i tehnologija konstantno napreduju, svakim danom dolazimo do novih saznanja i informacija, a većina tih saznanja ima za cilj da nam omogući lakši i bolji život.  U prilog tome ide i najočiglednija činjenica, a to je da nam se životni vek produžio, tako da danas iznosi oko 80 godina, a po nekim istraživanjima se očekuje da će životni vek 2060. biti oko 100 godina.

Tako, u nastojanju da produžimo svoj život,  trudimo se da eliminišemo sve faktore koji bi štetno delovali na nas i naše zdravlje i tu počinje zaplet, bivamo pretrpani informacijama i često ne znamo šta je tačno, a šta ne.  Upravo je to situacija sa slobodnim radikalima. Često u novinama, na internetu i televiziji imamo priliku da se susretnemo sa ovom temom i uglavnom deluje zastrašujuće. Dakle, slobodni radikali, prijatelji ili ne?

 Šta su to slobodni radikali i kako nastaju?

Slobodni radikali se sve vrste koje mogu slobodno da egzistiraju posedujući jedan ili više nesparenih elektrona. Nespareni elektroni  su elektroni koji u atomskoj ili molekulskoj orbitali nemaju svog para, već je zauzimaju sami.

Da bismo ovo razumeli, moramo znati osnovno o atomima, molekulima i kovalentnim vezama.

Naime, svaki atom ima pozitivno naelektrisano jezgro  koje sadrži protone (pozitivno naelektrisane čestice) i neutrone, i negativno naelektrisan omotač  u kome se nalaze elektroni  (negativno naelektisane čestice).  Elektroni se nalaze u atomskim orbitalama, dakle atomska orbitala jeste deo prostora u kome je mogućnost nalaženja elektrona najveća.


Vidi Još:

Mikroflora – ne možete sa bakterijama, ne možete bez njih


Broj protona u atomu jednak je broju elektrona, što znači da atom nema naelektrisanje.  Svaki atom teži  da bude stabilan, a stabilan je kada ima popunjenu zadnju orbitalu. Stabilnost može postići tako što će otpustiti nesparen elektron ili primiti nov elektron da bi „ispraznio’’  ili „napunio’’ zadnju orbitalu ili tako što će deliti elektrone sa drugim atomima.  Deljenjem elektrona, atomi se vezuju i formiraju molekul.

Slobodni radikali nastaju homolitičkim cepanjem kovalentne veze, tako da svaki atom dobija jednak broj elektrona. Elektroni ostaju nespareni u zadnjoj orbitali i dolazi do stvaranja slobodnih radikala.

Zbog prisustva nesparenog elektrona, slobodni radikali su jako reaktivni, tako stupaju u reakcije sa drugim slobodnim radikalima pri čemu mogu da formiraju stabilan molekul, ili stupaju u reakcije sa atomima ili čak intaktnim molekulima, kojima „kradu’’ elektrone pri čemu se oni sami stabilišu, dok napadnut molekul postaje novi radikal, koji dalje reaguje. Tako nastaje lančana reakcija koja rezultuje neprekidnim stvaranjem slobodnih radikala.

Otkud slobodni radikali u nama?

Slobodni radikali se stvaraju u našem organizmu tokom  fizioloških procesa, izlaganja određenim fizičko-hemijskim agensima ili tokom patoloških procesa.  Za normalno funkcionisanje organizma neophodno je održavanje ravnoteže između produkcije slobodnih radikala i njihovog uklanjanja iz organizma. Jednom kada se ta ravnoteža naruši nastaju patološka stanja, kao najpoznatije oksidativni stres.


Vidi Još:

Slučajno otriće eliksira potencije


Jedan od elemenata koji je konstantno uključen u stvaranje slobodnik radikala  je upravo onaj koji nam je najpotrebniji – kiseonik.  Iz kiseonika nastaju najpotentniji slobodni radikali kao što su: hidroksilni, super-oksid anjon, singletni kiseonik, vodonik peroksid, hipohlorit, peroksinitrit – jednim imenom nazivaju se reaktivni oblici kiseonika ( ROS – reactive oxygen species). Ovo su visoko reaktivne vrste koje stupaju u interakcije sa makromolekulima u našim ćelijama, pre svega sa DNK, proteinima i lipidima, dovodeći do gubitka njihove funkcije, oštećenja ćelije i narušavanja ravnoteže u organizmu.

Slobodni radikali u našem telu nastaju tokom esencijalnih metaboličkih procesa ili bivaju formirani delovanjem spoljašnjih faktora, poput izlaganja zračenju, zagađivačima vazduha, sastojcima duvanskog dima, industrijskim hemikalijama i sl.  U ćelijama slobodni radikali nastaju tokom enzimskih reakcija u respiratornom lancu, fagocitozi, sintezi prostaglandina ili u sistemima raznih enzima. Takođe slobodni radikali nastaju tokom neenzimskih reakcija između kiseonika i organskih jedinjenja.

Reaktivni oblici kiseonika se najviše produkuju tokom stvaranja ATP-a u mitohondrijama.  Pod normalnim okolnostima u respiratornom lancu na membrani mitohondrija, elektron se prenosi respiratornim lancem sve do krajnjeg primaoca kiseonika, koji će zatim sa protonima u ćeliji generisti vodu. Tokom ovih reakcija transfera elektrona, nastaje višak energije u formi ATP-a .

Međutim, tokom ovog proces može doći do „curenja’’elektrona iz respiratornog lanca, koji reagujući sa kiseonikom daju reaktivne oblike kiseonika (ROS). Zbog njihove nestabilne i reagujuće prirode, bivaju neutralisani drugim elektronima i konvertovani u vodu, pre nego što dođe do oštećenja ćelije.

Slobodni radikali – dobri ili loši?

U niskim koncentracijama slobodni radikali su neophodni za procese sazrevanja ćelijskih strukrura ili procese odbrane organizma. Tako se tokom fagocitoze u makrofagama i neutrofilima stvaraju slobodni radikali koji svojim delovanjem uništavaju fagocitovane čestice (mikroorganizme, inficirane ili oštećene ćelije).

Takođe, slobodni radikali su bitni i za procese preonosa informacija između ćelija ili modifikovanja njihove funkcije. Npr. Azotmonoksid koji je intracelularni glasnik uključen u modulaciju krvnog pritiska (izaziva vazodilataciju), tromboze i aktivnosti neurona, a učestvuje i u nespecifičnoj odbrani domaćina od patogena ili tumora.

Znači, u niskim koncentracijama, slobodni radikali su dobri!

Kada koncentracija slobodnih radikala u ćeliji prevaziđe kapacitet njihove neutralizacije, nastaje stanje koje se naziva oksidativni stres, tokom kog dolazi do oštećenja ćelijskih membrana i makromolekula poput lipida, proteina i nukleinskih kiselina. Lipidi bivaju uništeni u procesu koji se naziva lipidna peroksidacija.

Sam proces se odvija po principu lančane reakcije, kada jednom započne širi se velikom brzinom i rezultuje stvaranjem  malondialdehida (MDA) i konjugovanih diena, koji su toksični.  Na  proteine slobodni radikali deluju tako što dovode do njihove denaturacije i gubitka funkcije,   a kako su enzimi proteini doći će do gubitka funkcije enzima, koji su neophodni za odvijanje metaboličkih reakcija organizma. Oksidativni stres na nivou DNK molekula dovodi do oštećenja koja rezultuju mutacijama.

Šta to praktično žnači?

Oksidativni stres izaziva mnoštvo hroničnih i degnerativnih bolesti, ubrzava starenje i dovodi do određenih akutnih bolesti poput infarkta.  Bolesti u čijem nastanku učestvuju slobodni radikali su ateroskleroza, Alchajmerova bolest, bolesti srca, maligne bolesti, dijabetes melitus, promene u starenju i mnoge druge.

Znači, u velikim koncentracijama, slobodni radikali su loši!
Kako da se zaštitimo?

S obzirom da tako potentne supstance nastaju u našem organizmu, razvijeni su i sistemi koji omogućavaju njihovo uklanjanje – antioksidansi.  Antioksidansi deluju tako što uklanjaju slobodne radikale ili sprečavaju njihovo stvaranje. Antioksidansi tela su protektivni enzimi poput superoksid dizmutaze (SOD), katalaze i glutation peroksidaze.  Najznačajniji neenzimski antioksidansi su glutation, L-arginin, koenzim Q10, melantoin, transferin, mokraćna kiselina i td.

Dobra vest je da se određeni antioksidansi nalaze u hrani, pa putem ishrane možemo poboljšati odbrambenu sposobnost organizma.  Najznačajniji antioksidansi koji se nalaze u namirnicama su vitamin C i vitamin E. Vitamin C je hidrosolubilni vitamin, tako da primarno deluje u intracelularnoj tečnosti.  Vitamin E je liposolubilan vitamin i deluje protiv lipidne peroksidacije.  Ovi vitamini u svojoj strukturi imaju reaktivne grupe koje lako podležu oksidaciji, neutrališu slobodne radikale, a sami ne daju reaktivne vrste.

Slobodni radikali su svuda, uključujući i nas same. Mi ne možemo živeti bez slobodnih radikala, orgnizam ne bi mogao da funkcioniše normalno i ne bismo mogli da se izborimo sa infekcijama.  Ono benefitno što možemo učiniti za naše zdravlje jeste da izbegavamo izlaganje zračenju, sastojcima duvanskog dima, zagađivačima i omogućimo organizmu unos vitamina, a za ostalo će se sam pobrinuti.


Vidi još:

Bolest koja sprečava hedonizam – Celijakija

Komentari
Snežana Ilić

Snežana Ilić

Ne voli jabuke, tako da će veštica morati da smisli drugu foru. Ima svoje patuljke i sa njima uživa u otkrivanju smisla svepostojećih stvari. Pošto život nije bajka odlučila je da neće čekati princa, već će sama napraviti svoj hepi end i bacila se na proučavanje hemije u labaratorijama Farmaceutskog Fakulteta. Nada se da će jednoga dana postati stručnjak u oblasti farmacije. Voli umetnost i slobodno vreme glumi slikara
Snežana Ilić

Latest posts by Snežana Ilić (see all)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *