تعریف رادیکال آزاد و آسیب زایی آنها

رادیکال آزاد اتم های ناپایداری هستند که دارای یک یا چند الکترون جفت نشده می باشند این گونه های فعال به دلیل واکنش پذیری بالا بسیار آسیب رسان هستند.

اکثر اوقات آنها وقتی تشکیل می شوند که مولکول های اکسیژن در بدن به اتم های ناپایدار مجزا تقسیم شوند. این روند می تواند به یک واکنش زنجیره ای تبدیل شود. تولید بیش از حد رادیکال های آزاد در بدن باعث آسیب سلولی و استرس اکسیداتیو می شود.

ژنتیک و محیط بر میزان آسیب رادیکالهای آزاد در افراد تأثیر می گذارند. این مولکول های فعال به عنوان بخشی از فرایندهای بیولوژیکی طبیعی در بدن تولید می شوند به ویژه هنگامی که برای تولید ورزش می کنید.

رادیکال های آزاد موجود در بدن توسط ترکیباتی به نام آنتی اکسیدان تجزیه و خنثی می شوند. اما با افزایش سن بدن کمتر قادر به مقابله با اثرات رادیکال های آزاد است. در واقع روند پیری به دلیل تجمع رادیکال های آزاد سرعت می گیرد. بنابراین رادیکال های آزاد بیشتر و استرس اکسیداتیو به سلول ها آسیب می رسانند و روند پیری را تسریع می کنند.

رادیکال های آزاد به طور نامطلوبی لیپیدها، پروتئین ها و DNA را تغییر می دهند که می تواند باعث بیماری های مختلفی از جمله آترواسکلروز (پلاک دیواره شریان)، سرطان، بیماری التهابی مفصل، آسم، دیابت، زوال عقل و بیماری تخریب ماکولا شود. فرق یون با رادیکال آزاد این است که ترکیبات دارای الکترون های رها شده را رادیکال آژاد می نامند.

چگونه رادیکال های آزاد بدن را از بین ببریم؟
آنتی اکسیدان ها مولکول هایی هستند که از اکسیداسیون سایر مولکول ها جلوگیری می کنند. یک مولکول آنتی اکسیدان پایدار می تواند الکترون را به یک رادیکال آزاد اهدا کند تا خنثی شود و باعث آسیب به سلولها نشوند. بدن می تواند از طریق متابولیسم طبیعی برخی از رادیکال های آزاد را از بین ببرد اما برای مقابله با رادیکال های آزاد به مقدار بیشتری آنتی اکسیدان نیاز دارند.

ویتامین E، C و بتاکاروتن جزء آنتی اکسیدان های اولیه و مهم هستند. آنها نمی توانند توسط بدن تولید شوند بنابراین استفاده از رژیم غذایی که حاوی این مواد مغذی باشد ضروری است.

ویتامین E - یک ویتامین محلول در چربی است که در طیف وسیعی از مواد غذایی از جمله آجیل، سبزیجات، روغن ماهی، غلات کامل، غلات غنی شده و زردآلو یافت می شود. برای فردی با فعالیت متوسط مقدار توصیه شده روزانه این ویتامین IU 15 برای مردان و IU 12 در روز برای زنان است.

ویتامین C - یک ویتامین محلول در آب که در مرکبات، فلفل دلمه ای، کلم، اسفناج، کلم بروکلی، کلم پیچ و توت فرنگی یافت می شود. مقدار مورد نیاز این ویتامین 60 میلی گرم در روز است.

بتاکاروتن - پیش ماده ای است که توسط بدن به ویتامین A تبدیل می شود. بتاکاروتن در زرده تخم مرغ، شیر، هویج، اسفناج، کلم بروکلی، گوجه فرنگی، هلو و غلات یافت می شود.

ورزش و رادیکال آزاد:
دانشمندان به این نتیجه رسیدند که حتما دلیلی وجود دارد برخی از دوندگان ماراتن مسن تر از سن بیولوژیکی خود هستند. ورزش استقامتی به حداکثر اکسیژن مصرفی (VO2max) - بالاترین میزان اکسیژن مصرفی توسط بدن نیاز دارد. هنگام ورزش تنفس از 15 بار در دقیقه در حالت استراحت به 40-60 بار در دقیقه افزایش می یابد که باعث افزایش استرس اکسیداتیو می شود.

ورزش های هوازی از این نظر برای سلامتی مضر در نظر گرفته می شوند که تولید مقدار زیادی رادیکال آزاد منجر به استرس اکسیداتیو می شوند اما تصور می شود که ورزش های بی هوازی مانند وزنه برداری نیز مقادیر مشابهی از آسیب اکسیداتیو را ایجاد می کنند.

در حالی که استرس اکسیداتیو برای بدن خوب نیست و حتی در مقادیر کم نیز مضر است، داده ها نشان می دهد استرس اکسیداتیو مزمن ممکن است باعث آسیب سلولی شود. این سلولهای آسیب دیده خطر تصلب شرایین، بیماریهای قلبی، سرطان، زوال عقل و بسیاری از بیماریها را افزایش می دهد.

افرادی که بیشتر در معرض آسیب اکسیداتیو هستند افرادی هستند که به طور ناگهانی میزان تمرینات و فعالیت بدنی خود را افزایش می دهند. با تمرین تدریجی در حین رویدادهای استقامتی، بدن بهتر می تواند خود را در برابر آسیب های اکسیداتیو دائمی محافظت کند.

تمرین مداوم مخصوصا ورزش های هوازی باعث افزایش سطح آنتی اکسیدان و کاهش آسیب اکسیداتیو می شود. با ایجاد وقفه در تمرینات برای ریکاوری کافی بدن، می توانید از بدن خودتان در برابر خطرات استرس اکسیداتیو محافظت کنید.

نقش رادیکال های آزاد در بیماری ها:
تأثیر رادیکال های آزاد بر پیری و بیماری های مزمن با تأثیر بر میتوکندری - بخش کوچکی از سلول ها که مواد مغذی را برای تأمین انرژی سلول ها پردازش می کنند - رخ می دهد. با استفاده از اکسیژن، میتوکندری ها انرژی و مواد شیمیایی لازم برای تجزیه مواد زائد و مرگ طبیعی سلول ها را فراهم می کنند.

وقتی سلول ها نمی میرند به طور غیرقابل کنترل رشد می کنند و این مسئله ممکن است منجر به ایجاد تومور شود. اعتقاد بر این است که استرس اکسیداتیو در افزایش خطر ابتلا به تعدادی از بیماری ها نقش دارد، از جمله:

• بیماری قلبی.
• آلزایمر و سایر بیماری های زوال عقل مرتبط با سن.
• اختلالات خود ایمنی و التهابی.
• مشکلات چشمی مرتبط با سن از جمله آب مروارید.
• دیابت.

تغییرات ظاهری مربوط به افزایش سن شامل موهای سفید، چین و چروک و از بین رفتن قابلیت ارتجاعی پوست است و بیماری های ژنتیکی تحلیل برنده از جمله بیماری هانتینگتون و پارکینسون از دیگر عواقب رادیکال های آزاد و استرس اکسیداتیو هستند.

ساختار شیمیایی رادیکال آزاد:
انواع رادیکال آزاد:
رادیکال های آزاد انواع مختلفی دارند، اما در انسان مهم ترین آنها گونه های اکسیژن فعال هستند. به عنوان مثال می توان به پراکسید هیدروژن، سوپراکسیدها و آنیونهای هیدروکسیل اشاره کرد.

آنیون سوپراکسید:
یک تک رادیکال با بار منفی است و در نتیجه کاهش مونوکلونال اکسیژن مولکولی به دست می آید که در طی واکنشی که به انرژی نیاز دارد، الکترون به دست می آورد.

این واکنش در حضور آنزیم NADPH اکسیداز در طی فاگوسیتوز یا فعالیت سیتوکروم اکسیداز میتوکندری در طی فرآیند تنفس سلولی، اکسیداز گزانتین (پرفیوژن مجدد - ایسکمی) یا کبد سیتوکروم P450 رخ می دهد، که با متابولیسم برخی از مولکول های عجیب و غریب تداخل دارد، به عنوان آنوکسید در نظر گرفته می شود.

پراکسید هیدروژن:
به طور ثانویه از واکنش جابه جایی آنیون سوپراکسید تشکیل شده است، در واقعیت یک رادیکال آزاد محسوب نمی شود اما بسیار واکنش پذیر است و دارای ظرفیت اکسیداسیون بالایی است و به OH و OH هیدروکسی تجزیه می شود و بسیار سمی است.

پراکسید هیدروژن H2O2 همچنین در نتیجه کاهش اکسیژن توسط تعداد زیادی آنزیم دهیدروژناز، یوریناز، گزانتین اکسیداز، دهیدروژناز NADH، آسیل کوآ دهیدروژناز، مانند مونو آمین اکسیداز حاصل می شود.

هیدروژن اکساید:
از H2O2 با حذف یک اتم هیدروژن یا با انتقال الکترون منفرد به دست می آید و تولید ریشه های رادیکال جدید را تحریک می کند.

اکسیژن منفرد:
یک مولکول فرم تحریک شده اکسیژن مولکولی است که به ویژه با فعال سازی فتوشیمیایی اکسیژن، در مقادیر کمی نسبت به رادیکال های فوق الذکر تولید می شود و به عنوان رادیکال های آزاد عمل می کند.

رادیکال ها و پراکسیل ROO:
اکسیداسیون اسیدهای چرب اشباع نشده توسط اکسیداسیون، آنیون بتا، سوپراکسید، رادیکال اکسیژن 1، 2، 6 منفرد و هیدروکسیل ایجاد می کند.

اکسید نیتروژن:
این رادیکال از آمینواسید آرژنین در حضور NO سنتتاز تولید می شود و در تعامل با یک مولد سوپراکسید می توان بسیار سمی باشد. این مولکول فعال می تواند به پروتئین ها آسیب برساند و آنها را به دو ترکیب سمی، رادیکال هیدروکسیل و NO2 تبدیل کند، و به تیروزین حمله کرده و آن را به نیتروتیروزین تبدیل کند.

رادیکال های آزاد چگونه تشکیل می شوند؟
رادیکالهای آزاد ممکن است به روشهای مختلفی ایجاد شوند، از جمله سنتز با معرف های بسیار رقیق یا نادر، واکنش در دمای بسیار پایین یا تجزیه مولکولهای بزرگ تر. فرآیند دوم می تواند تحت تأثیر هر فرآیند دیگری قرار گیرد که انرژی کافی را به مولکول اصلی وارد کند، مانند تابش یونیزان، گرما، تخلیه های الکتریکی، الکترولیز و واکنش های شیمیایی. در واقع، رادیکال ها در بسیاری از واکنش های شیمیایی مراحل واسطه هستند.

کاربرد رادیکال های آزاد:
این مولکول های فعال نقش مهمی در احتراق، شیمی اتمسفر، پلیمریزاسیون، شیمی پلاسما، بیوشیمی و بسیاری دیگر از فرآیندهای شیمیایی دارند. در ارگانیسم های زنده، رادیکال های آزاد سوپراکسید و اکسید نیتریک و محصولات واکنش آنها بسیاری از فرایندها مانند انقباض و انبساط عروق و در نتیجه کاهش یا افزایش فشار خون را کنترل می کنند.

آنها همچنین نقشی اساسی در متابولیسم واسطه ای ترکیبات مختلف بیولوژیکی دارند. چنین رادیکال هایی حتی می توانند به عنوان پیام رسان در فرایندی عمل کنند که به آن سیگنالینگ اکسایش اکسیداسیون می گویند.

آسیب زایی رادیکال های آزاد:
رادیکال های آزاد به محض تشکیل، می توانند یک واکنش زنجیره ای ایجاد کنند. اولین رادیکال آزاد الکترون را از یک مولکول جدا کرده و مولکول را بی ثبات می کند و آن را به یک رادیکال آزاد دیگر تبدیل می کند. سپس این مولکول الکترون را از یک مولکول دیگر می گیرد، آن را بی ثبات کرده و آن را به یک رادیکال آزاد دیگر تبدیل می کند. این اثر دومینو وار در نهایت می تواند کل سلول را مختل کرده و به آن آسیب برساند.

این واکنش زنجیره ای ممکن است منجر به آسیب غشای سلولی شود، که می تواند آنچه را که به سلول وارد می شود و از آن خارج می شود را تغییر دهد. واکنش زنجیره ای ممکن است ساختار لیپیدها را تغییر دهد و احتمال مسدود شدن عروق را بیشتر کند.

مولکول های آسیب دیده ممکن است جهش یافته و باعث تومورزایی شوند و یا کد DNA را تغییر دهد. استرس اکسیداتیو زمانی اتفاق می افتد که رادیکال های آزاد زیاد و آسیب سلولی بیش از حد وجود داشته باشد.

منابع رادیکال های آزاد:
برخی از غذاها منبع اصلی این مولکول های فعال هستند بنابراین برای مقابله با رادیکال های آزاد باید به مقدار کم مصرف شوند یا به طور کامل از رژیم غذایی حذف شوند. این مواد غذایی عبارتند از:

غذاهای با شاخص گلایسمی بالا:
از مصرف غذاهای شیرین مانند قند تصفیه شده و کربوهیدرات ها خودداری کنید زیرا احتمال تولید رادیکال های آزاد در آنها وجود دارد.

گوشت های فرآوری شده:
مواد نگهدارنده موجود در سوسیس، کالباس، ژامبون و سالامی باعث تولید رادیکال های آزاد می شوند و همچنین به عنوان سرطان زا شناخته می شوند.

گوشت قرمز:
گوشت قرمز به دلیل محتوای آهن زیاد، باعث می شود فرد در معرض اکسیداسیون قرار گیرد.

الکل:
نوشیدنی های الکلی رادیکال های آزاد تولید می کنند و کالری بالایی دارند بنابراین بهتر است بیش از یک یا دو نوشیدنی در روز استفاده نشود.

روغن پخت و پز:
باقیمانده روغن پخت و پز را دور بریزید تا دوباره گرم و استفاده نشود زیرا منبع تولید رادیکال های آزاد هستند.

منابع دیگر رادیکال های آزاد:
رادیکال های آزاد طی روند متابولیسم در بدن و منابع خارجی از جمله اشعه ایکس، سیگار کشیدن، مواد شیمیایی، ازون و آلاینده های هوا، برخی داروها و آلاینده های شیمیایی به وجود می آیند.