مضادات الأكسدة التي تحارب الجذور الحرة

ما هي مضادات الاكسدة

المضادات الأكسدة هي جزيئات تتفاعل بأمان مع الجذور الحرة وتنهي التفاعل المتسلسل قبل أن تلحق ضررا بالجزيئات الحيوية. على الرغم من وجود العديد من أنظمة الإنزيمات التي تعمل داخل الجسم على تفكيك الجذور الحرة، إلا أن المضادات الأكسدة الرئيسية هي فيتامين E وبيتا كاروتين وفيتامين C والسيلينيوم. ومن هنا يأتي أهمية المضادات الأكسدة

عندما تعمل هذه المضادات الحيوية على تحييد الجذور الحرة بالتبرع بجسيم إلكتروني، فإنها تترك مشكلة صغيرة، حيث تفقد المضادات الحيوية الآن إلكترونًا وتصبح جذورًا حرة، ويتعذَّر على الجسم إنتاج هذه المضادات الحيوية لذا يجب أن تكون متوفرة في النظام الغذائي الخاص بك.

ما هي الجذور الحرة

تتكون جسم الإنسان من العديد من المواد التي تعرف بالجذور الحرة عند تحويل الطعام إلى طاقة. يتم استخلاص الجذور الحرة الأخرى من الطعام أو استنشاقها من الهواء، وبعضها ينشأ نتيجة تأثير أشعة الشمس على الجلد والعينين. وبمجرد تكوينها، يمكن لهذه المركبات السامة أن تبدأ في سلسلة من التفاعلات المتسلسلة التي تشبه الدومينو. وقد يؤدي الإجهاد التأكسدي الناتج إلى سوء عمل الخلايا أو موتها، ويرتبط بأكثر من 200 مرة.

تفتقد جزيئات الجذور الحرة الكاسحة إلكترون في غلافها الخارجي و ستفعل أي شيء لملئها ، بما في ذلك سرقة الإلكترونات من الهياكل الخلوية لجسمك، فقد تؤدي هذه السرقة الخلوية إلى إتلاف الحمض النووي و البروتينات (الإنزيمات) و أغشية الخلايا، عندما تتلف هذه الخلايا ، يتضرر جسمك ، مما يخلق أساسا للمرض و يسرع الشيخوخة.

كيف تحارب مضادات الأكسدة الجذور الحرة

تلعب الجذور الحرة والمؤكسدات دورًا مزدوجًا كمركبات سامة ومفيدة، إذ يمكن أن تكون ضارة أو مفيدة للجسم، وتنتج إما من الأيض الخلوي الطبيعي في الموقع أو من مصادر خارجية مثل التلوث ودخان السجائر والإشعاع والمخدرات.

عندما لا يكون بالإمكان تدمير كمية كبيرة من الجذور الحرة تدريجيا، تتراكم في الجسم وتسبب ظاهرة تعرف بالإجهاد التأكسدي، وهذه العملية تلعب دورا أساسيا في تطوير الأمراض المزمنة والتصلب، مثل السرطان واضطرابات المناعة الذاتية والشيخوخة والعتامة في عدسة العين والتهاب المفاصل الروماتويدي وأمراض القلب والأوعية الدموية والأمراض التصلبية العصبية.

يتوفر لجسم الإنسان آليات متعددة لمواجهة الإجهاد التأكسدي، حيث ينتج مضادات الأكسدة بشكل طبيعي في الجسم، أو يمكن الحصول عليها من الأطعمة التي تحتوي على مضادات أكسدة. وفي حالة إنتاج كميات زائدة من الجذور الحرة والمؤكسدات، يمكن توفير المضادات الأكسدة خارجيا من خلال الأطعمة أو المكملات الغذائية .

تنشأ ظاهرة تعرف عموما بالإجهاد التأكسدي، وهي عملية ضارة قد تؤدي إلى تغيير غشاء الخلايا وبنيات أخرى مثل البروتينات والدهون والبروتينات الدهنية والحمض النووي بشكل خطير. يحدث الإجهاد التأكسدي عندما لا تتمكن الخلايا من تدمير الجذور الحرة الزائدة بشكل كاف. بمعنى آخر، يحدث الإجهاد التأكسدي نتيجة عدم التوازن بين تكوين ROS/RNS وتحليلها. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي زيادة جذور الهيدروكسيل والبيروكسينيتريت إلى تلف غشاء الخلايا والبروتينات الدهنية من خلال عملية تسمى بيروكسيد الدهون.

يؤدي هذا التفاعل إلى تكوين malondialdehyde MDA و مركبات diene المقترنة ، و التي تعتبر سامة للخلايا و مطفرة، و ينتج بيروكسيد الدهون عن تفاعل متسلسل جذري ، أي بمجرد بدئه ينتشر بسرعة و يؤثر على عدد كبير من جزيئات الدهون ، و قد تتلف البروتينات أيضا بسبب ROS / RNS ، مما يؤدي إلى تغييرات هيكلية ورفقدان نشاط الإنزيم .

نظرا لتأثير التأكسد على الحمض النووي وتكوين مختلف الأضرار المؤكسدة له، والتي يمكن أن تتسبب في الطفرات، فإن الجسم يتوفر على آليات متعددة لمواجهة هذه الهجمات باستخدام إنزيمات إصلاح الحمض النووي ومضادات الأكسدة. وفي حالة عدم تنظيم التأكسد بشكل صحيح، يمكن أن يؤدي ذلك إلى مجموعة متنوعة من الأمراض المزمنة والتدهور، بالإضافة إلى عملية الشيخوخة وبعض الأمراض الحادة مثل الصدمات والسكتات الدماغية.

مصادر الجذور الحرة

المصادر الداخلية

• يمكن أن تكون هذه تفاعلات إنزيمية، التي تعمل كمصدر للجذور الحرة.
• تشمل ردود الفعل التي تدخل في السلسلة التنفسية، والبلعمة، وتخليق البروستاجلاندين، وغيرها
  نظام السيتوكروم P450.
• توجد بعض المصادر الداخلية التي تولد الجذور الحرة مثل الميتوكوندريا، وأوكسيديز الزانثين، والبلعمات، والتفاعلات التي تشمل الحديد والمعادن الانتقالية الأخرى، والبيروكسيسومات، ومسارات الأراكيدونات، والتمارين الرياضية، ونقص التروية الدموية، والالتهاب.

المصادر الخارجية

• تشمل هذه التفاعلات غير الإنزيمية ارتباط الأكسجين بالمركبات العضوية.
• تنشأ الشوارد الحرة أيضًا في التفاعلات التي تنشأ بسبب الإشعاع المؤين.
• بعض المصادر الخارجية للجذور هي دخان السجائر، والملوثات البيئية، والإشعاعات، والأشعة فوق البنفسجية، والأوزون، وبعض الأدوية والمبيدات الحشرية والمخدرات والمذيبات الصناعية.

المصادر الفسيولوجية

• تتحمل الحالة العقلية مثل الإجهاد، والعواطف، وغيرها، وحالات المرض مسؤولية في تكوين الجذور الحرة أيضًا.

انواع الجذور الحرة

جذور الهيدروبيروكسيل

• يشير جذر الهيدروبيروكسيل، المعروف أيضًا باسم جذر البيريدروكسيل، إلى شكل بروتوني من الأكسيد الفائق بالصيغة الكيميائية HO2.
• يتم تكوين Hydroperoxyl عن طريق نقل البروتون إلى ذرة الأكسجين.
• يمكن للهيدروبيروكسيل الحر (HO2) العمل كمؤكسد في عدد من التفاعلات الهامة في البيولوجيا، مثل استخراج ذرات الهيدروجين من توكوفيرول والأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة في طبقة الدهون ثنائية الطبقات.
• على هذا النحو، يُمكن أن يكون البيروكسيد هو البادئة المهمة للدهون.

جذري سوبروكسيد

• Superoxide يمكن أن يعمل كمؤكسد أو كمختزل، ويمكن أن يؤكسد الكبريت والأسكوربيك
  يمكن لحمض NADPH خفض نسبة السيتوكروم C والأيونات المعدنية.
• رد فعل التفكيك يمكن أن يؤدي إلى تكوين بيروكسيد الهيدروجين والأكسجين بشكل تلقائي أو بتحفيز خارجي
  إنزيم ديسموتاز الفائق.
• يتكون أكسيد الفائق وجذور بيرهيدروكسيل في شكله البروتوني (pKa 4.8)، وهي مادة مؤكسدة قوية لكنها بيولوجية
• ربما تكون أهميتها طفيفة بسبب تركيزها المنخففض في درجة الحموضة الفسيولوجية.

بيروكسيد الهيدروجين

• يؤدي الاختزال الأحادي لأكسيد الفائق إلى إنتاج بيروكسيد الهيدروجين، وليس جزءًا مجانيًا لأن جميع إلكتروناته متزاوجة.
• يتخلل بسهولة من خلال الخلايا وبالتالي لا يتم تجزئتها فيها.
• تتضمن الأضرار الرئيسية لهذا الداء تفكك الحمض النووي مما يؤدي إلى فصل السلاسل الفرعية للحمض النووي وتشكيل بروتين الحمض النووي
•  تستخدم العديد من الإنزيمات (البيروكسيدات) بيروكسيد الهيدروجين كركيزة في عملية الأكسدة
• تتضمن التفاعلات تخليق جزيء عضوي معقد.
• هذا المركب مؤكسد ولكنه ليس متفاعلًا بشكل خاص، وتتمثل أهميته الرئيسية في أنه يعد مصدرًا لجذر الهيدروكسيل في وجود أيونات معدنية انتقالية تفاعلية.

الأكسجين الاحادي

• على الرغم من عدم كونه جذرحر، إلا أنه يمكن تشكيله في بعض الردود الجذرية ويمكن أن يحفز الآخرين.
• ينشأ هذا من جزيئات بيروكسيد الهيدروجين.
• عند تشغيل الأكسجين، يتكون تحلل فوقي وهيدروكسيل.

الأكسجين الثلاثي

• يمكن للأكسجين الثلاثي أن يتفاعل مع العناصر والأيونات لتكوين الأكاسيد، ولكن هذا لا يحدث عادةً
  تشير المركبات العضوية إلى تلك التي تكون في حالة الأحادي.
• ومع ذلك، يتفاعل بسهولة مع الجذور الحرة، ويتم إنتاج جذور بيروكسيد نشطة وتسبب الأكسدة الذاتية للأحماض الدهنية غير المشبعة وغيرها، إما بفعل الجذور النشطة الأخرى والإشعاعات والأشعة فوق البنفسجية والحرارة، أو عن طريق التفاعل المعقد مع الأكسجين والمعادن الانتقالية.