مسببات الاجهاد التأكسدي و مصادره
تعرف اضطراب التوازن في الأساس بأنه حالة عدم توازن بين إنتاج الشوارد الحرة وقدرة الجسم على مواجهة أو التخلص من الآثار الضارة عن طريق تحييدها باستخدام مضادات الأكسدة. الشوارد الحرة هي جزيئات الأكسجين التي تحتوي على إلكترون واحد أو أكثر، وهي جزيئات عالية التفاعل تتفاعل بشدة مع جزيئات أخرى. ليست جميع أنواع الأكسجين التفاعلية ضارة بالجسم، بل بعضها مفيد ويساعد في قتل الميكروبات والأمراض التي تهاجم الجسم. ومع ذلك، يمكن للشوارد الحرة أن تتفاعل كيميائيا مع مكونات الخلية مثل الحمض النووي والبروتينات والدهون.
مضادات الأكسدة
عند استخدام الخلايا للإنزيمات والأكسجين لأداء وظائفها، تتعرض الخلايا لتفاعلات الشوارد الحرة التي تسبب أضرارا كبيرة فيها. وتعمل المضادات الأكسدة على منع هذه التفاعلات داخل الخلية من خلال التبرع بالإلكترونات للجذور الحرة دون إلحاق ضرر بالخلية. وتكمن التوازن المناسب بين الشوارد الحرة والمضادات الأكسدة في العملية الأكسدية.
ومع ذلك، يلعب التأكسد دورا كبيرا في الإصابة بالعديد من الأمراض والمشاكل الصحية في جسم الإنسان، مثل الأمراض العصبية مثل الزهايمر والباركنسون والطفرات الجينية والسرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية ومتلازمة التعب المزمن ومتلازمة اكس الهشة.
الضغط التأكسدي داخل الخلية والسرطان
في حالة تسرطن الخلية يتم تعطيل المايتوكوندريا التي تقوم بدور التنفس الهوائي، في الوقت الذي يتم تسارع فيه عمليات الأيض أكثر من النسب الطبيعية، و تبعا لهذا يتم استحداث الخلية المسرطنة مسارات كيماوية غير طبيعية و لا هوائية، من أجل انتاج السكر الجوكوز كاستعمال مسار البنتوز فوسفات الكيماوي من أجل تحليله، و يؤدي هذا الى انتاج اللاكتات مركبات حامض اللبنيك.
نتيجة لهذه التفاعلات، يتم تراكم جذور الأكسجين الثلاثية السامة خارج المايتوكوندريا، وتسبب تلفا في مكونات الخلية وسرطانها، ويطلق على هذه الظاهرة اسم الضغط التأكسدي، وتحدث عندما يكون تركيز الأكسجين أعلى من المستوى الطبيعي، وتكون هذه العملية شديدة التفاعل داخل الخلية، ولكن في الحالات الطبيعية، تتم عملية الأكسدة والاختزال بشكل طبيعي داخل المايتوكوندريا.
مسببات الضغط التأكسدي
الضغط التأكسدي المسرطن للخلية يتكون نتيجة لعدة أسباب منها انخفاض نسبة الأكسجين في الجسم، و التفاعلات المناعية التي تحدث داخل الجسم، و أيضا الصدمة الحرارية تؤدي الى هذا و الاشعاع المؤين، بالاضافة الى الجوع حيث أن التغذية بشكل صحيح لها دور كبير في الوقاية من السرطان، و خاصة الغذاء الذي يحتوي على مضادات الأكسدة فهي قادرة على وقف انتاج جذور الأكسجين السامة و عدم تفاعلها الذي يؤدي الى تلف الخلايا.
مصادر المؤكسدات المسببة للإجهاد
يوجد عدد كبير من المصادر التي تنتج مركبات الأكسجين الفعالة، و نظرا الى طبيعة تركيب الجزيئات الخاصة بالأكسجين، فان ذرة الأكسجين الواحدة تحتوي على زوج من الالكترونات الغير مزدوجة في غلافها الخارجي، و يمكن أن يقوم باكتساب عدد من الالكترونات و تكون هذه الالكترونات جذورها فعالة.
تتم عملية التأكسد من خلال إنزيمات إزالة الهيدروجين، وتشمل التفاعلات اللبنية للاكتات وبعض المركبات الأخرى. تعتبر هذه العملية مهمة في إنتاج الأكسجين النشط في الكولي الأمعاء العقلية، بالإضافة إلى تفاعلات سايتوكروم P450 التي توجد في العديد من أنواع البكتيريا، وبالتالي فإنها تعتبر مصدرا هاما في أنسجة الكبد خاصة، حيث تشكل حوالي 4% من بروتينات الخلية بأكملها. بالإضافة إلى ذلك، تشمل المصادر تفاعلات إنزيم الغلوتاثيون الذائب داخل الخلية، والذي يستخدم NADH كمصدر للإلكترونات.
بعض من مركبات الاكسجين الفعالة
عندما يتعرض جذر OH للضوء، ينتج عدة مركبات بفضل تركيبة التريبتوفان. له تفاعلات مختلفة داخل الخلايا. يتفاعل بيروكسيد الهيدروجين H2O2 مع المركبات العضوية ويهاجم مجموعات الثيول في البروتينات. الأوزون O3 هو مصدر رئيسي لتلوث الهواء ويحدث نتيجة لتفاعل الأكاسيد النتروجينية مثل NO2 والهيدروكربونات.