Свободни радикали

Коментар от Orange Pear

Тази статия е с много съкращения, поради факта, че е написана на високо професионален академичен език. Извадили сме най-важното от оригинала и сме се постарали да Ви предадем информацията на по-разбираем език. В края на статията има линк към оригиналната публикация, която е от Националната Медицинска Библиотека на САЩ.

Въведение

     Свободните радикали обикновено са реактивни кислородни видове (ROS) и реактивни азотни видове (RNS), които са способни на независимо съществуване. ROS и RNS могат най-общо да бъдат категоризирани в две групи:

Радикали и нерадикали.

• Супероксид (O ₂ ^−• )
• кислороден радикал (O ₂ ^•• )
• хидроксил (OH ^• )
• алкоксирадикал (RO ^• )
• пероксилен радикал (ROO ^•• )
• азотен оксид (NO ^• )
• азотен диоксид (NO ₂ ^• ) [ 1 ]. 

Нерадикалните видове се състоят от:

• водороден пероксид (H ₂ O ₂ )
• хипохлорна киселина (HOCl)
• хипобромна киселина (HOBr)
• озон (O₃ )
• синглетен кислород (¹ O ₂)
• азотиста киселина (HNO ₂)
• нитрозил катион (NO ⁺)
• нитроксилен анион (NO)
• диазот триоксид (N ₂ O ₃)
• диазот тетраоксид (N ₂ O ₄)
• нитрониев катион (NO ₂ ⁺)
• органични пероксиди (ROOH)
• алдехиди (HCOR)
• пероксинитрит (ONOOH).

     Радикалните видове са сравнително силно реактивни, поради наличието на несдвоен електрон, който придава висока степен на електрофилност. Тези свободни радикали действат като окислители или редуктори, като даряват електрон или приемат електрон от други реактивни молекули [ 2 ].

    Свободните радикали се генерират в тялото от различни ендогенни и екзогенни системи, включително патологични състояния и излагане на различни физикохимични условия. Образуването на свободни радикали в организма е непрекъснат процес чрез ензимни и неензимни реакции. 

     Митохондриите, пероксизомите и фагоцитните органели участват в ензимното производство на свободни радикали, докато неензимните свободни радикали се произвеждат от йонизиращо лъчение и неензимни реакции на кислород с органични съединения [ 3]. 

  Натрупаните доказателства показват, че свободните радикали причиняват прогресивни неблагоприятни ефекти в тялото чрез увеличаване на оксидативния стрес. Въпреки че тялото има антиоксидантен защитен механизъм за балансиране на редокс системата, прекомерното производство на ROS и RNS води съответно до оксидативен и нитрозативен стрес.

     Този хроничен оксидативен или нитрозативен стрес се проявява под формата на редица заболявания, включително рак. Това е очевидно от представата, че свръхпроизводството на свободни радикали има тясна връзка с повишените случаи на рак.

     Установено е също, че по-високата консумация на мазнини и масла води до повишено производство на свободни радикали, което е в пряка зависимост с повишената смъртност от различни видове рак [ 4 ].

     За да се бори с вредните ефекти на видовете свободни радикали ROS и RNS, антиоксидантна защита се изразява във всички живи клетки. Антиоксидантната система може да се класифицира по много начини. Може да се основава на източника като екзогенен (получен от прием на диетична храна) или ендогенен (произведен в тялото), разтворимост във вода (напр. витамин С) или липиди (напр. витамин Е), или размера и природата на антиоксидантна молекула, т.е. ензимна (напр. каталаза) или неензимна (напр. флавоноиди). 

     Проучванията показват, че антиоксидантите намаляват появата на канцерогенеза (образуването на рак, при което нормалните клетки се трансформират в ракови клетки). Наблюдавано е, че консумацията на плодове и зеленчуци, богати на антиоксиданти, в ежедневната диета води до намаляване на риска от рак [5]. За разлика от това, няколко проучвания показват също, че антиоксидантите от хранителните добавки като β-каротин и ретинол насърчават туморния растеж и метастазите при пациенти с рак [6 , 7 , 8]. Различни противоракови лекарства обаче убиват раковите клетки чрез производство на свободни радикали [9]. По този начин, тези проучвания показват, че свободните радикали служат за двойна цел – предизвикване на канцерогенеза и съответно предизвикват смърт на раковите клетки.

     Известно е, че ROS причинява разкъсвания на ДНК вериги и окислително увреждане на нуклеотидите, което впоследствие води до мутагенеза и евентуално рак. Чувствителната цел на ROS в ДНК е гуанин, който причинява G→T трансверсии [ 13 ]. Освен това, ROS може също да причини мутации чрез окислително увреждане на редица целеви места в генетични материали, включително пурини и пиримидини, алкално лабилни места, прекъсвания на единични вериги и прекъсване на процесите на възстановяване на ДНК, което води до генетична нестабилност [ 14 , 15 ]. 

     Индуцираната от ROS карциногенеза се подкрепя от проучване, описващо, че повишените нива на ROS водят до модификация на нуклеобазите в раковите и предраковите тъкани [ 16 ]. Инициирането на рак при хора, причинено от ROS, е допълнително подкрепено от наличието на окислителни ДНК модификации в раковите тъкани [ 17 ]. 

     Съобщава се също за окислително увреждане на ДНК, водещо до развитие на рак на гърдата. Например, при възпалителен рак на гърдата, увеличаването на увреждането на ДНК базата и 8-оксо-dG адуктите води до злокачествена прогресия на рака [ 18 ]. Съобщава се също за ролята на оксидативния стрес в развитието на хепатоцелуларен карцином, тъй като ROS причинява натрупване на 8-OHdG чрез окислително увреждане на ДНК в клетките и по-нататъшно развитие на хепатоцелуларен карцином [ 19 ]. Връзката между окислителното увреждане на ДНК и канцерогенезата е открита при редица други видове рак. Въпреки това, е необходимо сравнително измерване на ясно модифицирани ДНК бази в туморната тъкан и съответните им нормални тъкани, за да се осигури допълнителна представа за участието на ROS в канцерогенезата (образуването на рак , при което нормалните клетки се трансформират в ракови клетки).