Bio Free Radicals فواید و عوارض

                              Bio Free Radicals فواید و عوارض    

    دکتر حسین جعفری عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی گروه فارماکولوژی

با دیدن جلوه های خداوند در فصل بهار، بیش از پیش به عظمت و مهر خداوندی پی می بریم.کمتر از طبیعت نباشیم، ما نیز دگرگون شویم.

رادیکال‌های آزاد در آبی که می‌نوشیم، غذایی که می‌خوریم، هوایی که تنفس می‌کنیم و داروهایی که مصرف می‌کنیم یافت می‌شوند. همچنین این رادیکال‌ها در فست‌فودها،‌ الکل‌ها، دود سیگار، آفت‌کش‌ها و مواد آلاینده هوا موجود است؛ اما در هر صورت رادیکال آزاد برای بدن ضروری و قابلیت بدن برای تبدیل هوا و غذا به انرژی شیمیایی، به واکنش زنجیره‌ای رادیکال‌های آزاد مربوط است. البته این رادیکال‌ها با عبور از طریق شریان‌ها و حمله به ارگانیسم‌های خارجی، نقش حیاتی را در ایمنی بدن بازی می‌کنند.

رادیکالهای آزاد برای تکمیل الکترونهای خود معمولا" به شدت وا کنش پذیرند واثرات متفاوت ومتضادی از خود نشان میدهند، گاهی ضرور ی و موثرند و گاهی مضر و خطر آفرین، گاهی کاهنده حساسیت داروهای شیمی درمانی وگاهی نیزکمک کننده به درمان می باشند. تعداد ز یادی از رادیکالهای آزاد به علت اینکه دارای ا کسیژن هستند و

 اکسیژن خاصیت چند بعدی دارد، در بیشتر مواقع حیات بخش اما در برخی موارد هم می تواند به عاملی مخرب تبدیل شود. از بین رفتن تعادل بین سیستم آنتی ا کسیدانی و رادیکالهای آزاد منجربه بروز بیمار ی خواهد شد

اکسیژن در بدن به دو اتم مجزا با الکترون‌های جفت نشده تبدیل می‌شود. این اتم‌ها، به شدت واکنش‌پذیراند و به دنبال دریافت الکترون و رسیدن به پایداری هستند. به این نوع از اتم‌ها رادیکال آزاد می‌گویند. این رادیکال‌ها در بدن سبب تخریب سلول ها

پروتئین‌ها و DNA می‌شوند. رادیکال‌های آزاد در بدن انسان سبب بروز و تشدید بیماری‌هایی همچون سرطان، تصلب شریان، آلزایمر، پارکینسون و بسیاری بیماری‌های دیگر هستند. در مواردی، این رادیکال‌ها به عنوان عامل پیری نیز شناخته می‌شوند.

بر اساس یافته‌های دانشمندان، بعد از تشکیل یک رادیکال آزاد، واکنش‌های زنجیره‌ای اتفاق می‌افتد. رادیکال آزاد با گرفتن یک الکترون از یک مولکول، آن را به یک مولکول ناپایدار و رادیکال آزاد تبدیل می‌کند. این مولکول ناپایدار نیز با گرفتن یک الکترون،‌ مولکول دیگری را به رادیکال آزاد تبدیل می‌کند که این روند پشت سر هم ادامه پیدا می‌کند تا بطور کامل یک سلول از بین برود. واکنش‌های زنجیروار رادیکال آزاد می‌تواند سبب تخریب غشای سلولی و عدم کنترل ورود و خروج مواد به سلول شوند. این واکنش‌های زنجیروار باعث از بین رفتن ساختار لیپید و به دام افتادن آن در سرخرگ می‌شوند.

افزایش رادیکال آزاد و به تبع آن تخریب سلولی، سبب بروز پدیده (تنش اکسیداتیو) (Oxidative Stress) می‌شود. این پدیده باعث تخریب پروتئین‌ها، لیپیدها و نوکلئواسیدها می‌شود.

محققان دریافته‌اند که ورزش‌های هوازی شدید سبب بروز تنش اکسیداتیو می‌شود. سوخت و ساز بدن در ورزش‌های هوازی شدید سبب می‌شود تا واکنش زنجیروار رادیکال‌های آزاد سریعتر اتفاق بیافتد. البته ورزش به طور منظم، در نهایت سبب بهبود فعالیت آنتی‌اکسیدان‌ها می‌شود.

گونه‌های فعال اکسیژن و نیتروژن

برخی از «گونه‌های فعال اکسیژن (Reactive Oxygen Species) و گونه‌های فعال نیتروژن (Reactive Nitrogen Species) که به اختصار ROS و RNS نام گرفته‌اند به عنوان رادیکال آزاد شناخته می‌شوند. نام تعدادی از رادیکال‌های آزاد عبارتند از:

سوپراکسید (O˙−2)، رادیکال اکسیژن (O˙˙2، هیدروکسیل (OH˙)، رادیکال آلکوکسی( (RO˙، رادیکال پروکسیل (ROO˙مونواکسید نیتروژن (NO˙))، دی‌اکسید نیتروژن (NO˙2))

واکنش‌پذیری بالای این رادیکال‌ها به علت حضور یک الکترون جفت نشده و تمایل آنها برای دریافت الکترون و رسیدن به پایداری است.

رادیکال یون سوپراکسید مهمترین ROS در بین رادیکال‌ها است. این رادیکال آزاد با فرآیندهای آنزیمی، اکسایش خود به خودی و همچنین انتقال الکترون به مولکول اکسیژن بوجود می‌آید. به صورت O˙−2یا رادیکال هیدروکسیل (HO2) در pH پایین وجود دارد. به عنوان عامل کاهش دهنده در واکنش‌های اکسایش و کاهش شرکت می‌کند. این رادیکال همچنین می‌تواند به عنوان عامل اکسایش دهنده در واکنش اکسایش آسکوربیک اسید شرکت کند.

رادیکال هیدروکسیل، نوع خنثی از یون هیدروکسید و بسیار واکنش‌پذیر است. به شدت با مولکول‌های آلی و غیرآلی مانند DNA، پروتئین‌ها، لیپیدها و کربوهیدرات‌ها واکنش می‌دهد که سبب تخریب شدید سلول‌ها می‌شود. قدرت تخریب این رادیکال آزاد بیش از هر نوع ROS دیگر است. این رادیکال در دو نوع واکنش می‌تواند تشکیل شود. در واکنش اول که به «واکنش فنتون (Fenton Reaction) معروف است،‌ H2O2با یون Fe3+یا Cu+وارد واکنش می‌شود و تولید رادیکال هیدروکسیل می‌کند. یون مس یا آهن معمولا در مولکول‌های پروتئین مانند )فریتین( (Ferritin) موجود است.

در حقیقت، یون آهن یا مس توسط رادیکال O2آزاد می‌شود و سپس این یون در واکنش فنتون سبب تولید یون هیدروکسیل می‌شود. در واکنش دوم که به )واکنش هابر-وایز( (Haber-Weiss) معروف است، رادیکال سوپراکسید با H2O2واکنش و رادیکال هیدروکسیل را تشکیل می‌دهد. واکنش فنتون و هابر-وایز به ترتیب در زیر آورده شده است.

Fe2++H2O2→Fe3++OH.+OH−

O .−2+H2O2→O2+OH.+OH.

اوزن یک اکسید کننده قویست کا دربدن موجودات زنده وجود دارداوزون می‌تواند با اکسید کردن مولکول‌های بدن جانداران، سبب تولید رادیکال آزاد شود. این ماده سبب اکسید شدن مواد موجود در پروتئین‌ها همچون آمین‌ها، آلدهیدها،‌ الکل‌ها و سولفیدریل‌ها می‌شود. همچنین با حمله مستقیم یا از طریق رادیکال‌هایی که تولید کرده است، عملکرد کروموزوم‌ها را مختل می‌کند

سلول‌هایی همچون میتوکندری که در واکنش‌های آن، مصرف اکسیژن بسیار بالا است، به عنوان نوعی منبع درونی برای رادیکال آزاد حساب می‌شوند. منابع دیگر واکنش‌های درونی که ممکن است سبب تولید رادیکال آزاد شوند شامل ورزش‌های شدید هوازی، عفونت‌ها، پیری و اضطراب است. مونو‌اکسید کربن و گاز اوزون حاصل از آلودگی هوا، دود سیگار، الکل، فلزات سرب، جیوه و کادمیم،‌ فلزات سنگین و حلال‌های صنعتی نظیر CCl4نیز به عنوان منبعی خارجی از رادیکال آزاد در نظر گرفته می‌شوند.

                                   منابع تولید رادیکال آزاد و تخریب DNA

بسیاری از واکنش‌های پلیمری شدن سبب تولید رادیکال آزاد می‌شوند. پلیمری شدن شامل اضافه کردن یک رادیکال به یک غیر رادیکال (به طور معمول یک آلکن) و تولید رادیکال دیگر است. این فرآیند، زمینه‌ای برای واکنش‌های زنجیروار رادیکال آزاد است.

رادیکال های اتمسفری

واکنش‌های حاصل از «تفکیک نوری» (Photodissociation) در جو زمین سبب تولید رادیکال آزاد می‌شوند. از جمله این واکنش‌ها می‌توان به تفکیک نوری دی‌‌اکسید نیتروژن و تولید نیتریک اکسید و اکسیژن اشاره کرد.

NO2→NO+O

در خارج از جو زمین تفکیک نوری کلروفلوئوروکربن و نور ماورا بنفش مهمترین منبع تولید رادیکال آزاد است. این واکنش‌ها سبب تولید رادیکال کلر می‌شود که در تبدیل اوزون به اکسیژن، نقش کاتالیزوری دارد و سرعت واکنش را افزایش می‌دهد. این فرآیند در نهایت سبب کاهش حجم لایه اوزون می‌شود. در گذشته از کلروفلوئوروکربن‌ها در کمپرسور خنک‌ کننده‌ها استفاده می‌شد اما به دلیل اثر تخریبی بر لایه اوزون،‌ استفاده از آن ممنوع شد

 یکی از مهمترین ملکولهای رادیکال آزاد است که در بسیار ی از بافتها، طیف وسیعی از پروسههای فیزیولوژ یکی و سلولی را تنظیم مینماید. نیتریک ا کسید یکی از مهمترین ملکولهایی است که بخاطر نقشهای متعدد آن و به منظور کمک در درمان برخی بیمار یها مورد مطالعه قرار گرفته است. مشخص شده که نیتریک ا کسید در پروسه های بیولوژ ی مختلفی از قبیل هدایت عصبی، دفاع ایمنی، تنظیم مرگ سلولی و حرکت سلولی نقش دارد. نیتریک ا کسید قادر است به سرعت از غشای سلولی عبورکند. اثرات بیولوژ یکی .NO از طریق وا کنش آن با گروه ِ های هم، ر یشه های سیستئین و خوشه های آهن و رو ی اعمال می شود. بنا به اهمیت ز یاد .NO ،تنظیم غیرطبیعی آن، شمار ی از مکانیسمهای بیولوژ یکی را تحت تأثیر قرار داده و ممکن است منجر به ایجاد بیمار یهای مختلفی شود.

   

نیتریک اکسید و تنظیم سلولهای خون ساز : نقش تنظیم کنندگی ا کسید نیتریک برفعالیت سلولهای اولیه و ر یشه ای خونساز باعث تولید جمعیت های سلولی با قابلیت تبدیل به انواع مختلف سلولهای خونی می شود که در پاسخ به سایتوکاینها تکثیر و در نهایت همه اجزای سلولهای خون را تولید می کنند.

اثرات پاتولوژ ی.NOدر بیمار ی پارکینسون، عملکرد حافظه و مهار متابولیسم سلولهای تومور نیز به خوبی اثبات شده است. علیرغم اثرات مفید نیتریک ا کسید در اتساع عروقی، اما غلظتهای بالای نیتریک ا کسید دارای اثرات سمی بوده و زمینه التهاب را فراهم میآورد. از آنجایی که نیتریک ا کسید، دارای اثر نفوذ بسیار بالا بوده کنترل آن باید تنظیم گردد. تولید بیش از حد نیتریک ا کسید در عملکرد غیرطبیعی میوکارد در بیمار یهای ایسکمی قلب، همچنین کاهش دفاع ایمنی و هدایت عصبی از اثرات مضر آن است. غلظتهای پایین نیتریک ا کسید، سنتز سایتوکاین، کموکاین و چسبندگی گلبولهای سفید را مهار میکند.

با تزریق بازدارنده های بیوسنتز این ماده در بدن از قبیل آمینو گوانیدین، می توان تغییرات رفتار ی شبه افسردگی را سرکوب کرد. همچنین با توجه به تحقیقات و مطالعات انجام شده جهت شناخت مکانیسم تب، ناشی از القای سیتوکاین ها و اینترفرون، مشخص شد که تب با اثر لیپوپلی سا کار یدها، ویروسها و با کتریهای گرم مثبت آغاز و متعاقب آن پروستا گالندین Eدر CNSتولید می گردد، تصور می گردد که پروستا گلاندین واسطه تب است.بیشترین اطلاعات در مورد نقش نیتریک ا کسید در تب نشان می دهد که مهار کننده های این ماده ،در حیوانات آزمایشگاهی موجب حذف و یا حداقل کاهش القای تب به وسیله لیپوپلی سا کار یدها، ... شده اند.

آنتی اکسیدان و رادیکال آزاد

آنتی‌ اکسیدان‌ها مولکول‌هایی در سلول هستند که مانع از گرفتن الکترون و تخریب مولکول‌ توسط رادیکال‌ها می‌شوند. آنتی‌ اکسیدان‌ها با دادن الکترون به رادیکال آزاد و حفظ حالت پایداری خود،‌ مانع از بروز واکنش‌های زنجیره‌ای رادیکال آزاد می‌شوند. در حقیقت آنتی‌ اکسیدان‌ها سبب پاکسازی سلول از رادیکال‌های آزاد می‌شوند و در موادی مانند بتا-کاروتن، لیکوپن، ویتامین C، ویتامین E، میوه‌ها، سبزی‌ها و بسیاری داروهای گیاهی موجود است.

بدن انسان نیز آنتی اکسیدان تولید می‌کند که میزان آن کافی نیست. زمانی که تعادل بین رادیکال‌های آزاد و آنتی‌ اکسیدان‌ها برقرار نباشد، تنش اکسیداتیو بوجود می‌آید. آنتی‌اکسیدان‌ها در دهه 1990 با فهم تاثیرات رادیکال آزاد در بروز سرطان‌ شناخته شدند. مطالعات زیادی درخصوص آنتی‌ اکسیدان‌‌ها انجام شد. به عنوان مثال مشخص شد که ترکیب ویتامین C، ویتامین E، بتاکاروتن و روی، تاثیر بسیاری در به تأخیر انداختن پیرچشمی دارد.

زمانی که تعادل بین تولید رادیکال آزاد و آنتی اکسیدان از بین برود و سبب غلظت بیشتر رادیکال آزاد در سلول شود،‌ سبب بروز تنش اکسیداتیو می‌شود. رادیکال‌های آزاد با غلظت و واکنش‌پذیری بیشتر سبب تخریب سه دسته اصلی مولکول‌های بدن، یعنی نوکلئو اسیدها،‌ پروتئین‌ها و لیپیدها می‌شوند.

رادیکال‌های آزاد با واکنش‌های مختلفی در بدن، جو و خارج از جو زمین تولید می‌شوند. زمانی که تعادل لازم بین آنتی اکسیدان‌ها و رادیکال‌های آزاد برقرار نباشد، افزایش تجمع رادیکال آزاد سبب تخریب مولکول‌های بدن مانند نوکلئو‌ اسیدها، پروتئین‌ها و لیپیدها و سبب بروز بیماریهایی مثل سرطان، آرتریت روماتوئید، آلزایمر، تنگی نفس و دیگر بیماری‌ها می‌شود. استفاده از آنتی اکسیدان‌های موجود در میوه‌ها و سبزی‌ها سبب کاهش تجمع رادیکال‌های آزاد و بروز مشکلات بعد از آن است.

محققان دریافته‌اند که ورزش‌های هوازی شدید سبب بروز تنش اکسیداتیو می‌شود. سوخت و ساز بدن در ورزش‌های هوازی شدید سبب می‌شود تا واکنش زنجیروار رادیکال‌های آزاد سریعتر اتفاق بیافتد. البته ورزش به طور منظم، در نهایت سبب بهبود فعالیت آنتی‌اکسیدان‌ها می‌شود.

...........................................................................................................................................

تاریخ نولد مهم نیست                               تاریخ تحول مهم است

اهل کجا بودن مهم نیست                          اهل  و بجا بودنت مهمه

منطقه زندگیت مهم نیست                        منطق زندگیت مهم است

                         درود بر کسانی که دعا دارند و ادعا ندارند

نیایش دارند ونمایش ندارند                     حیا دارند وریا ندارند

                                  رسم دارند و اسم نداررند