Tüm canlı türleri sürekli olarak dışarıdan ve içeriden organizmalara saldıran reaktif ajanlara maruz kalır. Geçtiğimiz birkaç on yıl boyunca, araştırmanın odak noktası, başlangıçta yer alması ve sayısız hastalığın gelişmesi nedeniyle serbest radikallere odaklanmıştır.
Serbest radikaller, bir veya daha fazla eşleştirilmemiş elektronun yapısındaki varlığından dolayı oldukça dengesiz kimyasal türlerdir. Kendine özgü elektronik dağılım serbest radikallerin çok reaktif olmalarına neden olur ve diğer moleküller veya atomlarla birleşerek, hidrojen atomlarını "çalmak" veya diğer radikal türlerle etkileşerek daha kararlı bir duruma ulaşmaya çalışır.
Oluştuktan sonra, serbest radikaller, stabil bir elektronik konfigürasyon elde etmek için oksidasyon-azaltma reaksiyonları (redoks) yoluyla diğer moleküller ile hızlı bir şekilde reaksiyona girerler. Bu tür bir reaksiyon sırasında, reaksiyona katılan bileşikler arasında bir türün elektronları (oksidasyon işlemi) kaybettiği başka birisinin avantajına (oksidasyon işlemi) kaybettiği (azaltma işlemi): bir molekül elektron transferi gerçekleşir: molekül Elektronları kaybeden indirgeyici ajan olurken, onları kazanan oksidandır.
Serbest bir radikal, radikal olmayan bir türle reaksiyona girdiğinde elektronları kaybedebilir veya elektronları kazanabilir veya basitçe molekülün kendisine katılabilir. Her durumda, radikal olmayan türler, bir serbest radikalin reaksiyon zincirini durdurarak iki radikal bir araya gelinceye kadar başka bir serbest radikal ürettiği bir zincir reaksiyonunu tetikleyen yeni bir radikal haline dönüştürülür.
ROS (Reaktif Oksijen Türleri) ve diğer reaktif radikal türler normal fizyolojik işlemler sırasında hücrelerin kendileri tarafından üretilirler veya eksojen bir kökene sahip olabilirler. Vücudun içinde genellikle aerobik solunumun metabolik yan ürünleri, bazı enzimatik süreçler ve immün reaksiyonlar olarak salınır, serbest radikallerin oluşumuna yol açan ana dış faktörler atmosferik kirlilik, ultraviyole ışınımı, kimyasallar ve stres olur. .
Fizyolojik koşullar altında, canlı sistemler yapısal ve fonksiyonel biyomolekülleri serbest radikal saldırısından koruyan endojen savunma sistemlerine sahiptir. Enzimatik (glutation, süperoksit dismutaz, katalaz) ve enzimatik olmayan (antioksidan moleküller ve diyetle alınan vitaminler) olabilen bu savunma sistemleri, biyolojik yapılara saldırmadan önce radikal türlerle reaksiyona girerek potansiyellerini azaltabilirler. zararlı.
Bu "antioksidan bariyer" yokluğunda serbest radikaller, DNA, lipidler ve proteinler gibi hayati tehlike arz eden biyomoleküller ile hızlı bir şekilde reaksiyona girerek ciddi hücresel hasara ve hatta hücre ölümüne neden olur.
Yüksek oranda reaktif oksitleyici türlere aşırı maruz kalma nedeniyle, serbest radikallerle antioksidanlar arasındaki denge daha az olabilir; bu, hücrelerin ve dokuların işlevselliğini riske atan büyük hasarlardan sorumlu olan ve kardiyo-dolaşım bozuklukları (ateroskleroz, iskemik, felç), diyabet, kanser, hastalıklar gibi çok sayıda kronik hastalıkla ilişkili olan oksidatif stres durumunu tetikler. nörodejeneratif (örneğin, Parkinson hastalığı, Alzheimer). Ayrıca, oksidatif stres hücresel yaşlanmanın ana nedenlerinden biridir. Aslında ROS, oksidasyona (lipit peroksidasyonu) neden olan lipitlerin polisitlerine saldırır. Lipid zincirlerinin değişmesi, hücrelerin ve dokuların erken yaşlanmasıyla birlikte daha geçirgen hale gelen ve verimlerini kaybeden hücre zarlarına ciddi bir zarar verir.
Kimyasal açıdan, serbest radikaller basitleştirmek için iki ana kategoriye ayrılabilen geniş bir bileşikler ailesini oluşturur: oksijen içeren reaktif türler olan ve aynı zamanda radikal olmayan molekülleri içeren ROS (Reaktif Oksijen Türleri) radikal azot türlerini (nitrik oksit radikal NO ve peroksinitrit) içeren peroksitler ve RNS (Reaktif Azot Türleri).
ROS, fizyolojik olarak solunum yolu metabolizmasının sekonder ürünleri olarak küçük miktarlarda oluşur, ancak UV radyasyonu ve kirliliği gibi çevresel faktörler nedeniyle veya tetiklemenin ardından bağışıklık sisteminin hareketi nedeniyle de yüksek miktarlarda üretilebilirler. inflamatuar reaksiyonlar. ROS'ler, hem süperoksit anyon gibi radikal türler, hem hidroksil radikal hem de hidroperoksil radikalleri ve hidrojen peroksit (H202) ve singlet oksijen gibi radikal olmayan türleri içerir. Hidroksil radikali ve singlet oksijeni serbest radikallerin en reaktif formlarıdır, çünkü tüm biyolojik molekülleri, özellikle doymamış yağları, proteinleri, nükleik asitleri hızlı bir şekilde oksitleyerek hücrelere ciddi hasar verir.
