الجذور الحرة ومضادات الأكسدة

كان اكتشاف الجذور الحرة ومضادات الأكسدة بمثابة إنجاز كبير في مجال العلوم الطبية مثل اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة والمضادات الحيوية، حيث لم يحصل الأطباء على تفسير للعديد من العمليات المرضية فحسب، بما في ذلك الشيخوخة، بل حصلوا أيضًا على طرق فعالة لمكافحتها.

شهد العقد الماضي تطوراتٍ في دراسة الجذور الحرة في الكائنات الحية. وقد أثبتت هذه العمليات أنها حلقةٌ أيضيةٌ ضروريةٌ في الأداء الطبيعي للجسم. فهي تشارك في تفاعلات الفسفرة التأكسدية، وفي التخليق الحيوي للبروستاجلاندين والأحماض النووية، وفي تنظيم النشاط الدهني، وفي عمليات انقسام الخلايا. في الجسم، غالبًا ما تتشكل الجذور الحرة أثناء أكسدة الأحماض الدهنية غير المشبعة، وترتبط هذه العملية ارتباطًا وثيقًا بأكسدة الدهون (LPO).

ما هي الجذور الحرة؟

الجذور الحرة هي جزيء أو ذرة تحتوي على إلكترون غير مقترن في مدارها الخارجي، مما يجعلها عدوانية وقادرة ليس فقط على التفاعل مع جزيئات غشاء الخلية ولكن أيضًا تحويلها إلى جذور حرة (تفاعل انهيار ذاتي الاستدامة).

يتفاعل الجذر المحتوي على الكربون مع الأكسجين الجزيئي لتكوين الجذر الحر بيروكسيد COO.

يقوم الجذر البيروكسيدي باستخراج الهيدروجين من السلسلة الجانبية للأحماض الدهنية غير المشبعة، مما يشكل هيدروبيروكسيد دهني وجذر آخر يحتوي على الكربون.

تعمل بيروكسيدات الدهون على زيادة تركيز الألدهيدات السامة للخلايا، كما يدعم الجذر المحتوي على الكربون تفاعل تكوين جذور البيروكسيد وما إلى ذلك (في سلسلة).

هناك آليات مختلفة لتكوين الجذور الحرة، منها تأثير الإشعاع المؤين. في بعض الحالات، أثناء عملية اختزال الأكسجين الجزيئي، يُضاف إلكترون واحد بدلاً من اثنين، ويتشكل أنيون فائق الأكسجين (O) شديد التفاعل. يُعد تكوين الأكسيد الفائق إحدى آليات الدفاع ضد العدوى البكتيرية: فبدون الجذور الحرة المؤكسدة، لا تستطيع الخلايا المتعادلة والبلعمية تدمير البكتيريا.

يشير وجود مضادات الأكسدة في الخلية وخارجها إلى أن تكوين الجذور الحرة ليس ظاهرة عرضية ناتجة عن تأثيرات الإشعاع المؤين أو السموم، بل هو ظاهرة مستمرة تصاحب تفاعلات الأكسدة في الظروف الطبيعية. تشمل مضادات الأكسدة الرئيسية إنزيمات مجموعة سوبر أكسيد ديسميوتاز (SOD)، التي تتمثل وظيفتها في تحويل أنيون البيروكسيد تحفيزيًا إلى بيروكسيد الهيدروجين والأكسجين الجزيئي. ونظرًا لانتشار سوبر أكسيد ديسميوتاز في كل مكان، فمن المنطقي افتراض أن أنيون البيروكسيد هو أحد النواتج الثانوية الرئيسية لجميع عمليات الأكسدة. تُحوّل إنزيمات الكاتالاز والبيروكسيداز بيروكسيد الهيدروجين المتكون أثناء عملية التحور إلى ماء.

السمة الرئيسية للجذور الحرة هي نشاطها الكيميائي الاستثنائي. وكأنها تشعر بالنقص، تحاول استعادة الإلكترون المفقود، آخذةً إياه بقوة من جزيئات أخرى. بدورها، تصبح الجزيئات "المتضررة" جذورًا حرة أيضًا، وتبدأ في سلب نفسها، آخذةً الإلكترونات من جيرانها. أي تغير في الجزيء - سواءً كان فقدان أو إضافة إلكترون، أو ظهور ذرات أو مجموعات ذرية جديدة - يؤثر على خصائصه. لذلك، فإن تفاعلات الجذور الحرة التي تحدث في أي مادة تُغير خصائصها الفيزيائية والكيميائية.

من أشهر الأمثلة على عمليات الجذور الحرة تلف الزيت (الزنخ). يتميز الزيت الزنخ بطعم ورائحة مميزين، يُفسرهما ظهور مواد جديدة فيه، تتشكل أثناء تفاعلات الجذور الحرة. والأهم من ذلك، أن البروتينات والدهون والحمض النووي (DNA) للأنسجة الحية قد تشارك في تفاعلات الجذور الحرة، مما يؤدي إلى تطور عمليات مرضية مختلفة تُلحق الضرر بالأنسجة، وتُسبب الشيخوخة، وتُسبب الأورام الخبيثة.

أكثر الجذور الحرة عدوانيةً هي جذور الأكسجين الحرة. فهي قادرة على إحداث سيل من تفاعلات الجذور الحرة في الأنسجة الحية، مما قد يؤدي إلى عواقب وخيمة. تتشكل جذور الأكسجين الحرة وأشكالها النشطة (مثل بيروكسيدات الدهون) في الجلد وأي نسيج آخر تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، وبعض المواد السامة الموجودة في الماء والهواء. والأهم من ذلك، تتشكل الأشكال النشطة من الأكسجين أثناء أي التهاب أو عملية معدية تحدث في الجلد أو أي عضو آخر، لأنها السلاح الرئيسي للجهاز المناعي، الذي يقضي به على الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.

من المستحيل الاختباء من الجذور الحرة (كما هو الحال مع البكتيريا، ولكن من الممكن حماية نفسك منها). هناك مواد تتميز بأن جذورها الحرة أقل عدوانية من جذور المواد الأخرى. فبعد أن يمنح مضاد الأكسدة إلكترونه للجذر المُهاجم، لا يسعى إلى تعويض الفقد على حساب جزيئات أخرى، أو بالأحرى، يفعل ذلك في حالات نادرة فقط. لذلك، عندما يتفاعل الجذر الحر مع مضاد الأكسدة، يتحول إلى جزيء كامل، ويصبح مضاد الأكسدة جذرًا ضعيفًا وغير نشط. لم تعد هذه الجذور خطرة ولا تُسبب فوضى كيميائية.

ما هي مضادات الأكسدة؟

"مضادات الأكسدة" مصطلح جامع، وكما هو الحال مع مصطلحات مثل "مضادات الأورام" و"مُعدِّلات المناعة"، لا يعني هذا الانتماء إلى أي مجموعة كيميائية محددة. وترتبط خصائصها ارتباطًا وثيقًا بأكسدة الدهون بالجذور الحرة بشكل عام، وأمراض الجذور الحرة بشكل خاص. وتوحد هذه الخاصية بين مضادات أكسدة مختلفة، لكل منها خصائصه الخاصة.

عمليات أكسدة الدهون بالجذور الحرة ذات طبيعة بيولوجية عامة، ويرى العديد من الباحثين أنها آلية عالمية لتلف الخلايا على مستوى الغشاء عند تفعيلها بشكل حاد. في هذه الحالة، في المرحلة الدهنية للأغشية البيولوجية، تُسبب عمليات أكسدة الدهون زيادة في لزوجة وانتظام الطبقة الثنائية للغشاء، وتُغير خصائص طور الأغشية وتُقلل من مقاومتها الكهربائية، كما تُسهل تبادل الدهون الفوسفورية بين طبقتين أحاديتين (ما يُسمى بتقلّب الدهون الفوسفورية). تحت تأثير عمليات البيروكسيد، تُثبّط حركة بروتينات الغشاء أيضًا. على المستوى الخلوي، يُصاحب أكسدة الدهون تضخم الميتوكوندريا، وانفصال الفسفرة التأكسدية (وفي العمليات المتقدمة - إذابة هياكل الغشاء)، والتي تتجلى على مستوى الكائن الحي بأكمله في تطور ما يُسمى بأمراض الجذور الحرة.

الجذور الحرة وتلف الخلايا

لقد أصبح من الواضح اليوم أن تكوين الجذور الحرة يعد أحد الآليات المسببة للأمراض العالمية في أنواع مختلفة من تلف الخلايا، بما في ذلك ما يلي:

• إعادة تروية الخلايا بعد فترة من نقص التروية؛
• بعض أشكال فقر الدم الانحلالي الناتجة عن الأدوية؛
• التسمم ببعض مبيدات الأعشاب؛
• إدارة رباعي كلوريد الكربون؛
• الإشعاع المؤين؛
• بعض آليات شيخوخة الخلايا (على سبيل المثال، تراكم المنتجات الدهنية في الخلية - السيرويدات والليبوفوشينات)؛
• سمية الأكسجين؛
• تصلب الشرايين بسبب أكسدة البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة في خلايا جدار الشرايين.

تشارك الجذور الحرة في العمليات التالية:

• شيخوخة؛
• التسرطن؛
• الضرر الكيميائي والدوائي للخلايا؛
• اشتعال؛
• الضرر الإشعاعي؛
• تصلب الشرايين؛
• سمية الأكسجين والأوزون.

تأثيرات الجذور الحرة

يُعدّ أكسدة الأحماض الدهنية غير المشبعة في أغشية الخلايا أحد التأثيرات الرئيسية للجذور الحرة. كما تُلحق الجذور الحرة الضرر بالبروتينات (وخاصةً البروتينات المحتوية على الثيول) والحمض النووي (DNA). وتتمثل النتيجة المورفولوجية لأكسدة دهون جدار الخلية في تكوين قنوات نفاذية قطبية، مما يزيد من النفاذية السلبية للغشاء لأيونات الكالسيوم، والتي يترسب فائضها في الميتوكوندريا. عادةً ما تُثبّط تفاعلات الأكسدة بواسطة مضادات الأكسدة الكارهة للماء، مثل فيتامين هـ وغلوتاثيون بيروكسيديز. توجد مضادات الأكسدة الشبيهة بفيتامين هـ، والتي تكسر سلاسل الأكسدة، في الخضراوات والفواكه الطازجة.

تتفاعل الجذور الحرة أيضًا مع الجزيئات في البيئات الأيونية والمائية للخلايا. في هذه البيئات الأيونية، تحتفظ جزيئات مواد مثل الجلوتاثيون المختزل، وحمض الأسكوربيك، والسيستين بقدرتها المضادة للأكسدة. تتجلى الخصائص الوقائية لمضادات الأكسدة بوضوح عند ملاحظة تغيرات مورفولوجية ووظيفية مميزة نتيجة أكسدة الدهون في غشاء الخلية، وذلك عند استنفاد احتياطياتها في خلية معزولة.

لا تُحدَّد أنواع الضرر الذي تُسبِّبه الجذور الحرة فقط من خلال عدوانية الجذور المُنتَجة، بل أيضًا من خلال الخصائص البنيوية والكيميائية الحيوية للهدف. على سبيل المثال، في الفضاء خارج الخلوي، تُدمِّر الجذور الحرة غليكوز أمينوغليكان المادة الرئيسية للنسيج الضام، والتي قد تكون إحدى آليات تلف المفاصل (كما في التهاب المفاصل الروماتويدي). تُغيِّر الجذور الحرة نفاذية الأغشية السيتوبلازمية (وبالتالي وظيفة الحاجز) بسبب تكوين قنوات ذات نفاذية عالية، مما يُؤدِّي إلى اختلال توازن الماء والأيونات في الخلية. يُعتقد أن تزويد مرضى التهاب المفاصل الروماتويدي بالفيتامينات والعناصر الدقيقة ضروري، لا سيما تعويض نقص الفيتامينات والعناصر الدقيقة باستخدام فيتامين E قليل الغالون. ويرجع ذلك إلى ثبوت فعالية ملحوظة لعمليات البيروكسيد وتثبيط نشاط مضادات الأكسدة، لذا من المهم جدًا تضمين مضادات الأكسدة الحيوية ذات النشاط المضاد للجذور الحرة في العلاج المركب، والتي تشمل فيتامينات مضادة للأكسدة (E، C، A) وعناصر السيلينيوم الدقيقة (Se). كما ثبت أن استخدام جرعة اصطناعية من فيتامين E، الذي يُمتص بشكل أسوأ من الطبيعي، يُقلل من امتصاصه. على سبيل المثال، تؤدي جرعات فيتامين E التي تصل إلى 800 و400 وحدة دولية يوميًا إلى انخفاض في أمراض القلب والأوعية الدموية (بنسبة 53%). ومع ذلك، سيتم التوصل إلى إجابة حول فعالية مضادات الأكسدة من خلال دراسات واسعة النطاق (من 8000 إلى 40000 مريض)، أُجريت عام 1997.

تشمل القوى الوقائية التي تحافظ على معدل LPO عند مستوى معين أنظمة إنزيمية تمنع البيروكسيد ومضادات الأكسدة الطبيعية. هناك 3 مستويات لتنظيم معدل أكسدة الجذور الحرة. المرحلة الأولى هي مضاد الأكسجين، حيث يحافظ على ضغط جزئي منخفض نسبيًا للأكسجين في الخلية. ويشمل ذلك في المقام الأول إنزيمات الجهاز التنفسي التي تتنافس على الأكسجين. وعلى الرغم من التباين الكبير في امتصاص O3 في الجسم وإطلاق CO2 منه، فإن pO2 وpCO2 في الدم الشرياني يظلان ثابتين إلى حد ما. المرحلة الثانية من الحماية هي مضادة للجذور. وتتكون من مواد مختلفة موجودة في الجسم (فيتامين E، وحمض الأسكوربيك، وبعض الهرمونات الستيرويدية، وما إلى ذلك)، والتي تقاطع عمليات LPO من خلال التفاعل مع الجذور الحرة. المرحلة الثالثة هي مضاد البيروكسيد، الذي يدمر البيروكسيدات المتكونة بالفعل بمساعدة الإنزيمات المناسبة أو غير الإنزيمية. ومع ذلك، لا يوجد حتى الآن تصنيف موحد ووجهات نظر موحدة بشأن الآليات التي تنظم معدل تفاعلات الجذور الحرة وعمل القوى الوقائية التي تضمن الاستفادة من المنتجات النهائية لأكسدة الدهون.

يُعتقد أن التغيرات في تنظيم تفاعلات LPO، بناءً على شدتها ومدتها، يمكن أن تكون: أولًا، قابلة للعكس مع عودة لاحقة إلى وضعها الطبيعي، ثانيًا، تؤدي إلى الانتقال إلى مستوى آخر من التنظيم الذاتي، ثالثًا، بعض التأثيرات تُفكك آلية التنظيم الذاتي هذه، وبالتالي، تُعيق تحقيق الوظائف التنظيمية. لذلك، يُعد فهم الدور التنظيمي لتفاعلات LPO في ظل ظروف التعرض لعوامل قاسية، وخاصةً البرد، مرحلةً ضروريةً من البحث الهادف إلى تطوير أساليب علمية لإدارة عمليات التكيف والعلاج المعقد والوقاية وإعادة التأهيل لأكثر الأمراض شيوعًا.

من أكثر مضادات الأكسدة استخدامًا وفعاليةً مجموعة من التوكوفيرول والأسكوربات والميثيونين. بتحليل آلية عمل كلٍّ من مضادات الأكسدة المستخدمة، لوحظ ما يلي: تُعدّ الميكروسومات أحد أهم أماكن تراكم التوكوفيرول المُستقبَل خارجيًا في خلايا الكبد. يُمكن لحمض الأسكوربيك، الذي يتأكسد إلى حمض ديهيدروأسكوربيك، أن يكون مانحًا محتملًا للبروتونات. بالإضافة إلى ذلك، ثَبُتَت قدرة حمض الأسكوربيك على التفاعل المباشر مع الأكسجين الأحادي، وجذر الهيدروكسيل، وجذر الأنيون الفائق، بالإضافة إلى قدرته على تدمير بيروكسيد الهيدروجين. كما تُشير الأدلة إلى إمكانية تجديد التوكوفيرول في الميكروسومات بواسطة الثيولات، وخاصةً الجلوتاثيون المُختزل.

وبالتالي، يوجد في الجسم عدد من أنظمة مضادات الأكسدة المترابطة، ويتمثل دورها الرئيسي في الحفاظ على تفاعلات الأكسدة الإنزيمية وغير الإنزيمية عند مستوى ثابت. وفي كل مرحلة من مراحل تطور تفاعلات البيروكسيد، يوجد نظام متخصص يؤدي هذه الوظائف. بعض هذه الأنظمة محددة بدقة، بينما يتميز البعض الآخر، مثل الجلوتاثيون بيروكسيديز والتوكوفيرول، بنطاق تأثير أوسع وخصوصية أقل للركيزة. وتضمن خاصية الإضافة لتفاعل أنظمة مضادات الأكسدة الإنزيمية وغير الإنزيمية مع بعضها البعض مقاومة الجسم للعوامل المتطرفة ذات الخصائص المؤكسدة، أي القدرة على تهيئة ظروف في الجسم تُهيئ لإنتاج أشكال الأكسجين المنشطة وتنشيط تفاعلات بيروكسيد الدهون. ولا شك أن تنشيط تفاعلات بيروكسيد الدهون يُلاحظ تحت تأثير عدد من العوامل البيئية على الجسم وفي العمليات المرضية ذات الطبيعة المختلفة. ووفقًا لـ V. Yu. Kulikov وآخرون. (1988)، اعتمادًا على آليات تنشيط تفاعلات LPO، يمكن تقسيم جميع العوامل المؤثرة على الجسم بدرجة معينة من الاحتمال إلى المجموعات التالية.

العوامل الفيزيائية والكيميائية التي تساهم في زيادة السلائف النسيجية والمنشطات المباشرة لتفاعلات LPO:

• الأكسجين تحت الضغط؛
• الأوزون؛
• أكسيد النيتريك؛
• الإشعاع المؤين، وما إلى ذلك.

العوامل ذات الطبيعة البيولوجية:

• عمليات البلعمة؛
• تدمير الخلايا والأغشية الخلوية؛
• أنظمة توليد أشكال الأكسجين المنشط.

العوامل التي تحدد نشاط أنظمة مضادات الأكسدة في الجسم ذات الطبيعة الأنزيمية وغير الأنزيمية:

• نشاط العمليات المرتبطة بتحفيز أنظمة مضادات الأكسدة ذات الطبيعة الأنزيمية؛
• العوامل الوراثية المرتبطة بقمع أحد الإنزيمين أو الآخر الذي ينظم تفاعلات أكسدة الدهون (نقص الجلوتاثيون بيروكسيديز، الكاتالاز، وما إلى ذلك)؛
• العوامل الغذائية (نقص التوكوفيرول والسيلينيوم والعناصر الدقيقة الأخرى وما إلى ذلك في الغذاء)؛
• بنية الأغشية الخلوية؛
• طبيعة العلاقة بين مضادات الأكسدة ذات الطبيعة الأنزيمية وغير الأنزيمية.

عوامل الخطر التي تزيد من تنشيط تفاعلات LPO:

• تنشيط نظام الأكسجين في الجسم؛
• حالة التوتر (البرد، ارتفاع درجة الحرارة، نقص الأكسجين، التأثير العاطفي والمؤلم)؛
• ارتفاع نسبة الدهون في الدم.

وبالتالي، يرتبط تنشيط تفاعلات LPO في الجسم ارتباطًا وثيقًا بوظائف أنظمة نقل الأكسجين واستخدامه. تستحق المواد المُكيفة اهتمامًا خاصًا، بما في ذلك المكورات البنية واسعة الاستخدام. يتميز المستحضر المُستخلص من جذر هذا النبات بخصائص مُقوٍّ عام، ومُكيف، ومضاد للتوتر، ومضاد لتصلب الشرايين، ومضاد لمرض السكري، وغيرها من الخصائص، ويُقلل من الاعتلال العام، بما في ذلك الإنفلونزا. عند دراسة الآليات الكيميائية الحيوية لعمل مضادات الأكسدة لدى البشر والحيوانات والنباتات، اتسع نطاق الحالات المرضية التي تُستخدم مضادات الأكسدة لعلاجها بشكل كبير. تُستخدم مضادات الأكسدة بنجاح كمُكيفات للحماية من أضرار الإشعاع، وعلاج الجروح والحروق، والسل، وأمراض القلب والأوعية الدموية، والاضطرابات العصبية والنفسية، والأورام، ومرض السكري، وما إلى ذلك. وبطبيعة الحال، ازداد الاهتمام بالآليات الكامنة وراء هذا العمل الشامل لمضادات الأكسدة.

حاليًا، ثبت تجريبيًا أن فعالية مضادات الأكسدة تتحدد من خلال نشاطها في تثبيط بيروكسيد الدهون نتيجة تفاعلها مع البيروكسيد والجذور الحرة الأخرى التي تُطلق بيروكسيد الدهون، بالإضافة إلى تأثيرها على بنية الغشاء، مما يُسهّل وصول الأكسجين إلى الدهون. كما يمكن أن يتغير بيروكسيد الدهون من خلال نظام وسيط لتأثير مضادات الأكسدة من خلال آليات عصبية هرمونية. وقد ثبت أن مضادات الأكسدة تؤثر على إطلاق النواقل العصبية والهرمونات، وحساسية المستقبلات وارتباطها بها. بدوره، يُغيّر تغيير تركيز الهرمونات والنواقل العصبية شدة بيروكسيد الدهون في الخلايا المستهدفة، مما يؤدي إلى تغيير في معدل هدم الدهون، وبالتالي إلى تغيير في تركيبها. وتلعب العلاقة بين معدل بيروكسيد الدهون والتغير في طيف فوسفوليبيدات الغشاء دورًا تنظيميًا. وقد وُجد نظام تنظيمي مماثل في أغشية خلايا الحيوانات والنباتات والكائنات الدقيقة. وكما هو معروف، يؤثر تركيب وسيولة دهون الغشاء على نشاط بروتينات الغشاء والإنزيمات والمستقبلات. من خلال هذا النظام التنظيمي، تعمل مضادات الأكسدة على إصلاح الغشاء، الذي يتغير في الحالة المرضية للكائن الحي، وتُعيد تركيبه وبنيته ونشاطه الوظيفي إلى طبيعته. ويمكن تفسير التغيرات في نشاط الإنزيمات التي تُصنّع الجزيئات الكبيرة، وفي تركيب المصفوفة النووية، مع تغير في تركيب دهون الغشاء، الناتجة عن عمل مضادات الأكسدة، بتأثيرها على تركيب الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتينات. وفي الوقت نفسه، ظهرت في الأدبيات بيانات حول التفاعل المباشر لمضادات الأكسدة مع الجزيئات الكبيرة.

تُسلّط هذه البيانات، بالإضافة إلى البيانات المُكتشفة حديثًا حول فعالية مضادات الأكسدة في تركيزات بيكومولار، الضوء على دور مسارات المُستقبلات في تأثيرها على الأيض الخلوي. في عمل VE Kagan (1981) حول آليات التعديل الهيكلي والوظيفي للأغشية الحيوية، تبيّن أن اعتماد معدل تفاعلات LPO في الأغشية الحيوية لا يعتمد فقط على تركيب الأحماض الدهنية (درجة عدم التشبع)، بل يعتمد أيضًا على التنظيم الهيكلي للمرحلة الدهنية للأغشية (الحركة الجزيئية للدهون، وقوة تفاعلات البروتين-الدهن، والتفاعلات بين الدهون). وقد وُجد أنه نتيجة لتراكم نواتج LPO، تحدث إعادة توزيع للدهون في الغشاء: تنخفض كمية الدهون السائلة في الطبقة الحيوية، وتنخفض كمية الدهون المُثبّتة بواسطة بروتينات الغشاء، وتزداد كمية الدهون المُرتّبة في الطبقة الحيوية (العناقيد). V.

عند دراسة طبيعة وتركيب وآلية استتباب نظام مضادات الأكسدة، تبيّن أن ظهور التأثير الضار للجذور الحرة ومركبات البيروكسيد يُمنع بواسطة نظام مضاد للأكسدة متعدد المكونات (AOS)، والذي يوفر ربطًا وتعديلًا للجذور الحرة، مما يمنع تكوين أو تدمير البيروكسيدات. ويشمل هذا النظام: مواد عضوية محبة للماء وكارهة للماء ذات خصائص اختزالية؛ وإنزيمات تحافظ على استتباب هذه المواد؛ وإنزيمات مضادة للبيروكسيد. من بين مضادات الأكسدة الطبيعية، هناك مواد دهنية (هرمونات ستيرويدية، وفيتامينات هـ، أ، ك، وفلافونويدات، وبوليفينولات، وفيتامين ب، ويوبيكوينون)، ومواد قابلة للذوبان في الماء (ثيولات منخفضة الوزن الجزيئي، وحمض الأسكوربيك). تعمل هذه المواد إما على حبس الجذور الحرة أو تدمير مركبات البيروكسيد.

يتمتع جزء من مضادات الأكسدة في الأنسجة بطابع محب للماء، بينما يتمتع الجزء الآخر بطابع كاره للماء، مما يجعل من الممكن حماية الجزيئات المهمة وظيفيًا في وقت واحد من العوامل المؤكسدة في كل من الطور المائي والدهني.

تُنشئ الكمية الكلية لمضادات الأكسدة الحيوية "نظامًا عازلًا لمضادات الأكسدة" في الأنسجة، يتمتع بقدرة معينة، وتُحدد نسبة أنظمة المؤكسدات الأولية ومضادات الأكسدة ما يُسمى "حالة مضادات الأكسدة" في الجسم. هناك ما يُبرر الاعتقاد بأن الثيولات تحتل مكانة خاصة بين مضادات الأكسدة في الأنسجة. ويؤكد ذلك الحقائق التالية: التفاعلية العالية لمجموعات السلفهيدريل، والتي تُؤكسد بعض الثيولات بمعدلات عالية جدًا، واعتماد معدل التعديل التأكسدي لمجموعات SH على بيئتها الجذرية في الجزيء. يسمح لنا هذا الظرف بتمييز مجموعة خاصة من المواد سهلة الأكسدة من بين مجموعة متنوعة من مركبات الثيول، والتي تؤدي وظائف محددة لمضادات الأكسدة: قابلية عكس تفاعل أكسدة مجموعات السلفهيدريل إلى مجموعات ثنائي الكبريتيد، مما يُتيح، من حيث المبدأ، الحفاظ على توازن مضادات الأكسدة الثيولية في الخلية دون تنشيط تخليقها الحيوي؛ قدرة الثيولات على إظهار تأثيرات مضادة للجذور الحرة ومضادة للبيروكسيد. تُحدد خصائص الثيولات المحبة للماء محتواها العالي في الطور المائي للخلية، وإمكانية حمايتها من التلف التأكسدي للجزيئات المهمة بيولوجيًا، مثل الإنزيمات والأحماض النووية والهيموغلوبين، وغيرها. في الوقت نفسه، يضمن وجود المجموعات غير القطبية في مركبات الثيول إمكانية نشاطها المضاد للأكسدة في الطور الدهني للخلية. وهكذا، إلى جانب المواد ذات الطبيعة الدهنية، تلعب مركبات الثيول دورًا كبيرًا في حماية البنى الخلوية من تأثير عوامل الأكسدة.

يتعرض حمض الأسكوربيك أيضًا للأكسدة في أنسجة الجسم. ومثل الثيولات، فهو جزء من نظام الأسكوربيك، ويشارك في ربط الجذور الحرة وتدمير البيروكسيدات. يُظهر حمض الأسكوربيك، الذي يحتوي جزيئه على مجموعات قطبية وغير قطبية، تفاعلًا وظيفيًا وثيقًا مع الجلوتاثيون SH ومضادات الأكسدة الدهنية، مما يعزز تأثير الأخيرة ويمنع بيروكسيد الدهون. ويبدو أن مضادات الأكسدة الثيولية تلعب دورًا رئيسيًا في حماية المكونات الهيكلية الرئيسية للأغشية البيولوجية، مثل الفسفوليبيدات أو البروتينات المغمورة في الطبقة الدهنية.

بدورها، تُظهر مضادات الأكسدة القابلة للذوبان في الماء - مركبات الثيول وحمض الأسكوربيك - تأثيرها الوقائي بشكل رئيسي في بيئة مائية - سيتوبلازم الخلية أو بلازما الدم. تجدر الإشارة إلى أن نظام الدم بيئة داخلية تلعب دورًا حاسمًا في ردود الفعل الدفاعية غير النوعية والنوعية للجسم، مما يؤثر على مقاومته وتفاعليته.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]

الجذور الحرة في علم الأمراض

لا تزال مسألة العلاقة السببية بين تغيرات شدة بيروكسيد الدهون وديناميكيات تطور المرض قيد المناقشة في الأدبيات. ويرى بعض الباحثين أن اختلال هذه العملية هو السبب الرئيسي للأمراض المذكورة، بينما يرى آخرون أن تغير شدة بيروكسيد الدهون هو نتيجة لهذه العمليات المرضية التي تبدأ بآليات مختلفة تمامًا.

أظهرت الأبحاث التي أُجريت في السنوات الأخيرة أن التغيرات في شدة أكسدة الجذور الحرة تصاحب أمراضًا متنوعة المنشأ، مما يؤكد صحة فرضية الطبيعة البيولوجية العامة لضرر الجذور الحرة على الخلايا. وقد تراكمت أدلة كافية على الدور الممرض لضرر الجذور الحرة على الجزيئات والخلايا والأعضاء والجسم ككل، وعلى نجاح العلاج بالأدوية المضادة للأكسدة.