Вільні радикали є частиною метаболічних процесів в організмі. Вони беруть участь у захисті організму від чужорідних частинок, у процесі розмноження та активізують ряд ферментів. На додаток до позитивного впливу, вільні радикали, навпаки, "відповідають" за багато патологічних станів і пошкодження клітин.
Поняття вільних радикалів останнім часом зустрічаються не лише в літературі. Інтерес до визначення вільних радикалів зростає, оскільки їх перевиробництво відіграє важливу роль при захворюваннях легенів, серцево-судинної системи, онкологічних та нейродегенеративних захворюваннях, захворюваннях шлунково-кишкового тракту, печінки, підшлункової залози, нирок та різних метаболічних розладах. Вони також беруть участь у розвитку та перебігу захворювань центральної нервової системи, таких як неврит, хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона, старіння, атеросклероз та епілепсія.
Фізіологічна та патологічна дія вільних радикалів
Кисень нормально метаболізується в організмі, але крім того він може виробляти потенційно токсичні речовини. Атоми кисню збагачуються електронами (відновлення кисню) або втрачають один електрон (окислення). Утворюються вільні радикали.
Вільні радикали
Антиоксиданти
Всі вони є системами та речовинами, які інгібують, пригнічують утворення вільних радикалів або, якщо вони вже утворилися, зменшують їх дію. Вроджена система антиоксидантного контролю представлена деякими ферментами. До менш відомих належать різні молекули - «зв’язуючі речовини та носії» (альбумін, гаптоглобін, гемопексин, трансферин, церулоплазмін) або продукти метаболізму та метаболізму (наприклад, сечова кислота).
До ефективних антиоксидантів належать також відома аскорбінова кислота, каротиноїди, кофермент Q 10, природні флавоноїди та інші. Зокрема, біофлавоноїди та поліфенольні речовини, які містяться в плодах, відіграють важливу роль в антиоксидантній здатності їх соків. Найефективнішими є темні фрукти, особливо чорна горобина, чорна смородина, полуниця та чорниця. Дуже високий вміст антиоксидантів міститься в зеленому чаї та червоному вині.
Вважається, що регулярний прийом червоного вина з високим вмістом антиоксидантів спричиняє меншу частоту ішемічної хвороби серця у Франції. Однак цілком ймовірно, що на цьому т.зв. Французький парадокс також сприяє іншому способу харчування, особливо великому споживанню фруктів, овочів та оливкової олії.
Окислювальний стрес
Це спричинено негативним впливом вільних радикалів та реактивних метаболітів кисню чи азоту. Окислювальний стрес означає переважання окислювальних частинок над клітинними антиоксидантами в живих клітинах, коли порушується баланс між утвореними радикалами та їх природними поглиначами. Це може зіграти певну роль у розвитку чи розвитку багатьох захворювань людини, таких як хвороба Паркінсона, ревматоїдний артрит, атеросклероз тощо.
Легені
Легкі - єдиний внутрішній орган, який безпосередньо контактує із зовнішнім середовищем площею приблизно 100 м2. З них близько 4 м2 утворюється дихальними шляхами, решта - це поверхня альвеол. Величезна площа контакту обумовлена тим, що дихальна система дуже чутлива до кисню та всіх забруднювачів навколишнього середовища (сигаретний дим, азбест тощо).
Ці речовини є радикалами або реагентами, які можуть викликати утворення в тканинах активних форм кисню (АФК), які пошкоджують біомолекули легеневої тканини, особливо ліпіди мембрани, клітини, що вистилають внутрішню поверхню судин і впливають на клітинні механізми регуляції. АФК викликають запальні зміни, оскільки лейкоцити починають утворювати величезну кількість супероксиду, який перетворюється на більш реактивні форми кисню.
Вони окислюють ліпіди клітинних мембран, інактивують деякі білки і пошкоджують нуклеїнові кислоти. В легенях розвивається окислювальний стрес, який проявляється як напр. хронічний бронхіт, астма, респіраторний дистрес-синдром у дорослих тощо. Проти дії вільних кисневих радикалів легені оснащені специфічними антиоксидантними механізмами, напр. глутатіонова система, супероксиддисмутаза, каталаза. Вітаміни А, С і Е, альбумін і таурин зменшують ураження легенів кисневими радикалами.
Куріння та кисневі радикали
На сьогоднішній день у сигаретному димі виявлено понад 4000 сполук, з яких, як мінімум, 50 виявлено канцерогенними. Куріння сигарет є основним фактором хронічного бронхіту, хронічної обструктивної хвороби легенів та раку легенів. За один подих в організм потрапляє 1014 вільних радикалів та біореактивних метаболітів кисню. Серед них можна знайти все, що шкідливо. Вільні радикали, що виробляються фагоцитами, додаються до радикалів диму.
Вільні радикали активізуються подразнюючою дією диму та нікотину на слизову. Для пасивних курців їх виробництво у два-чотири рази перевищує норму. Після викурювання однієї-двох сигарет антиоксидантна здатність плазми зменшується на одну годину. Хронічні курці зазвичай мають низький рівень вітамінів С і Е, бета-каротину, а також селену. Збільшується їх концентрація ліпопероксидів та карбонілів білків, що є свідченням їх пошкодження. Чорна пігментація легенів у курців, ймовірно, спричинена відкладеннями заліза від невеликих кровотеч.
Куріння та окислювальний стрес
Куріння також є окремим фактором ризику розвитку атеросклерозу, оскільки воно пошкоджує ендотелій, стимулює фактори прокоагуляції, підвищує резистентність до інсуліну та індукує дисліпідемію. У курців повідомляється про збільшення утворення вільних радикалів кисню в нейтрофільних лейкоцитах, зменшення загальної сироваткової антиоксидантної здатності та збільшення концентрації низькомолекулярних вуглеводнів у видихуваному повітрі. Виділення із сечею ізопростаноїдів збільшується під час куріння сигарет.
Вільні радикали беруть участь у виникненні та розвитку багатьох захворювань та станів. Іноді вільні радикали безпосередньо викликають захворювання, інколи вони погіршують або ускладнюють свій перебіг. Хвороби, при яких вільні радикали відіграють вирішальну роль у етіопатогенезі, іноді називають "хворобами вільних радикалів". Серед цих захворювань, крім атеросклерозу, цукрового діабету, інтоксикації та багатьох інших, ми також включаємо куріння.
Курячи сигарети, на курця постійно нападає, серед іншого, велика кількість вільних радикалів, які утворюються під час куріння і суттєво сприяють розвитку раку, запальних захворювань тощо. Курець втрачає в середньому 8 років від тривалості життя некурця, і загалом близько 50 відсотків з них помирають внаслідок цієї залежності. Трагедією є те, що некурці також гинуть внаслідок мимовільного куріння. Якщо не буде вжито адекватних заходів на рівні пропозиції консультування та медичної допомоги дорослим або не буде значного зменшення куріння серед молоді, загальна кількість смертей щонайменше подвоїться з 20 000 000 до 10 000 000 на рік у 2030 році.