أنواع الجذور الحرة
تعتبر الجذور الحرة في الغالب ناتجة عن أكاسيد الأكسجين التفاعلية (ROS) وأكاسيد النيتروجين التفاعلية (RNS). وفيما يلي بعض الأمثلة على هذه الجذور:
- جذور الهيدروكسيل
جذر الهيدروكسيل يعد الشكل المحايد لأيون الهيدروكسيد، وهو جذر حر يتسم بشدة التفاعل. يمكن للجذر الهيدروكسيل التفاعل بقوة مع الجزيئات العضوية وغير العضوية، بما في ذلك الحمض النووي والبروتينات والدهون والكربوهيدرات، مما يتسبب في أضرار جسيمة للخلايا تتفوق بكثير على الأضرار الناتجة عن أي نوع آخر من الأكسجين.
- أنيونات السوبر أكسيد
تُنتَج هذه الجذور داخل الميتوكوندريا من خلال تفاعلات نقل الإلكترون غير الإنزيمية، ويكون تفاعلها مع الجزيئات الحيوية في أغلب الأحيان منخفضًا.
- بيروكسيد الهيدروجين
يسبب بيروكسيد الهيدروجين تلفًا للخلايا عند تركيزات منخفضة نسبيًا (10 ميكرومترات)، ولكنه يتعرض للانهيار عند المستويات الأعلى.
- حمض الهيدروكلوروس
يعتبر من العوامل المؤكسدة الرئيسية التي تنتجها بعض أنواع خلايا الدم البيضاء المنشطة في مناطق الالتهاب، وينتج عن تفاعل بيروكسيد الهيدروجين والكلوريد بوساطة بعض الإنزيمات المؤكسدة.
- أول أكسيد النيتروجين (NO)
هو جزيء صغير يتم إنتاجه في الأنسجة عبر تفاعلات أكسيد النيتريك.
- الأكسجين المفرد
يمثل حالة إلكترونية عالية الإثارة ومستقرة من الأكسجين الجزيئي، ويندرج ضمن أنواع الأكسجين التفاعلي العالية السمية، حيث يتم إنتاجه في الجسم من خلال تنشيط بعض خلايا الدم البيضاء.
- البيروكسيل (ROO-)
يتم اشتقاقه من الأكسجين في الأنظمة الحية، وأبسط أشكاله هو جذور البيرهيدروكسيل (HOO-) والذي يتكون من بروتونات السوبر أكسيد.
- البيروكسينيتريت (ONOO-)
تعتبر من الجذور الحرة عالية السمية، وقد تتفاعل بشكل مباشر مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين كربوكسيلات النيتروز عالية التفاعل (ONOOCO2−) أو حمض البيروكسينيتروز (ONOOH).
- الأوزون (O3)
يعد الأوزون من المواد المؤكسدة القوية التي يمكن إنتاجها في الجسم من خلال مسار أكسدة الماء المحفز بالأجسام المضادة، حيث يلعب دورًا مهمًا في الاستجابة الالتهابية.
مفهوم الجذور الحرة
الجذور الحرة هي عبارة عن جزيئات شديدة التفاعل وغير مستقرة، تُنتَج بشكل طبيعي في الجسم كمنتج ثانوي لعمليات التمثيل الغذائي (الأكسدة) أو نتيجة التعرض للسموم البيئية مثل دخان التبغ والأشعة فوق البنفسجية.
على الرغم من أن عمر الجذور الحرة لا يتجاوز جزءًا من الثانية، إلا أنها تستطيع إحداث أضرار للحمض النووي خلال تلك الفترة، مما يؤدي أحيانًا إلى حدوث طفرات قد تسهم في الإصابة بالسرطان. تساعد مضادات الأكسدة الموجودة في الأطعمة التي نتناولها في تحييد هذه الجزيئات غير المستقرة، مما يقلل من فرص إتلاف الحمض النووي.
لقد اكتسبت الجذور الحرة والمواد المؤكسدة الأخرى أهمية في علم الأحياء نظرًا لدورها الفسيولوجي وآثارها المحتملة في مجموعة متنوعة من الأمراض، وتشمل الجذور الحرة كلاً من أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) ونوع النيتروجين التفاعلي (RNS)، حيث تستمد مصادرها من الداخل (الميتوكوندريا، البيروكسيسومات، الشبكة الإندوبلازمية) وأخرى من الخارج (التلوث، الكحول، دخان التبغ، المعادن الثقيلة، والمعادن الانتقالية، وبعض الأدوية مثل الهالوثان والباراسيتامول والإشعاع).
تعريف مؤكسدات الأوكسجين والنيتروجين التفاعلية
تعتبر مجموعة فرعية من الجذور الحرة التي تحتوي على كل من الأكسجين والنيتروجين. تُعرف الجذور بأنها الأنواع التي تحتوي على إلكترون وحيد غير مزدوج حول نواة الذرة، وهي قادرة على الوجود بشكل مستقل. يعد جزيء الأكسجين الجزيئي نفسه جذريًا، نظرًا لوجود إلكترونين فيه.