Свободните радикали са част от метаболитните процеси в организма. Те участват в защитата на тялото от чужди частици, в репродуктивния процес и активират редица ензими. В допълнение към положителните ефекти, свободните радикали, от друга страна, са "отговорни" за много патологични състояния и увреждане на клетките.
Понятията за свободните радикали напоследък се срещат не само в литературата. Интересът към определянето на свободните радикали нараства, тъй като свръхпроизводството им играе важна роля при белодробни, сърдечно-съдови, онкологични и невродегенеративни заболявания, заболявания на храносмилателния тракт, черния дроб, панкреаса, бъбреците и различни метаболитни нарушения. Те също участват в появата и протичането на заболявания на централната нервна система, като неврит, болест на Алцхаймер, болест на Паркинсон, стареене, атеросклероза на мозъка и епилепсия.
Физиологично и патологично действие на свободните радикали
Кислородът обикновено се метаболизира в организма, но освен това може да произвежда потенциално токсични вещества. Кислородните атоми се обогатяват с електрони (редукция на кислорода) или губят един електрон (окисляване). Образуват се свободни радикали.
Свободни радикали
Антиоксиданти
Всички те са системи и вещества, които инхибират, потискат образуването на свободни радикали или, ако вече са се образували, намаляват ефекта им. Вродена система за контрол на антиоксидантите е представена от някои ензими. По-малко известни включват различни молекули - "свързващи вещества и носители" (албумин, хаптоглобин, хемопексин, трансферин, церулоплазмин) или продукти от метаболизма и метаболизма (например пикочна киселина).
Ефективните антиоксиданти включват още известната аскорбинова киселина, каротеноиди, коензим Q 10, естествени флавоноиди и други. По-специално, биофлавоноидите и полифенолните вещества, които се намират в плодовете, играят основна роля в антиоксидантната способност на техните сокове. Най-ефективни са тъмните плодове, особено черна офика, касис, ягоди и боровинки. Много високо съдържание на антиоксиданти се съдържа в зеления чай и червеното вино.
Смята се, че редовният прием на червено вино с високо съдържание на антиоксиданти води до по-ниска честота на ишемична болест на сърцето във Франция. Въпреки това е вероятно на този т.нар. Френският парадокс също допринася за друг начин на хранене, особено висок прием на плодове, зеленчуци и зехтин.
Оксидативен стрес
Причинява се от негативните ефекти на свободните радикали и реактивните кислородни или азотни метаболити. Оксидативният стрес означава преобладаване на окислителните частици над клетъчните антиоксиданти в живите клетки, когато се наруши балансът между образуваните радикали и техните естествени чистачи. Той може да играе роля в развитието или развитието на много човешки заболявания, като болестта на Паркинсон, ревматоиден артрит, атеросклероза и други подобни.
Бели дробове
Белите дробове са единственият вътрешен орган, който е в пряк контакт с външната среда с площ приблизително 100 m2. От това около 4 m2 се образува от дихателните пътища, останалото е повърхността на алвеолите. Огромната контактна площ се дължи на факта, че дихателната система е много чувствителна към кислорода и всички замърсители на околната среда (цигарен дим, азбест и др.).
Тези вещества са радикали или реагенти, които могат да предизвикат образуването на реактивни кислородни видове (ROS) в тъканите, които увреждат биомолекулите на белодробната тъкан, особено мембранните липиди, клетките, покриващи вътрешната повърхност на кръвоносните съдове и засягащи регулаторните клетъчни механизми. ROS причиняват възпалителни промени, тъй като левкоцитите започват да образуват огромни количества супероксид, който се превръща в по-реактивни кислородни видове.
Те окисляват липидите на клетъчните мембрани, инактивират някои протеини и увреждат нуклеиновите киселини. В белите дробове се развива оксидативен стрес, който се проявява като напр. хроничен бронхит, астма, синдром на дихателен дистрес при възрастни и др. Срещу въздействието на свободните кислородни радикали белите дробове са снабдени със специфични антиоксидантни механизми, напр. глутатион система, супероксид дисмутаза, каталаза. Витамините А, С и Е, албуминът и тауринът намаляват увреждането на белите дробове от кислородните радикали.
Пушенето и кислородните радикали
Към днешна дата в цигарения дим са идентифицирани повече от 4000 съединения, от които поне 50 са канцерогенни. Пушенето на цигари е основен фактор за хроничен бронхит, хронична обструктивна белодробна болест и рак на белия дроб. 1014 свободни радикали и биореактивни кислородни метаболити влизат в тялото с един дъх. Сред тях може да се намери всичко, което е вредно. Свободните радикали, произведени от фагоцитите, се добавят към димните радикали.
Свободните радикали се активират от дразнещия ефект на дима и никотина върху лигавицата. За пасивните пушачи тяхното производство е два до четири пъти по-високо от нормалното. След изпушване на една или две цигари, антиоксидантният капацитет на плазмата намалява с един час. Хроничните пушачи обикновено имат ниски нива на витамини С и Е, бета-каротин, както и селен. Концентрацията им на липопероксиди и карбонили на протеини се увеличава, което е доказателство за тяхното увреждане. Черната пигментация на белите дробове при пушачите вероятно е причинена от железни отлагания от малки кръвоизливи.
Тютюнопушене и оксидативен стрес
Пушенето също е отделен рисков фактор за атеросклероза, тъй като уврежда ендотела, стимулира прокоагулантни фактори, повишава инсулиновата резистентност и предизвиква дислипидемия. При пушачите се съобщава за повишено образуване на свободни кислородни радикали в неутрофилните левкоцити, намаляване на общия серумен антиоксидантен капацитет и повишаване на концентрацията на нискомолекулни въглеводороди във издишания въздух. Екскрецията на изопростаноиди с урината се увеличава по време на пушене на цигари.
Свободните радикали участват в произхода и развитието на много заболявания и състояния. Понякога свободните радикали директно причиняват заболяване, друг път те се влошават или усложняват техния ход. Болестите, при които свободните радикали играят решаваща роля в етиопатогенезата, понякога се наричат „заболявания на свободните радикали“. Сред тези заболявания, освен атеросклероза, захарен диабет, интоксикация и много други, включваме и тютюнопушенето.
Когато пуши цигари, пушачът е постоянно атакуван, наред с други неща, от голямо количество свободни радикали, които се образуват по време на пушенето и допринасят значително за развитието на рак, възпалителни заболявания и други подобни. Пушачът губи средно 8 години от продължителността на живота на непушач и общо около 50% от тях умират в резултат на тази зависимост. Трагедия е, че непушачите също умират в резултат на неволно пушене. Ако не се вземат адекватни мерки на нивото на предлагането на консултации и медицински грижи за възрастни или не настъпи значително намаляване на тютюнопушенето сред младите хора, общият брой на смъртните случаи ще се удвои поне от 20 000 000 до 10 000 000 годишно през 2030 г.