رادیکال های آزاد و اکسیدان‌ها به عنوان ترکیبات سمی و مفید یک نقش دوگانه را در بدن ایفا می‌کنند؛ چون می‌توانند برای بدن مفید یا مضر باشند. مقادیری از رادیکال های آزاد برای سلامتی ضروری هستند؛ مثلا سیستم ایمنی برای مبارزه با عوامل بیگانه از آن‌ها استفاده می‌کند. رادیکالهای آزاد از متابولیسم سلولی طبیعی در بدن و همچنین از منابع خارجی مثل آلودگی، دود سیگار، تشعشع و دارو تولید می‌شوند. زمانی که رادیکالهای آزاد به تدریج از بین نروند و از حد نرمال بیشتر شوند، تجمع آن‌ها در بدن باعث بروز وضعیتی به نام استرس اکسیداتیو می‌شود. این فرآیند در ایجاد برخی از بیماری‌های مزمن نقش مهمی دارد. برخی از این بیماری‌ها شامل سرطان، اختلالات خودایمنی، پیری، آب مروارید، بیماری‌های قلبی و عروقی، آرتریت روماتوئید و بیماری‌های تخریب کننده عصب (نورودژنراتیو) هستند. بدن انسان با تولید آنتی اکسیدان‌ها، مکانیسم‌های مختلفی برای مقابله با استرس اکسیداتیو دارد. آنتی اکسیدان‌ها یا به طور طبیعی در بدن تولید می‌شوند و یا از طریق موادغذایی حاوی آنتی اکسیدان و مکمل‌ها تامین می‌شوند. مقدار رادیکال های آزاد و آنتی اکسیدان ها در بدن باید متعادل باشد وگرنه به بدن آسیب می‌زند.
ما را در اینستاگرام دنبال کنید!
رادیکال های آزاد
رادیکالهای آزاد مولکول‌های ناپایداری هستند که به طور طبیعی در بدن ساخته می‌شوند. این مولکول‌ها محصول جانبی متابولیسم طبیعی هستند و واکنش‌پذیری بالایی دارند. رادیکالهای آزاد همچنین می‌توانند توسط بدن پس از قرار گرفتن در معرض سموم موجود در محیط مثل دود تنباکو و اشعه ماوراءبنفش (UV) ساخته شود. عمر رادیکالهای آزاد در حد ثانیه است. آن‌ها در همین مدت کوتاه این توانایی را دارند تا به مولکول‌های DNA آسیب بزنند. این آسیب‌ها گاهی اوقات منجر به ایجاد جهش‌هایی می‌شود که خطر ابتلا به بیماری‌هایی مثل سرطان و بیماری قلبی را افزایش می‌دهد. همچنین رادیکال های آزاد با این فرآیند، در تسریع روند پیری نقش دارند. آنتی اکسیدان‌های موجود در غذاهایی که میخوریم معمولا این مولکول‌های ناپایدار را می‌توانند خنثی کنند و احتمال آسیب رسیدن به مولکول‌ها را کاهش دهند.
انواع رادیکال های آزاد
انواع مختلفی از رادیکالهای آزاد وجود دارند. مهم‌ترین نوع آن‌ها در انسان، رادیکال های آزاد اکسیژن (نوع فعال اکسیژن) هستند. نمونه‌هایی از رادیکالهای آزاد اکسیژن شامل موارد زیر است.
- اکسیژن منفرد (اکسیژنی که به اتم‌های منفرد با الکترون‌های جفت نشده تقسیم شده)
- آب اکسیژنه
- سوپراکسیدها
- آنیون‌های هیدروکسیل
رادیکال های آزاد چگونه به بدن آسیب می‌زنند؟
براساس نظریه رادیکالهای آزاد که برای اولین بار در سال 1956 مطرح شد، رادیکالهای آزاد در طول زمان سلول‌ها را تجزیه می‌کنند. هنگامی که سن افزایش پیدا می‌کند، بدن به تدریج توانایی مبارزه با رادیکالهای آزاد را از دست می‌دهد. در نتیجه رادیکال های آزاد بیشتر می‌شوند و استرس اکسیداتیو نیز افزایش می‌یابد. این مسئله سبب آسیب بیشتر به سلول‌ها و فرآیندهای دژنراتیو (تخریب کننده) می‌شود.
طبق تحقیقات و مطالعات مختلف، استرس اکسیداتیو ناشی از رادیکالهای آزاد به موارد زیر مرتبط است.
- بیماری‌های سیستم عصبی مرکزی مانند آلزایمر و سایر بیماری‌های زوال عقل
- بیماری‌های قلبی و عروقی (با منشا گرفتگی عروق)
- اختلالات خودایمنی و التهابی مانند آرتریت روماتوئید و سرطان
- آب مروارید و کاهش بینایی
- تغییرات ظاهری مرتبط با افزایش سن مثل از دست دادن خاصیت ارتجاعی پوست، چین و چروک، سفیدی مو، ریزش مو و تغییر در بافت مو
- دیابت
- بیماری‌های ژنتیکی دژنراتیو مثل بیماری هانتینگتون یا پارکینسون
نظریه تاثیر رادیکال های آزاد بر روند پیری نسبتا جدید هستند اما مطالعات متعددی از آن حمایت می‌کنند. برای مثال مطالعات روی موش‌ها، افزایش قابل توجهی در رادیکالهای آزاد را با افزایش سن موش‌ها نشان داد. برخی از مطالعات و تحقیقات روی موش‌ها نشان داده‌اند که رادیکالهای آزادی که در میتوکندری تولید شده‌اند، به برخی مواد مورد نیاز برای عملکرد صحیح سلول، آسیب می‌زند. این اتفاق سبب می‌شود جهش‌هایی رخ دهند که باعث تولید بیشتر رادیکالهای آزاد شود و در نتیجه آسیب به سلول‌ها نیز تسریع می‌شود. این نظریه در واقع روند پیری را به ما توضیح می‌دهد؛ چون روند پیری در طول زمان سرعت می‌یابد. تجمع تدریجی اما سریع رادیکالهای آزاد این مسئله را توجیه می‌کند که چرا حتی بدن‌های سالم نیز با گذشت زمان پیر و خراب می‌شوند.
علل ایجاد رادیکال های آزاد
نظریه‌های رادیکالهای آزاد در مورد پیری و بیماری، ممکن است به توضیح این که چرا برخی افراد کندتر از بقیه پیر می‌شوند کمک کند. اگرچه رادیکال های آزاد به طور طبیعی در بدن تولید می‌شوند؛ اما عوامل سبک زندگی می‌تواند تولید آن‌ها را تسریع کند. برخی از عوامل سبک زندگی شامل موارد زیر است.
- قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی سمی مانند آفت‌کش‌ها و آلودگی هوا
- سیگار کشیدن
- مصرف نوشیدنی‌های الکلی
- غذاهای سرخ شده
این عوامل سبک زندگی با بیماری‌هایی مانند سرطان و بیماری‌های قلبی و عروقی مرتبط هستند. بنابراین استرس اکسیداتیو ممکن است دلیلی باشد که چرا قرار گرفتن در معرض این مواد باعث ایجاد بیماری می‌شود.
آنتی اکسیدان ها و رادیکال های آزاد
آنتی‌اکسیدان مولکولی است که باعث می‌شود سایر مولکول‌ها با اکسیژن وارد واکنش نشوند و به عبارتی از اکسید شدن آن‌ها جلوگیری می‌کند. آنتی اکسیدان ها مواد شیمیایی هستند که اثرات رادیکالهای آزاد را کاهش داده یا از آن جلوگیری می‌کنند. آن‌ها یک الکترون به رادیکال های آزاد می‌دهند و در نتیجه واکنش‌پذیری آن‌ها را کاهش می‌دهند. منحصر به فرد بودن آنتی اکسیدان ها به این دلیل است که طی به اشتراک گذاشتن الکترون، خودشان به رادیکالهای آزاد واکنشی تبدیل نمی‌شوند. هیچ آنتی اکسیدانی نمی‌تواند به تنهایی با اثرات هر رادیکال آزاد مبارزه کند. رادیکالهای آزاد در بخش‌های مختلف بدن اثرات مختلفی دارند؛ همچنین آنتی اکسیدان ها نیز انواع مختلف و خواص شیمیایی متفاوتی دارند که سبب رفتار متفاوت آن‌ها می‌شود. با این حال در شرایط خاصی، برخی از انواع آنتی اکسیدان ممکن است به پرواکسیدان تبدیل شوند. پرواکسیدان‌ها با گرفتن الکترون از دیگر مولکول‌ها، باعث بی‌ثباتی شیمیایی می‌شوند. این اتفاق می‌تواند سبب بروز استرس اکسیداتیو شود.
در مورد آنتی اکسیدان ها بیشتر بخوانید!
غذاهای آنتی اکسیدانی
در حال تعداد زیادی ماده شیمیایی وجود دارد که می‌توانند به عنوان آنتی‌اکسیدان عمل کنند. ویتامین‌های C و E، گلوتاتیون، بتاکاروتن و استروژن‌های گیاهی به نام فیتواستروژن از جمله آنتی اکسیدان هایی هستند که ممکن است اثرات رادیکال های آزاد از بین ببرند. بسیاری از غذاها سرشار از آنتی اکسیدان هستند. انواع توت‌ها، مرکبات و بسیاری از میوه‌های دیگر سرشار از ویتامین C و هویج مقدار زیادی بتاکاروتن دارد. سویا و برخی از جایگزین‌های گوشت حاوی فیتواستروژن بالایی هستند.
رادیکال های آزاد چگونه می‌توانند باعث سرطان شوند؟
آسیب به ژن‌های موجود در DNA توسط رادیکال های آزاد، می‌تواند باعث شود که آن‌ها پروتئین‌های بی‌اثر بسازند. برخی از این پروتئین‌ها فاکتور مهمی برای اطمینان از عملکرد صحیح DNA هستند. یکی از آسیب‌هایی که باعث ایجاد مشکل می‌شود در ژن‌های سرکوب‌کننده تومور است. ژن‌های سرکوب‌کننده تومور، با هدایت برخی از پروتئین‌ها باعث ترمیم DNA آسیب‌دیده می‌شوند و همچنین باعث می‌شود سلول‌هایی که به شدت آسیب دیده‌اند از طریق مرگ برنامه‌ریزی شده سلولی (آپوپتوز) حذف شوند. معمولا یک سری جهش در ژن‌های سرکوب‌کننده تومور و ژن‌های دیگر است که منجر به تشکیل سلول سرطانی می‌شود.