أنواع الجذور الحرة
تشكل الجذور الحرة معظمها نتيجة لمؤكسدات الأكسجين التفاعلية (ROS) ومؤكسدات النيتروجين التفاعلية (RNS). وفيما يلي بعض الأمثلة على هذه الجذور:
- جذور الهيدروكسيل
تُعد جذور الهيدروكسيل الشكل المحايد لأيون الهيدروكسيد، وهي جذر حر شديد التفاعل ويستطيع التفاعل بشكل قوي مع الجزيئات العضوية وغير العضوية على حد سواء. وهذا يشمل الحمض النووي والبروتينات والدهون والكربوهيدرات، مما يؤدي إلى ضرر كبير للخلايا يفوق ما يمكن أن يحدثه أي نوع آخر من أنواع الأكسجين.
- أنيونات السوبر أكسيد
تتولد أنيونات السوبر أكسيد داخل الميتوكوندريا عبر تفاعلات نقل الإلكترون التي لا تعتمد على الأنزيمات، ويكون تفاعلها مع الجزيئات الحيوية محدودًا.
- بيروكسيد الهيدروجين
يمكن أن يؤدي بيروكسيد الهيدروجين إلى تلف الخلايا حتى عند تركيزات منخفضة نسبيًا (10 ميكرومترات)؛ لكنه يُعطل عند المستويات الأعلى.
- حمض الهيدروكلوروس
يُعتبر حمض الهيدروكلوروس أحد العوامل المؤكسدة الرئيسية التي تنتجها بعض أنواع خلايا الدم البيضاء النشطة في موقع الالتهاب، وينشأ نتيجة لتفاعل بيروكسيد الهيدروجين مع الكلوريد في تفاعل مُحفز بواسطة بعض الإنزيمات المؤكسدة.
- أول أكسيد النيتروجين (NO)
هو جزئ صغير يُنتج في الأنسجة بواسطة مركبات أكسيد النيتريك.
- الأكسجين المفرد
يمثل حالة ذات إثارة إلكترونية عالية ومستقرة من الأكسجين الجزيئي، وهو نوع من الأكسجين التفاعلي شديد السمية يُنتج في الكائنات الحية عند تفعيل بعض أنواع خلايا الدم البيضاء.
- البيروكسيل (ROO-)
يُشتق البيروكسيل من الأكسجين في الأنظمة البيولوجية، ويُعتبر أبسط شكل من أشكال جذور البيروكسيل هو جذور البيرهيدروكسيل (HOO-) والتي تتكون من بروتونات السوبر أكسيد.
- البيروكسينيتريت (ONOO-)
تُعتبر من الجذور الحرة شديدة السمية وقادرة على التفاعل مباشرة مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين كربوكسيلات النيتروز عالية التفاعل (ONOOCO2−) أو حمض البيروكسينيتروز (ONOOH).
- الأوزون (O3)
الأوزون هو مادة مؤكسدة قوية يمكن إنتاجها في الجسم الحي من خلال مسار أكسدة الماء الناجم عن الأجسام المضادة، وهو يلعب دورًا حيويًا في الاستجابة للالتهابات.
مفهوم الجذور الحرة
الجذور الحرة هي جزيئات شديدة التفاعل وغير مستقرة تُنتج بشكل طبيعي في الجسم كمحصلة ثانوية لعمليات الأيض (الأكسدة) أو نتيجة التعرض للسموم البيئية مثل دخان التبغ والأشعة فوق البنفسجية.
تتميز الجذور الحرة بعمر قصير يقدر بجزء من الثانية، لكن خلال تلك الفترة، يمكن أن تتسبب في تلف الحمض النووي، مما يؤدي أحيانًا إلى حدوث طفرات قد تؤدي إلى الإصابة بالسرطان. كما أن مضادات الأكسدة الموجودة في الأغذية التي نتناولها قادرة على تحييد هذه الجزيئات غير المستقرة، مما يقلل من مخاطر إلحاق الضرر بالحمض النووي.
اكتسبت الجذور الحرة والمواد المؤكسدة الأخرى أهمية كبيرة في علم الأحياء بفضل دورها الفسيولوجي وتأثيرها على مجموعة متنوعة من الأمراض. تشمل الجذور الحرة كلاً من أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وأنواع النيتروجين التفاعلي (RNS)، وهي مشتقة من مصادر داخلية (الميتوكوندريا، البيروكسيسومات، الشبكة الإندوبلازمية) وأخرى خارجية مثل التلوث، والكحول، ودخان التبغ، والمعادن الثقيلة وبعض الأدوية مثل الهالوثان والباراسيتامول والإشعاع.
مفهوم مؤكسدات الأوكسجين والنيتروجين التفاعلية
تشكل مؤكسدات الأوكسجين والنيتروجين التفاعلية مجموعة فرعية من الجذور الحرة التي تحتوي على المكونات الأساسية للأكسجين والنيتروجين، حيث تعتبر الجذور أنواعًا تحتوي على إلكترون واحد على الأقل غير مزدوج في محيط نواة الذرة، مما يجعلها قادرة على الوجود بصورة مستقلة. يعتبر جزيء الأكسجين نفسه جذرًا، على الرغم من احتوائه على إلكترونين.
