SERBEST RADİKALLER VE ANTİOKSİDANLAR
Serbest radikaller dış yörüngelerinde ortaklaşmamış elektron bulundurduğu için karasız bir yapı gösteren, etrafındaki moleküllerden elektron alıp kararlı bir yapı oluşturmaya çalışan kısa ömürlü, reaktif moleküllerdir. Etrafındaki hücrelerin elektronlarını alınca onlara zarar vermeye başlarlar. Örneğin oksijen molekülü; oksijenli solunum yapan canlılarda atmosferde bulunduğu sınırlar arasında savunma sistemlerinin koruyuculuğunda oksijeni kullanılabilirler. Atmosfer dışındaki yüksek dozlarda ise öldürücü düzeyde toksik bir gazdır. Bu durum yaşamın ilginç çelişkileri arasındadır.
Organizmamızdaki serbest radikallerin en büyük kısmı oksijenden oluşan radikallerdir. Oksijen molekülünün kısmi indirgenmesinden reaktif oksijen türleri (ROS); hidroksil (OH-) radikali ve süperoksit radikali (O2-) oluşmaktadır. ROS üretimindeki endojen kaynaklar (Vücudun kendi işleyişinde üretilen serbest radikaller) özellikle sağlıksız mitokondrilerde elektron transport sistemlerinden sızan serbest radikaller en önemli serbest radikal kaynağıdır. Ayrıca peroksizomlarda, monosit ve nötrofillerin fagositozu sırasında bol miktarda serbest radikal üretilir. Biraz da kimyasal yapılarını inceleyelim. Serbest radikaller nasıl oluşur?
Kovalent bağların homolitik kırılmasıyla; yüksek enerjili elektromanyetik dalgalar ve yüksek sıcaklık (500-600 oC) kimyasal bağların kırılmasına neden olur. Kırılma sırasında bağ yapısındaki iki elektronun her biri ayrı ayrı atomlarda kalıyorsa bu tür kırılmaya homolitik kırılma denir ve her iki atomun üstünde de paylaşılmamış elektron kalır. Heterolitik kırılma oluşursa zıt yüklü iyon çiftleri oluşur ve bu türler de reaktiftir.
Normal bir molekülün elektron kaybetmesi ile serbest radikal formu oluşur. Örneğin; C vitamini hücresel bir antioksidandır. Serbest radikallere tek elektron verip radikalleri indirgerken kendilerinin radikal formunu oluştururlar. Yine normal bir moleküle elektron transferi ile de serbest radikaller oluşur. Örneğin; moleküler oksijenin tek elektron ile indirgenmesi süperoksit (O2-) radikalini oluşturur.
Serbest radikaller belli bir oranda vücudun direncini sağlar. Antioksidan sistemimizi düşük hızda çalıştırır. Aşı gibi de düşünülebilir. Vücudumuzun onlara ihtiyacı vardır ama ne zaman serbest radikallerin oluşumu ile antioksidan savunma mekanizması arasında ciddi dengesizlik oluşursa o zaman oksidatif stres meydana gelmeye başlar.
Antioksidanlar, bu oksidatif hasarı engelleyen moleküllerdir. Peki, bu hasarı nasıl engeller? Kendi elektronlarından birini vererek serbest radikali nötralize eder. Böylece serbest radikalin elektron çalarak zincirleme reaksiyonlarının önüne geçer. Antioksidanlar hücre ve doku hasarını engeller. Enzimatik ve enzimatik olmayan antioksidanlar olarak vücudumuzda ikiye ayrılırlar.
Enzimatik antioksidanlar: Süperoksit dismutaz (SOD), katalaz, glutatyon peroksidaz, glutatyon redüktaz.
Enzimatik olmayan antioksidanlar: İndirgenmiş glutatyon, lipoik asit, koenzim Q, L-arjinin, melatonin, ürik asit, bilirubin, metal bağlayıcı proteinler, besinsel antioksidanlar, selenyum, çinko, mangan, omega 3, vitamin A, E, C.
SOD (Süperoksit dismutaz enzimi): Organizmada serbest radikali substrat olarak kullanan tek enzimdir. Bakır ve çinko içeren tipi sitoplazmada, mangan içeren tipi mitokondride bulunur. Kanserli hücrelerde SOD zarar görmüş olur. Bu da mitokondri hasarı oluşturur. Artan glikolizde hücrede ağır yük oluşturur.
Glutatyon peroksidaz: En çok çalışan antioksidan enzimdir. Asıl görevi akut yaygın oksidatif strese yanıt vermektir. Mitokondride yavaş yapılan ROS’tan daha öncelikli olarak akut stresi karşılar. Bu enzimin aktivitesi en fazla karaciğer, böbrek ve kalpte görülür.
Glutatyon (GSH): Sistein içeren bir tripeptittir. Glutamat, sistein ve glisinden sentezlenir. %90’ı sitozolde (hücre sıvısında), %10’u mitokondride bulunur. DNA sentezinde, hasarlı DNA parçalarının onarılmasında, metabolik fonksiyonların yerine getirilmesinde, zehirli maddelerin inaktif hale dönüştürülmesinde, serbest radikallerin hasarlarının önlenmesinde görev yapmaktadır.
Alfa Lipoik Asit: Glutatyon, ubikinon, C ve E vitaminleri gibi bilinen antioksidanları radikal veya okside formlarını indirgeyerek yenileyebilir. Antioksidanların bir daha yenilenmesine ve kullanılmasına katkı sağlar. Çünkü sadece bir antioksidan, bir serbest radikali inhibe eder. Antioksidanların tekrar yenilenmesine katkıda bulunması alfa lipoik asitin önemli bir antioksidan olduğunu bize gösterir.
Melatonin: Gece olduğunda insanların vücudunda özellikle karanlıkta ve uykuda triptofandan sentezlenen bir hormondur. Salınımı 21:00-22:00 gibi başlar ve 02:0004:00 arası en yüksek konsantrasyona ulaşır. 07:00 ile 09:00 arasında da sonlanır. Hücrelerin protein ve lipit yapılarını, hem çekirdek hem de mitokondri DNA’sını korur. Antioksidan olarak çok geniş çaplı bir koruma sağlar.
Ürik asit: Ürik asit aslında vücudun atık ürünüdür. Yüksek yoğunlukta kristalize olur, böbrek taşlarına ve gut hastalığına sebep olabilir. Bazı serbest radikalleri etkisizleştirir. Fe ve Cu gibi metal iyonlarının şelatörleri olarak da etki gösterir.
Co-Enzim Q10: Membran stabilitesinde, enerji dönüşümlerinde ve ATP üretiminde rol oynar. Hem vücutta üretilir, hem de dışardan alabileceğimiz bir antioksidandır. En çok dana etinde, tavukta bulunur.
40’lı yaşlardan sonra vücuttaki üretimi azalır. Ubikinon ubikinole bir redüksiyon reaksiyonuyla çevrilir ve vücutta bu iki molekül birbirine dönüşüm içerisindendir.
Koenzim Q10 oksijen kaynaklı serbest radikaller ile etkileşerek moleküllerin zarar görmesini engeller. Serbest radikaller ubikinondan gelen bir elektronla stabil hale gelir. Ubikinol ise plazmada düşük konsantrasyonda bulunmasına rağmen plazmadaki oksidanlarla ilk tepkimeye giren antioksidandır. En fazla kalp, karaciğer ve böbrekte bulunur.
C Vitamini (Askorbik asit): Belirli dozlarda antioksidan etki gösterir. Yüksek dozlarda oksidan etki gösterir. Süperoksit ve
H O gibi reaktif oksijen ve nitrojen türlerini, peroksil radikallerini, nitrik oksit radikallerini etkisiz hale getirir. Hücrelerin DNA’sını serbest radikallerden korur.
Ayrıca vücutta antikor üretimini arttırdığı ve antimikrobiyal bir alan yarattığı da gösterilmiştir. İnsanlarda immün fonksiyonlarını geliştirdiği, kollajen sentezini arttırdığı böylelikle yara iyileşme protokollerinde uygun bir destek olacağı bildirilmiştir.
Oksidatif stresin neden olduğu hastalıkların bazıları ise şöyle: Kanser, Alzheimer, Parkinson, kardiyovasküler hastalıklar, immün sistem hastalıkları, katarakt, diyabet, böbrek ve karaciğer hastalıkları…
Sağlıklı ve huzurlu günlere…
Kaynaklar: - Brain Inj. 2013;27(10):1181-9. Doi: 10.3109/026999052.2013.804199. Epub 2013 Jul 29. Obestatin alleviates subarachnoid haemorrhage-induced oxidative injury in rats via its anti-apoptotic and antioxidant effects. / Erşahin M, Ozsavcı D, Sener A, Ozakpınar OB, Toklu HZ, Akakin D, Sener G, Yeğen BC. Author information School of Medicine, Department of Neurosungery, Istanbul Medeniyet Universty, Istanbul, Turkey. - Select item 2133621514 The novel function of nesfatin-1 as an anti-inflammatory annd antiapoptotic peptide in subarachnoid hemorrhageinduced oxidative brain damage in rats. Ozsavci D, Erşahin M, Sener A, Ozakpınar OB, Toklu HZ, Akakin D, Sener G, Yegen BC. - Nesfatin-1 inproves oxidative skin injury in normoglycemic or hyperglycemic rats. Solmaz A, Bahadır E, Gülcicek OB, Yiğitbas H, Celik A, Karagöz A, Ozsavci D, Sirvancı S, Yegen BC.