أنواع الجذور الحرة وأهميتها

أنواع الجذور الحرة

تشكل مؤكسدات الأكسجين التفاعلية (ROS) ومؤكسدات النيتروجين التفاعلية (RNS) المصدر الرئيسي لمعظم الجذور الحرة، ومن أبرز هذه الأنواع ما يلي:

• جذر الهيدروكسيل

يُعتبر جذر الهيدروكسيل شكلاً محايداً لأيون الهيدروكسيد، ويتميز بكونه جذرًا حرًا شديد التفاعل قادرًا على التفاعل بفعالية مع الجزيئات العضوية وغير العضوية، بما في ذلك الحمض النووي والبروتينات والدهون والكربوهيدرات. ويؤدي ذلك إلى إلحاق ضرر جسيم بالخلايا، تفوق أضراره أي نوع آخر من الأكسجين.

• مؤكسد السوبر أكسيد

ينتج هذا الجذر داخل الميتوكوندريا نتيجة لتفاعلات نقل الإلكترون غير الإنزيمية، ويكون تفاعله مع الجزيئات الحيوية بشكل عام منخفضًا.

• بيروكسيد الهيدروجين

يؤدي بيروكسيد الهيدروجين إلى تلف خلايا الجسم عند تركيزات منخفضة نسبيًا تصل إلى 10 ميكرومترات، ولكن يصبح تأثيره مُعطلاً عند المستويات الأعلى.

• حمض الهيدروكلوروس

يُعتبر حمض الهيدروكلوروس أحد العوامل المؤكسدة الرئيسية التي تنتجها خلايا الدم البيضاء المنشطة في مواقع الالتهاب، وينتج عن تفاعل بيروكسيد الهيدروجين مع الكلوريد بوجود إنزيمات مؤكسدة.

• أول أكسيد النيتروجين (NO)

يُعتبر جزيئًا صغيرًا يتم إنتاجه في الأنسجة من خلال تكوينات أكسيد النيتريك.

• الأكسجين الفردي

هو حالة ذات إثارة إلكترونية عالية من الأكسجين الجزيئي، ويُعتبر نوعًا سامًا من الأوكسجين التفاعلي. يتم إنتاجه في الكائنات الحية عبر تنشيط بعض أنواع خلايا الدم البيضاء.

• البيروكسيل (ROO-)

يُشتق البيروكسيل من الأكسجين في الأنظمة الحية، ويتواجد أبسط أشكاله في شكل جذور البيرهيدروكسيل (HOO-) التي تتكون من بروتونات السوبر أكسيد.

• الباروكسينيتريت (ONOO-)

تعتبر من الجذور الحرة شديدة السمية، وتستطيع التفاعل مباشرة مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين كربوكسيلات النيتروز عالية التفاعل (ONOOCO2−) أو حمض البيروكسينيتروز (ONOOH).

• الأوزون (O3)

يُعتبر الأوزون مادة مؤكسدة قوية يمكن إنتاجها داخل الكائن الحي من خلال مسار أكسدة الماء المحفز بالأجسام المضادة، ويلعب دورًا حيويًا في الاستجابة الالتهابية.

مفهوم الجذور الحرة

تُعرف الجذور الحرة بأنها جزيئات شديدة التفاعل وغير مستقرة تنتج بشكل طبيعي في الجسم كمنتجات ثانوية لعمليات الأيض (الأكسدة)، أو نتيجة التعرض للسموم البيئية مثل دخان التبغ والأشعة فوق البنفسجية.

تدوم الجذور الحرة لفترة قصيرة تصل إلى جزء من الثانية، ولكن خلال هذه الفترة قد تتسبب في تلف الحمض النووي، مما يؤدي أحيانًا إلى طفرات قد تؤدي إلى الإصابة بالسرطان. وفي هذا السياق، يمكن لمضادات الأكسدة الموجودة في الأطعمة أن تعادل الجزيئات غير المستقرة، مما يقلل من خطر تلف الحمض النووي.

اكتسبت الجذور الحرة والمواد المؤكسدة الأخرى أهمية في علم الأحياء بسبب دورها الفسيولوجي وتأثيرها على مجموعة متنوعة من الأمراض. تشمل الجذور الحرة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وأنواع النيتروجين التفاعلي (RNS) والتي تُشتق من مصادر داخلية (الميتوكوندريا، البيروكسيسومات، الشبكة الإندوبلازمية) وأخرى خارجية (مثل التلوث، الكحول، دخان التبغ، المعادن الثقيلة، وبعض الأدوية بما في ذلك الهالوثان والباراسيتامول، بالإضافة إلى الإشعاع).

مفهوم مؤكسدات الأوكسجين والنيتروجين التفاعلية

تشكل هذه الفئة مجموعة فرعية من الجذور الحرة التي تحتوى على الأكسجين والنيتروجين. الجذور هي الأنواع التي تحتوي على إلكترون واحد على الأقل غير مزدوج في نطاق نواة الذرة، وهي قادرة على الوجود بشكل مستقل. كما أن جزيء الأكسجين نفسه يعد جذريًا بسبب وجود إلكترونين.