Свободные радикалы
Свободные радикалы в химии — частицы (как правило, неустойчивые), содержащие один или несколько неспаренных электронов. По другому определению свободный радикал — вид молекулы или атома, способный к независимому существованию (то есть обладающий относительной стабильностью) и имеющий один или два неспаренных электрона. Неспаренный электрон занимает атомную или молекулярную орбиталь в одиночку. Как правило, радикалы обладают парамагнитными свойствами, так как наличие неспаренных электронов вызывает взаимодействие с магнитным полем. Кроме этого наличие неспаренного электрона способно значительно усилить реакционную способность, хотя это свойство радикалов широко варьируется.
Эволюция свободных радикалов
Хотя зарождение жизни произошло в бескислородной среде, в тот период на биологические структуры действовали мощные источники повреждений и прежде всего ультрафиолетовое облучение и радиация. Когда позднее кислород стал освобождаться водорослями в атмосферу, то некоторые клетки приобрели способность его использовать в энергетических процессах путем восстановления до воды. Вместе с тем в процессе неферментативного восстановления кислорода происходит образование активных и токсических интермедиатов – супероксидного радикала О2, перекиси водорода Н2О2 и наиболее реакционного гидроксильного радикала ОН. Считают, что если в процессе дыхания у человека 98% молекулярного кислорода полностью восстанавливается до воды, то оставшиеся 2% идут на образование потенциально токсичных
молекул свободных радикалов
с усиленной химической реактивностью из-за наличия неспаренного электрона на внешней орбите. Вследствие этого реакции неферментативного восстановления кислорода служат фоном, на котором осуществляются все процессы жизнедеятельности, и этот фон всегда является внутренней причиной возможности индуцирования мутаций.
Вместе с тем те самые системы, которые уже на заре возникновения жизни стали предохранять живую материю от внешних повреждений, а также ряд новых систем, возникших в процессе эволюции, защищают организм и от повреждений свободными радикалами прежде всего путем восстановления (репарации) ДНК и гашения различными способами свободнорадикальных реакций.
Значение различного типа повреждений, вызываемых свободными радикалами, нередко оценивается по эффективности применения
антиоксидантов
при тех или иных болезнях.
Этим способом была выявлена роль свободных радикалов в механизмах старения, канцерогенеза, некоторых аутоиммунных процессов, атеросклероза и ряда других патологических состояний.
|