استرس اکسیداتیو:  پیروزی رادیکال­های آزاد بر دفاع آنتی­اکسیدانی بدن و یا به عبارتی به هم خوردن تعادل بین تخریب سلولی  توسط رادیکال­های آزاد و دفاع آنتی اکسیداتی بدن، استرس اکسیداتیو نامیده می­شود.

در حقیقت نوعاً به حمله­های زیستی به ارگانیزم­های بدن استرس اکسیداتیو اطلاق می­شود. بدن انسان به هر دو نوع گونه اکسیدان و آنتی اکسیدان برای متابولیسم نرمال، انتقالات سیگنالی و نظم فعالیت­های سلولی احتیاج دارد. بنابراین هر سلول شرایطی را برای ایجاد حالت هموئوستازی بین گونه­های اکسیدان و آنتی اکسیدان ایجاد می­کند.

استرس اکسیداتیو ممکن است با آسیب زدن به اجزا مهم سلولی مانند پروتئین­ها، DNA و لیپیدهای غشایی باعث مرگ سلولی شود. هم­چنین استرس اکسیداتیو در فرایندهای فیزیولوژیک و پاتولوژیک مانند آسیب DNA، تکثیر، چسبندگی سلول و بقا آن دخالت دارد .

رادیکال­های آزاد: رادیکال­های آزاد در خارجی ترین لایه ی خود دارای الکترون جفت نشده  و شدیداً واکنشگر هستند که می­توانند واکنش­های زنجیری را با برداشت یک الکترون از مولکول دیگر به منظور تکمیل لایه خارجی خود آغاز کنند و با مولکول­ها و اتم­های مجاور برای رسیدن به حالت پایدار واکنش ­دهند. آن­ها تنها زمان کوتاهی پایدار هستند. رادیکال­های آزاد به دو دسته کلی رادیکال­های فعال اکسیژن و نیتروژن تقسیم می شوند.

1. رادیکال­های فعال اکسیژن (Reactive Oxygen Species, ROS )  : در سیستم­های زیستی، رادیکال­های آزاد اکسیژن از مهم­ترین رادیکال­های تولید شده هستند. با توجه به ساختمان الکترونی اکسیژن، که احیای آن با افزودن یک الکترون در هر زمان مساعدت می­شود، باتولید رادیکال­های اکسیژن به آسیب سلولی می انجامد. انتقال مرحله به مرحله الکترون­ها به اکسیژن مولکولی منجر به تولید آنیون­های سوپر اکسید ( O₂^-)، پراکسید هیدروژن (H₂O₂) و نهایتا رادیکال­های هیدروکسیل آزاد (OH⁰) می­شود. از جمله منابع داخلی مانند میتوکندری، فلاوین­ها، آدرنالین ، دوپامین، پراکسی زوم­ها، نوتروفیل، ماکروفاژ، ائوزینوفیل، آنزیم­های اکسیداز، پروکسیداز و کمپلکس سیتوکروم P450، NADH و منابع خارجی مانند اشعه، پرتوهای نوری، ترکیبات شیمیایی دود سیگار و الکل در ایجاد رادیکال­های آزاد اکسیژن نقش دارند.
2. رادیکال های فعال نیتروژن (Reactive Nitrogen Speices, RNS ): نیتریک اکسید به عنوان یک گونه­ی رادیکال­های فعال نیتروژن، از اکسیداسیون L- آرژینین به L- سیترولین توسط آنزیم نیتریک اکسید سنتتاز وابسته به NADPH تشکیل می­شود، که این رادیکال دارای قدرت انتشار بالا و هم­چنین به عنوان یک پیامبر ثانویه است. نیتریک اکسید پس از تولید با رادیکال سوپر اکسید به سرعت واکنش می­دهد ورادیکال­های قوی نیتریت (ONOO^-) و هیدروکسیل را تولید می­کند. لازم به ذکر است که رادیکال­های آزاد  علیرغم مضر بودن، می­توانند نقش­های فیزیولوژیک مهمی را در بدن ایفا کنند. مثلا گلبول­های سفید در عمل فاگوسیتوز از رادیکال­های آزاد استفاده می­کنند و میکروب­های به دام افتاده را از بین می­برند. هم­چنین نیتریک اکساید تولیدی در سلول­های آندوتلیوم عروق خونی باعث گشادی عروق و در نتیجه کاهش فشار خون می­شوند .

آنتی اکسیدان­ها: آنتی اکسیدان­ها مواد احیا کننده­ای هستند که در داخل و خارج سلول یافت می­شوند و توانایی واکنش با گونه­های رادیکال آزاد  را دارند و تولید رادیکال­های آزاد توسط آن­ها کنترل می­شود. در واقع آنتی اکسیدان­ها مکانیسم­های دفاعی بدن در برابر رادیکال­های آزاد هستند. آنتی اکسیدان­ها نقش مهمی را در حذف رادیکال­های آزاد و در ایجاد تعادل بین واکنش­های اکسایش و کاهش دارند.

انواع آنتی اکسیدان­ها: آنتی اکسیدان­های آنزیمی مانند سوپر اکسید دیسموتاز،کاتالاز، گلوتاتیون پراکسیداز، ویتامین­های محلول در آب و چربی مانند ویتامین C و E ، مواد معدنی مانند سلنیوم، منگنز، مس و روی، پروتئین­هایی مانند آلبومین، سرولوپلاسمین، ترانسفرین، هاپتوگلوبولین، فلاونوئیدها و فیتوکمیکال­ها هستند.

سوپر اکسید دیسموتاز یک متالوپروتئین است که اولین آنزیم در دفاع آنتی اکسیدانی برای کاهش گونه­های اکسیژن فعال است، بدین صورت که رادیکال سوپر اکسید توسط این آنزیم با تشکیل دو ترکیب اکسیداتیو کم خطرتر پراکسید هیدروژن و اکسیژن حذف می­شود. کاتالاز فراوان­ترین آنزیم  آنتی اکسیدانی حاوی آهن است که در طی دو مرحله پراکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن مولکولی تبدیل می­کند.

گلوتاتیون پراکسیداز باعث احیا پراکسید هیدروژن و هیدروپراکسیدهای لیپیدی به آب و الکل می­شود. در طی این مرحله گلوتاتیون این آنزیم، به گلوتاتیون دی سولفید اکسید می­شود و در مرحله آخر توسط آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز احیا می­شود. ویتامین  Cفعال  (اسید آسکوربیک) به عنوان مهم­ترین آنتی اکسیدان محلول در آب، در سیتوزول و مایع خارج سلولی قرار دارد.

این ویتامین تشخیص دهنده قوی برای پراکسید هیدروژن، گونه­های فعال اکسیژن و هیدروژن پراکسید تشکیل شده در محیط­های آبی است و به عنوان یک ماده­ی احیا کننده عمل کرده، به دهیدرو آسکوربیک اسید تبدیل می­شود. اسید آسکوربیک به عنوان دهنده­ی معادل­های احیاء کننده اکسید می­شود.

در بسیاری از روند­های مشارکتی اسید آسکوربیک به طور مستقیم مشارکت ندارد بلکه برای حفظ یک کوفاکتور فلزی در حالت احیا شده لازم است.

این کوفاکتور فلزی در مونو اکسیژنازها مس و در دی اکسیژنازها آهن است. ویتامین   E (آلفا توکفرول) با خاصیت آنتی اکسیدانی خود، اولین سد دفاعی در برابر پراکسیداسیون اسیدهای چرب اشباع نشده ی موجود در فسفولیپیدهای غشایی سلولی و تحت سلولی می باشد، این ویتامین از طریق تبدیل رادیکال آزاد اسید چرب پراکسیل به هیدروپراکسی سبب توقف انتشار آسیب ناشی از رادیکال آزاد می­شود./ف.نوروزی فرد

«آرش دشتابی» دکترای تخصصی علوم تغذیه، دانشکده تغذیه و علوم غذایی، دانشگاه علوم پزشکی شیراز