Obecnie sklasyfikowane jako ROS lub ROI związki pochodzą z tlenu cząsteczkowego O_², który oczywiście jest nam niezbędny. Należy także podkreślić, że wszystkie wolne rodniki tlenowe należą do ROS lub ROI, jednak nie wszystkie reaktywne formy tlenu czy też reaktywne półprodukty tlenu są wolnymi rodnikami. Należałoby zatem zadać pytanie, czy wolne rodniki zawsze muszą być czymś złym i wywoływać same negatywne skutki w naszym organizmie?

Czym są wolne rodniki?

Wolne rodniki cieszą się w ostatnich latach dużym zainteresowaniem. Mają one w swojej budowie głównie tlen (reaktywne formy tlenu/ROS) lub azot (reaktywne formy azotu/RNS) i powstają w naszym organizmie pod wpływem różnych układów endogennych, narażenia na warunki fizykochemiczne lub stany patofizjologiczne. Wolne rodniki mogą niekorzystnie zmieniać lipidy, białka czy też DNA i są powiązane ze starzeniem się oraz wieloma chorobami u ludzi. Szkodliwe działanie wolnych rodników jest neutralizowane przez szeroką klasę środków ochronnych zwanych przeciwutleniaczami, które zapobiegają uszkodzeniom oksydacyjnym poprzez reakcję z wolnymi rodnikami, zanim jakiekolwiek inne cząsteczki staną się ich celem. Wolne rodniki można zdefiniować jako atomy lub cząsteczki zawierające na swoich orbitalach jeden lub więcej niesparowanych elektronów, co czyni je niezwykle reaktywnymi, a ich powstawanie zachodzi w komórkach w sposób ciągły w wyniku reakcji enzymatycznych i nieenzymatycznych. Co ciekawe, szacuje się, że przeciętny człowiek ma codziennie ok. 10-20 tys. wolnych rodników atakujących każdą komórkę ciała.

„Dobre” wolne rodniki?

O negatywnych skutkach działania wolnych rodników na organizm wiadomo na ten moment sporo. Zwłaszcza ostatnimi czasy jest to temat coraz bardziej popularny ze względu na coraz większą dbałość o nasze zdrowie, a także holistyczne podejście do życia. Jak wiadomo, wolne rodniki odpowiadają za nieuniknione procesy starzenia się organizmu, jednak przy nieodpowiednim trybie życia procesy te mogą zachodzić znacznie szybciej. Przyczyn takiego zjawiska może być wiele, jak np. nieodpowiednia, uboga odżywczo dieta, stres, alkohol, papierosy i inne używki, nieodpowiednia regulacja snu, brak ruchu czy nawet smog i brak ochrony przed promieniowaniem słonecznym.

Istnieją jednak nieliczne jak dotąd badania, które pozwalają rzucić nowe spojrzenie na kwestie związane z działaniem wolnych rodników, próbując tym samym udowodnić ich pozytywny wpływ na nasz organizm. Badania opublikowane w King’s College w Londynie wykazały np., że myszy z celowo zwiększoną ilością enzymu oksydazy NADPH-4, który w rzeczywistości przyczynia się do produkcji RFT (w tym wolnych rodników), rzadziej zapadały na choroby układu krwionośnego niż myszy, u których enzym ten został „usunięty”. Jest to raczej sprzeczne z większością badań naukowych, jakie do tej pory się pojawiały, jednak uważa się, że zwiększenie ekspozycji na ROS może w rzeczywistości „wzmocnić” organizm, dzięki czemu staje się on bardziej odporny na pewne schorzenia, takie jak choroby układu krążenia.

Kilka lat temu inna grupa londyńskich badaczy, tym razem z University College London, w przeprowadzonym przez siebie badaniu skupiła się na mechanizmie wytwarzania ROS przez leukocyty, czyli białe krwinki, który to jest niezwykle istotny w „zabijaniu” drobnoustrojów. U niektórych osób proces ten jest wadliwy, przez co są podatni na przewlekłe, ciężkie i często śmiertelne infekcje. W związku z tym wyciągnięto wniosek, że ROS same w sobie są wysoce toksyczne i muszą być szkodliwe dla tkanek ludzkich, jeśli są wystarczająco zjadliwe, aby zabić tak silne organizmy, jak bakterie i grzyby. Grupa UCL odkryła jednak, że ​​to nie RFT powodują destrukcyjne działanie białych krwinek, ale uwalnianie enzymów (proteaz). Enzymy te są wyzwalane przez przepływ kationów wewnątrz komórki. Kiedy proces ten został zablokowany przy użyciu iberiotoksyny i paksyliny, komórki nie były już w stanie zwalczać patogenów, co pokazało, że ROS nie są tak toksyczne, jak wcześniej sądzono. „Dane te mają znaczenie wykraczające poza samą wartość polegającą na określeniu precyzyjnych mechanizmów molekularnych zaangażowanych w proces fizjologiczny o ogromnym znaczeniu dla przeżycia. Pogląd, że neutrofile zabijają drobnoustroje poprzez toksyczne rodniki tlenowe i ich metabolity, dostarczył wielu biologicznych podstaw dla teorii łączących toksyczność rodników tlenowych z patogenezą wielu różnych chorób człowieka i rozwojem leków przeciwutleniających do ich leczenia. Te teorie i metody leczenia zasługują na ponowną ocenę” – podsumowano w artykule.

Inni naukowcy z Uniwersytetu McGill w Kanadzie wykazali, że wolne rodniki poprzez stymulację procesów apoptozy, czyli „śmierci” komórki, przyczyniają się do wzmocnienia funkcji obronnych komórki i wydłużają jej prawidłowe funkcjonowanie.

Ważna jest także równowaga!

Kluczowe jest również zwrócenie uwagi na równowagę pomiędzy występowaniem w organizmie wolnych rodników i antyoksydantów. Istotny jest bowiem fakt, że rzeczywiście zwiększona ilość wolnych rodników w stosunku do ilości antyoksydantów rodzi problemy ze zdrowiem. Niektóre wolne rodniki są dobre, ponieważ umożliwiają organizmowi zwalczanie stanów zapalnych, zabijanie bakterii i kontrolowanie napięcia mięśni gładkich, które regulują pracę narządów wewnętrznych i naczyń krwionośnych. Z drugiej strony zwiększona lub niekontrolowana aktywność wolnych rodników może w połączeniu z innymi czynnikami powodować niektóre choroby, takie jak choroby neurodegeneracyjne, choroby serca, nowotwory itp. Równowaga między produkcją wolnych rodników a obroną antyoksydacyjną organizmu ma zatem niezwykle ważne znaczenie zdrowotne. W normalnych warunkach system obrony antyoksydacyjnej w organizmie może z łatwością poradzić sobie z wytwarzanymi wolnymi rodnikami. Jeśli jednak wytwarza się ich zbyt dużo w porównaniu do ilości antyoksydantów, jakie jesteśmy sobie w stanie sami wytworzyć endogennie bądź też dostarczyć z pożywieniem, może dojść do chronicznych uszkodzeń. Podobnie sprawa się ma w przypadku przyjmowania większej ilości syntetycznych przeciwutleniaczy, co również może być szkodliwe.

Podsumowanie

Wolne rodniki są powszechnie uważane za główny czynnik odpowiedzialny nie tylko za szybsze starzenie się skóry, ale także powstawanie stresu oksydacyjnego, a w konsekwencji – wielu poważnych chorób cywilizacyjnych. Przytoczone powyżej badania sugerują jednak, że być może rola wolnych rodników nie jest jedynie negatywna w skutkach dla naszego organizmu, a wręcz mogą one pełnić ważne funkcje, jak np. uczestnictwo w syntezie istotnych enzymów i hormonów czy utlenianie substancji toksycznych w celu szybszego ich wydalenia z organizmu. Badania sugerują także ich niezwykle ważną rolę w osłabianiu obcych komórek, takich jak bakterie, a także podkreślają wagę występowania procesów zapalnych, które to są normalnym mechanizmem obronnym organizmu w czasie choroby i rekonwalescencji. Należy jednak brać pod uwagę, że obecnie badań tych jest niewiele, a mechanizm działania wolnych rodników nie jest do końca poznany. Warte jednak uwagi jest na pewno skupienie się na poznaniu tychże procesów i zgłębianie wiedzy na temat wpływu wolnych rodników na nasz organizm. Często można także spotkać się z mylnym stwierdzeniem, że RFT to to samo, co wolne rodniki. Reaktywne formy tlenu nie muszą należeć zawsze do wolnych rodników, a więc niekoniecznie muszą oddziaływać w negatywny sposób na nasz organizm (o czym więcej przeczytacie TUTAJ). W związku z tym, kluczowe są dalsze badania w kierunku rzeczywistego wpływu wolnych rodników na organizmy żywe zarówno w aspekcie negatywnym, jak i pozytywnym.