Gyök (kémia)

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
(Szabad gyökök szócikkből átirányítva)
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Polisztirol szabad gyökből képződött egyfalú, szén nanocső
A (kétértékű) trimetilénmetán szabad gyök sematikus képlete
Metabolikus peroxinitrit utak
Moses Gomberg (1866–1947), a gyökkémia alapítója
A trifenilmetilgyök olyan stabil gyök, amelyben delokalizált a párosítatlan elektron, valamint sztérikusan zsúfolt, ami megnehezíti más molekulákkal történő reagálását. Ily módon jó példa a stabil szabad gyökökre

A gyökök olyan atomok, molekulák vagy ionok, amelyek egy vagy több párosítatlan vegyértékelektronnal rendelkeznek. A külső atompályán lévő, egyedülálló elektronok miatt igen nagy reakciókészséggel és rövid élettartammal bírnak.[1] A gyakorlatban a gyökök gyakran olyan oxigén-, nitrogén-, kén- vagy szénközpontú molekulákat, illetve molekularészleteket jelentenek, amelyek elektronszerzés céljából nagyon gyorsan kémiai reakcióba lépnek más vegyületekkel.[2] Ez a folyamat végeredményben ahhoz vezet, hogy a célmolekula szerkezetében és funkciójában változást okoznak.[3]

A kismértékben eltérő jelentésű szabad gyökök kifejezést jellemzően a biokémia területén használják, általában azokat a gyököket jelölik így, amelyek élettartama elég hosszú ahhoz, hogy az élő szervezet anyagaival reakcióba lépjenek. A szabad gyökök élő sejten kifejtett hatásainak jelentős élettani következményei lehetnek. Ennek során az élő szervezetben olyan redoxi kaszkádrendszert indítanak meg, amely károsíthatja a fehérjéket, a nukleinsavakat és a lipideket.[4] Károsító hatásukat azzal fejtik ki, hogy az adott szervezet ép sejtjeiből is igyekeznek elvonni a szükséges elektront. Sejtrongáló tevékenységük miatt sejtméregnek is nevezik a szabad gyököket.[5] Nevezetes példa a hidroxilgyök (HO•) molekulája, amely egy hidrogénnel kevesebbet tartalmaz a vízmolekulához képest, és az oxigénjéhez egy szabad vegyérték kapcsolódik.

A:BA + B szabad gyök

A:BA+: + B- ion

Felfedezésük[szerkesztés]

Faraday 1847-es közleménye is említést tesz létezésükről. Fenton 1894-ben közölte le, hogy bizonyos fémek jelenlétében a H2O2 hidroxilgyökök (OH•) képződését képes katalizálni. Az első beazonosított szerves szabad gyök a trifenil-metil-gyök volt, amelyt Moses Gomberg 1900-ban fedezett fel (University of Michigan, USA). Történelmileg a gyök kifejezést használták a molekula kötött részeinek kifejezésére, leírására, különösen, ha azok változatlanok maradtak a kémiai reakciókban. Ma ezeket funkciós csoportoknak nevezik.

Élettani hatásaik[szerkesztés]

A szabad gyökök szerepének megértése nagy előrelépést jelentett az orvostudományban, és bizonyos betegségek esetében jelentősen megváltoztatta a kialakulásukkal és kezelésükkel kapcsolatos felfogást.[6] Szabad gyökök az élő szervezetben élettani körülmények között is keletkeznek, de bejuthatnak külső környezetből is, élelmiszerekkel (avasodás a legismertebb oxidációs folyamat), belégzéssel vagy bőrön keresztül. A káros szabad gyökök jelentős részét az emberi szervezet képes hatástalanítani. A védelmi mechanizmusok enzimes és nem enzimes elemek összefüggő rendszeréből állnak, ám ezek sok esetben elégtelenek. Számos tudományos felismerés igazolja a szabad gyökök közvetlen vagy közvetett hatását a szignáltranszdukcióra.[7] A szervezet redox-homeosztázisát bonyolult, érzékeny rendszer biztosítja, amelyben külső és belső tényezők egyaránt szerepet kapnak. Az élő szervezet működésének feltétele a szabad gyök–antioxidáns egyensúly, amely nélkülözhetetlen a sejtproliferáció és az apoptotikus sejtpusztulás szigorú szabályozásához.

Számos krónikus betegség kialakulásában jelentős szerepe van a szabad gyök–antioxidáns egyensúly eltolódásának, így pl.: daganatos betegségekben, immunrendszerrel kapcsolatos elváltozásokban, zsírmájban, epekőbetegségben, gyulladásos bélbetegségekben, vastagbélrákban.[8] Számos betegség patofiziológiájában feltételezik a szabad gyökök és az általuk okozott oxidatív stressz szerepét,[9] azonban e folyamatoknak pontosabb megismerése, annak eldöntése, hogy az oxidatív stressz oka vagy következménye az egyes betegségeknek, még nem teljesen tisztázott.[10] E betegségek lefolyása idején a természetes antioxidáns védekezés csökkenését mutatták ki. A kutatók felvetették, hogy a természetes antioxidáns anyagok pótlásával esetleg az oxidatív károsodás csökkenthető, és ezzel a betegségek előrehaladása késleltethető.[11]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. prof. dr. Dinya Zoltán: A flavonoidok bemutatása, alkalmazási területei. 3. old. jr. G.L. Bt. 2013.
  2. Cadenas, 1989.
  3. gyökök-befolyásolása-a-c-vitamintól-a-viagráig.html Kamikáze molekulák: A szabad gyökök befolyásolása a C-vitamintól a Viagráig SZABÓ CSABA - VII. szemeszter, 2005.09.26.
  4. (Pacifici et al., 1991)
  5. Szabad gyökök és antioxidánsok – a legjobb antioxidáns növények. Dr. Juhász Miklós, SZTE Növénybiológiai Tanszék, Szeged, 2012. december
  6. Kamikáze molekulák: A szabad gyökök befolyásolása a C-vitamintól a Viagráig ENG SZABÓ CSABA - VII. szemeszter, 2005.09.26.
  7. (McKenzie 1996, Pavlick 2002, Ramachandiran 2002)
  8. MTA Doktora Pályázat Doktori Értekezés: A redox–homeosztázis változása és az antioxidánsok jelentősége máj- és bélbetegségekben, Dr. Blázovics Anna Budapest, 2005
  9. Fehér J, Vereckei A. szabad gyök reakciók jelentősége az orvostudományban. Medicina, Biogal, Budapest, 1985
  10. Halliwell B. Free radicals, antioxidants and human disease: curiosity, cause, or consequence? Lancet 344, 721-724, 1994
  11. Maxwell S. Prospects for the use of antioxidant therapies. Drugs 49(3), 345-361, 1995

További információk[szerkesztés]

  • Gupta VK, Sharma SK. Plants as natural antioxidants. Natural Product Radiance 2006; 5(4): 326-334.
  • Prakash A, Rigelhof F, Miller E. Antioxidant activity. http://www.medlabs.com/Downloads/Antiox_acti_.pdf
  • Halliwell B. Free radicals and antioxidants: updating a personal view. Nutr Rev 2012; 70(5): 257-65.
  • ASMUS K. D., BONIFACIC M. (2000): Free radical chemistry. In: Handbook of Oxidants and Antioxidants in Exercise. Sen C.K., Packer L., Hänninen O.P. (eds.), Elsevier

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés]