Szabad gyökök

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Az oxigénatomból egy elektron elvesztésével rendkívül reakcióképes oxigén szabad gyök keletkezik
Polisztirol szabad gyökből képződött egyfalú, szén nanocső
A (kétértékű) trimetilénmetán szabad gyök sematikus képlete
A metán források áramlása a légkörbe, valamint az, hogy a környezetszennyezésből hogyan képződik metán. Metán reakciói Cl• és OH• szabad gyökökkel
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 szabad 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 szabad 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 struktúrájában és funkciójában változást okoznak.[3] Hatásukat akár az élő sejtek anyagain is kifejthetik, melynek jelentős élettani következményei lehetnek.

A szabad gyökök az élő szervezetben olyan redoxi kaszkádrendszert indíthatnak meg, amely károsítja 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 (DNS-rongáló) 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

A szabad gyökök szerepének megértése forradalmat jelentett az orvostudományban, és alapjaiban változtatta meg a betegségek kialakulásával és kezelésével kapcsolatos felfogásunkat.[6] A szabad gyökök okozta ártalmak kutatása az orvostudomány gyorsan fejlődő területe.[7] Az élő szervezetben élettani körülmények között is keletkeznek, de bejuthatnak külső környezetből is, élelmiszerekkel (avasodás a legismertebb oxidációs folyamat), belégzéssel vagy a bőrön keresztül. A káros szabad gyökök jelentős részét a szervezetünk képes eliminálni. 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.[8] 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 kontrolljához.

Számos krónikus betegség kialakulásában jelentős szerepe van a szabad gyök–antioxidáns egyensúly eltolódásának, így pl.: daganatos betegségekben, immunrendszerrel kapcsolatos elváltozásokban, zsírmájban, epekőbetegségben, gyulladásos bélbetegségekben, vastagbél-rákban.[9] Számos betegség patofiziológiájában feltételezik a szabad gyökök és az általuk okozott oxidatív stressz szerepét,[10] azonban e folyamatoknak pontosabb megismerése, annak eldöntése, hogy az oxidatív stressz oka vagy következménye az egyes betegségeknek, még ma is a kutatás tárgya.[11] Ezekben betegségekben 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 progressziója késleltethető.[12]

Felfedezésük[szerkesztés]

Faraday 1847-es közleménye is tanúbizonyságot ad létezésükről. Fenton 1894-ben közölte le, hogy bizonyos fémek jelenlétében a H2O2 hidroxil szabad gyökök (OH•) képződését képesek 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 (például a metil-alkoholt, ami egy metilgyök és egy hidroxilgyök). A modern gyökkémia értelmezésében, mivel tartósan egymáshoz kötöttek, és nincs párosítatlan, reakcióképes szabad elektronjuk, nem tekinthető szabad gyöknek a metil-alkohol.

További információk[szerkesztés]

  • Stryer et al.: Biochemistry 5th ed. (2002); W.H Freeman ISBN 0-7167-4684-0
  • Voet et al.: Fundamentals of Biochemistry 2d ed (2006) John Wiley ISBN 0-471-21495-7
  • Lehninger et al.: Principles of Biochemistry 4th ed (2005); W.H. Freeman ISBN 07167-4339-6
  • Garrett & Grisham: Biochemistry 2nd ed (1998); Saunders Coll. Publ.
  • Mathews et al.: Biochemistry 3rd ed (2000); Benjamin Cummings
  • Bálint Miklós: Molekuláris biológia I.-III. Műszaki kiadó (2000, 2002)
  • Szerves kémia I., II., III., IV., V.Dr. Kucsman Árpád (1976, ELTE, Tankönyvpótló kiadvány és az azt kiegészítő előadási ábragyűjtemény)
  • Organic Chemistry (7th edition) Graham Solomons and Craig Fryhle (2000 John Wiley and Sons, Inc. New York)
  • A Prime to Mechanism in Organic Chemistry Peter Sykes (1995 Longman Scientific and Technical)
  • Goodman & Gilman’ s Manual of Pharmacology and Therapeutics Copyright © 2008 by The McGraw-Hill Companies, Inc.
  • 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.
  • Antioxidáns hatású gyümölcsök és növények. http://www.antioxidans.lap.hu/antioxidans_hatasu_gyumolcsok_es_novenyek[halott link]
  • ÁDÁM V. (2001): Orvosi biokémia. Budapest: Medicina Könyvkiadó Rt.
  • 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]

Források[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. Rusznyák I., Szent-Györgyi A.: Vitamin P:Flavonols as vitamins. Nature 138. 27 (1936)
  8. (McKenzie 1996, Pavlick 2002, Ramachandiran 2002)
  9. MTA Doktora Pályázat Doktori Értekezés: A redox–homeosztázis változása és az antioxidánsok jelentősége máj- és bélbetegségekben, Dr. Blázovics Anna Budapest, 2005
  10. Fehér J, Vereckei A. szabad gyök reakciók jelentősége az orvostudományban. Medicina, Biogal, Budapest, 1985
  11. Halliwell B. Free radicals, antioxidants and human disease: curiosity, cause, or consequence? Lancet 344, 721-724, 1994
  12. Maxwell S. Prospects for the use of antioxidant therapies. Drugs 49(3), 345-361, 1995