ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΕΛΕΥΘΕΡΕΣ ΡΙΖΕΣ

Ελεύθερη ρίζα με τη νεώτερη έννοια, είναι άτομο ή ομάδα ατόμων (ανόργανα ή οργανικά μόρια) που φέρει ένα ασύζευκτο (unpaired) ηλεκτρόνιο (ελεύθερο-αδέσμευτο).

Οι βασικές μέθοδοι παραγωγής ελευθέρων ριζών στην Οργανική Χημεία είναι οι παρακάτω:

1.      Ομολυτικές διασπάσεις όπου το ζεύγος ηλεκτρονίου διαχωρίζεται ομολυτικά.

2.      Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις με μεταφορά ηλεκτρονίου.

3.      Από την αντίδραση ριζών με άλλες οργανικές ενώσεις.

Η παρουσία των ελευθέρων ριζών έχει επεκταθεί στην διατροφής λόγω της ευεργετικής δράσης των αντιοξειδωτικών συστατικών, (που αναστέλλουν την δράση των ελεύθερων ριζών), των φυτικών τροφίμων, της δράσης των αντιοξειδωτικών βιταμινών και ενζύμων που ρυθμίζουν το οξειδωτικό stress και πολυάριθμους ρυθμιστικούς παράγοντες προστασίας των βασικών βιομορίων και του κυτταρικού και μιτοχονδριακού DNA.

Ο ρόλος των ελευθέρων ριζών στην πολυσταδιακή καρκινογένεση κρίνεται κυρίως από τις οξειδωτικές βλάβες που προκαλούν στο DNA και η μετεξέλιξη των βλαβών αυτών σε κακοήθεις νεοπλασίες. Οι βλάβες αυτές είναι αποτέλεσμα είτε της ενδογενούς δράσης δραστικών οξυγονούχων ελευθέρων ριζών και δραστικών οξειδωτικών μορίων, είτε με τη διείσδυση εξωγενών καρκινογόνων παραγόντων στα εσωτερικά κυτταρικά διαμερίσματα, μετατροπής τους σε ενεργούς μεταβολίτες μέσω ελευθέρων ριζών και αντίδρασης με το χρωμοσωμικό δομικό υλικό του δεσοξυρίβοζο νουκλεϊνικού οξέος (DNA).

Το οξυγόνο (Ο2) δεν έχει την ικανότητα να οξειδώσει άμεσα το DNA στη θερμοκρασία του σώματος των ζωντανών οργανισμών. Ορισμένα όμως οξυγονούχα προϊόντα του φυσιολογικού μεταβολισμού, όπως το υπεροξειδικό ανιόν (Ο₂⁻) και το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η₂Ο₂), θα μπορούσαν να αντιδράσουν άμεσα με το DNA όταν οι συγκεντρώσεις τους ξεπεράσουν τα φυσιολογικά επίπεδα.5 Οι περισσότερες όμως οξυγονούχες ελεύθερες ρίζες (όπως η ρίζα υδροξυλίου, ΗΟ^-), αζωτούχες ελεύθερες ρίζες και άλλα δραστικά οξειδωτικά είδη ενώσεων μπορούν να αντιδράσουν και να προκαλέσουν συγκεκριμένες βλάβες στη δομή του DNA, μεταλλάξεις και πρόσθετα-DNA. Μέχρι σήμερα έχουν καταγραφεί από πειραματικά αποτελέσματα πάνω από 100 είδη οξειδωτικών μετατροπών στο DNA.

Οι βλάβες στο DNA από ελεύθερες ρίζες είναι κυρίως τριών ειδών:

1.      Πρόκληση δομικών αλλαγών στο DNA: μεταλλάξεις σε ζεύγος βάσεων (base pair mutations), μεταθέσεις, απάλειψη (deletion), εισαγωγές και επέκταση της σειράς διαδοχής (αλληλουχία) των νουκλεοβάσεων (insertions, sequence amplifications), νίτρωση, απαμίνωση κ.λπ.

2.      Η δεύτερη σημαντική επίδραση των οξυγονούχων ελευθέρων ριζών στην κυτταρική λειτουργία είναι στους μηχανισμούς-οδούς μεταγωγής σημάτων (signal transduction pathways) σε κυτταροπλασματικό και πυρηνικό επίπεδο.

3.      Οι ελεύθερες ρίζες (οξυγονούχες και αζωτούχες) μπορούν να διαμορφώσουν την ενεργότητα των πρωτεϊνών και γονιδίων που ανταποκρίνονται στο οξειδωτικό στρες και τα οποία ρυθμίζουν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, διαφοροποίηση και κυτταρική απόπτωση. Πολυάριθμες έρευνες δείχνουν ότι οι οξυγονούχες ελεύθερες ρίζες ενεργοποιούν ογκογονίδια με τα οποία θεωρείται ότι συμβάλλουν σε μηχανισμούς καρκινογένεσης.

Κωνσταντίνος Αλ. Πετρόπουλος

Διαιτολόγος - Διατροφολόγος