Вільні радикали – це атоми або молекули, яким бракує електрона, що робить їх дуже нестабільними. (Зображення: 3dMediSphere via Getty Images)
Вільні радикали мають жахливу репутацію. Ці реактивні та нестабільні молекули пов'язують з раком, старінням та дегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера.
Однак організм постійно виробляє вільні радикали як ключову частину життєзабезпечувальних процесів, таких як дихання, клітинна сигналізація та захист від хвороб. Тож чи справді вільні радикали такі вже й погані, чи є якісь недооцінені переваги?
Вам може сподобатися
-
Користь фізичних вправ для мозку походить з кровотоку — і вона може бути переданою, виявило дослідження на мишах
-
Хіміотерапія шкодить як раковим, так і здоровим клітинам. Але вчені вважають, що наночастинки можуть допомогти це виправити.
-
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
І це не просто одноразова подія, сказав Майкл Мерфі, мітохондріальний біолог з Кембриджського університету. «Якщо радикал відриває електрон, він залишає неспарений електрон, який реагуватиме далі. Тож часто виникає неприємна ланцюгова реакція».
Однак, цей проблематичний потенціал також може бути використаний організмом за контрольованих обставин. Імунна система використовує радикали для атаки патогенів та захисту від хвороб, тоді як інші одноелектронні молекули, такі як оксид азоту (NO), використовуються як сигнальні молекули для зв'язку між різними клітинами.
«Деякі ферменти використовують хімію вільних радикалів всередині своїх активних центрів, оскільки це дає їм можливість виконувати складніші хімічні реакції», – сказав Мерфі Live Science. Отже, багато фундаментальних реакцій організму, від дихання до транспорту кисню, залежать від проміжних радикальних сполук, щоб зробити їх хімічні реакції можливими.
Підпишіться на нашу розсилку
Підпишіться на нашу щотижневу розсилку «Маленькі таємниці життя», щоб отримувати найновіші таємниці до того, як вони з’являться в Інтернеті.
Насправді, більшість радикалів в організмі — близько 90% — генеруються мітохондріями, клітинним механізмом, відповідальним за дихання, — сказав Майкл Рістоу, дослідник довголіття в Медичному університеті Шаріте в Берліні.
Дихання – це процес підтримки життєдіяльності, який вивільняє енергію шляхом розщеплення глюкози та кисню. Загальний процес включає складну послідовність кроків, опосередкованих серією білків, які називаються ланцюгом транспорту електронів. Ці білки передають електрони між різними ланками під час цієї послідовності реакцій, але невелика кількість витоків означає, що деякі радикали також вивільняються в навколишнє клітинне середовище.
«Може статися так, що електрони відриваються від цих ферментів і реагують з киснем, утворюючи вільний кисневий радикал, який називається супероксидом — це часто проксимальний вільний радикал, що утворюється в біології», — пояснив Мерфі. «Далі утворюється перекис водню (який не є вільним радикалом), і це може бути особливо шкідливим у присутності двовалентного заліза (Fe2+). Це утворює інший радикал, який називається гідроксильним радикалом, і який просто реагуватиме з чим завгодно».
Все це є частиною звичайної роботи кожної клітини, тому вільні радикали стають справжньою проблемою лише тоді, коли вони утворюються у великих кількостях, сказав Рістоу.
Вам може сподобатися
-
Користь фізичних вправ для мозку походить з кровотоку — і вона може бути переданою, виявило дослідження на мишах
-
Хіміотерапія шкодить як раковим, так і здоровим клітинам. Але вчені вважають, що наночастинки можуть допомогти це виправити.
-
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
«Організм виробив низку різних захисних механізмів», – пояснив він. Здорова дієта природним чином містить антиоксидантні молекули, такі як вітаміни С та Е, які можуть гасити ці реактивні частинки. «Потім є спеціальні ферменти, які перетворюють вільні радикали на менш небезпечні проміжні продукти, а також глутатіонова система» – молекула, що містить сірку, яка діє як жертовна губка, поглинаючи вільні радикали, перш ніж бути переробленою іншим ферментом.
Електрони відіграють ключову роль у розрізненні стабільних молекул, вільних радикалів та антиоксидантів.
Однак певні фактори навколишнього середовища, такі як вплив ультрафіолетового випромінювання або надмірне вживання алкоголю, можуть спровокувати вироблення вищого рівня вільних радикалів за допомогою дещо іншого механізму. «Ультрафіолетове випромінювання може реагувати з так званими фотосенсибілізаторами. Молекула переходить у збуджений стан, поглинаючи енергію, а потім передає цю енергію, часто кисню», – пояснив Мерфі. «Хімія дещо складна, але ви перетворюєте кисень на більш реакційноздатну форму кисню, яка потім діє на жир та інші подвійні зв’язки».
Після досягнення певної точки (яка різна для кожного) ці додаткові радикали перевантажуватимуть природні захисні механізми організму. Результат: пошкодження тканин, що з часом призводить до таких захворювань, як рак.
Але найголовніше те, що з'являється все більше доказів того, що контрольований рівень вільних радикалів насправді корисний або навіть необхідний для здоров'я — частина явища, відомого як гормезис.
«Реакцією на вплив вільних радикалів на системному рівні зазвичай є підвищена здатність реагувати на вільні радикали», — сказав Рістоу. «Таким чином, весь людський організм краще підготовлений не лише до вільних радикалів, але й до токсичних компонентів їжі, впливу ультрафіолетового випромінювання та інших джерел пошкоджень».
Цей ефект найчіткіше проявляється в контексті фізичних вправ.
ПОВ'ЯЗАНІ ТАЄМНИЦІ
—Чи шкідливий глутамат натрію?
— Чи справді дотик до фентанілу може вбити?
—Чи справді потрібно одягати свинцевий фартух, щоб зробити рентген?
«Якщо ви приймаєте антиоксиданти до або разом з фізичними вправами, вплив фізичних вправ на параметри здоров’я зникає або значно зменшується», – сказав Рістоу. Це впливає на витривалість, відновлення, нарощування м’язової маси та інсулінорезистентність, і хоча існує кілька теорій щодо ролі радикалів у кожному випадку, наразі єдиної думки в цій галузі немає.
Вільні радикали, безумовно, можуть завдавати шкоди, але питання про те, чи є вони корисними, чи шкідливими, набагато складніше і залежить як від контексту, так і від концентрації. «Це баланс», — сказав Рістоу. «Але якби активні форми кисню (ROS) справді були лише шкідливими, то еволюція б їх виключила!»
Застереження
Ця стаття призначена лише для ознайомлення та не має на меті надавати медичні чи дієтичні поради.
ТЕМИ Маленькі життєві таємниці
Вікторія Аткінсон, навігація по соціальним посиланням, автор Live Science
Вікторія Аткінсон — журналістка-фрілансерка, що спеціалізується на хімії та її взаємодії з природним та створеним людиною світом. Наразі вона мешкає в Йорку (Велика Британія). Раніше вона працювала розробником наукового контенту в Оксфордському університеті, а пізніше — членом редакційної команди Chemistry World. Ставши фрілансеркою, Вікторія розширила свою діяльність, досліджуючи теми з різних наук, а також працювала, серед інших, з Chemistry Review, Neon Squid Publishing та Open University. Вона має ступінь доктора філософії з органічної хімії Оксфордського університету.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Користь фізичних вправ для мозку походить з кровотоку — і вона може бути переданою, виявило дослідження на мишах
Хіміотерапія шкодить як раковим, так і здоровим клітинам. Але вчені вважають, що наночастинки можуть допомогти це виправити.
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
Знищення «зомбі-клітин» у кровоносних судинах може бути ключем до лікування діабету, згідно з раннім дослідженням
Дослідження показує, що дієта з високим вмістом клітковини може «омолоджувати» імунні клітини, які борються з раком
Дослідження показує, що мРНК-вакцини проти COVID-19 можуть стимулювати імунну систему розпізнавати та знищувати рак
Найновіше у сфері охорони здоров'я
Знищення «зомбі-клітин» у кровоносних судинах може бути ключем до лікування діабету, згідно з раннім дослідженням
«Якщо чесно, я не знаю, чи виживе CDC»: колишні посадовці CDC описують розпад агентства за часів РФК
Експерти кажуть, що США можуть втратити статус країни, яка ліквідувала кір, протягом кількох місяців
США мають намір втратити статус країни, яка ліквідувала кір, за кілька місяців. RFK має зникнути.
У жінки були XY-хромосоми її брата-близнюка, але лише в крові
ХТЕ може виникати внаслідок нестримного запалення та пошкодження ДНК
Найновіші функції
Історія науки: Експеримент показує, що мутації виникають спонтанно, підтверджуючи принцип дарвінівської еволюції — 20 листопада 1943 р.
Чи справді вільні радикали такі шкідливі для вас?
Надзвичайне цвітіння токсичних водоростей вирує в «Пірамідному озері» Невади
Квантові обчислення зроблять криптографію застарілою. Але вчені-комп'ютерники працюють над тим, щоб зробити її незламною.
Перше зображення обсерваторії Віри Рубін виявляє приховану структуру завдовжки з Чумацький Шлях, що відстає від сусідньої галактики — Космічне фото тижня
Історія науки: Хіміки відкрили бакіболи — найдосконаліші молекули з існуючих — 14 листопада 1985 року
ОСТАННІ СТАТТІ
Вчені вперше знайшли рідкісного кита з іклами живим у морі та вистрілили в нього з арбалета.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
Додати як пріоритетне джерело в Google
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “type-llm,van-disable-newsletter,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
