Изворни код странице Реактивне врсте кисеоника

{{Infobox disease
|Name = Реактивне врсте кисеоника
|латински = 
|Image=Radikal molekul.JPG
|Caption =У нормалном молекулу, језгро је окружено паром негативно наелектрисаних електрона. Уклањањем једног електрон из пара, процесом који се зове оксидација, молекул постаје нестабилан и деструктиван. Име овог новог молекула је „радикал“ молекул.
| Field   = [[Патологија]]
}}
'''Реактивне врсте кисеоника, слободни радикали кисеоника, ({{јез-енгл|Reactive oxygen species}}) -{([[Реактивне врсте кисеоника|ROS]])}- ''', су слободне [[слободни радикали|радикалске честице]] [[кисеоник]]а, које се састоје од [[атом]]а, [[молекул]]а или [[јон]]а и које имају један или више неспарених [[електрон]]а у својој структури. Настају као међупроизвод у току [[метаболизам|метаболизма]] [[кисеоник]]а, јако су нестабилне и веома реактивне, због чега могу изазивати ланчане реакције у [[Организам|организму]].<ref>{{en}} -{Ferreira AR, Bonatto F, Pasquali MA, Polydor M. {{cite journal|display-authors= et al.|title= Oxidative stress effects on the central nervous system of rats after acute exposure to ultra-high frequency electromagnetic fields.|journal=Bioelectromagnetics |date= 2006|volume=27|issue=6|pages=487–493|doi= 10.1002/bem.20233|pmid= 16715528|last1= Ferreira|first1= A. R.|last2= Bonatto|first2= F.|last3= De Bittencourt Pasquali|first3= M. A.|last4= Polydoro|first4= M.|last5= Dal-Pizzol|first5= F.|last6= Fernández|first6= C.|last7= De Salles|first7= A. A.|last8= Moreira|first8= J. C.}}.(2006)}-</ref><ref name="Halliwell">{{en}}Halliwell B. ''Oxydants and human disease'': some mew consepts FFASEBJ.1 358-364;1987</ref> Ове (нестабилни) честице -{(ROS)}-, због пуно неспарених [[електрон]]а у спољној [[Орбита|орбити]], веома агресивно траже друге [[молекул]]е, у настојању да из њих „украду“ њихове [[електрон]]е, стварајући тако нове радикала, и на тај начин одрже [[оксидо-редукција|оксидативни циклус]]. А сам [[кисеоник|молекул кисеоника]] има два неспарена [[електрон]]а са истим [[спин]]ским бројевима у спољним [[орбита]]ма и тешко прима електронски пар [[донор]]а.<ref name="Živković">Živković.M, izdavač. Hiperbarična i podvodna medicina.Beograd: HBO medical center ; Nauka, 1998. 251 str. ID=55440652</ref> 

Реактивне врсте кисеоника у организму испољавају позитивна и негативна дејства. Настале као споредни производ нормалног [[Метаболизам|метаболизма]] [[кисеоник]]а, -{(ROS)}- играју важну улогу у [[Ћелија (биологија)|ћелијској]] сигнализацији, леукоцити их користите као одбрамбени механизам у борби против разних микроорганизама, због њихове цитотоксичне активности итд.<ref name="Dröge"/> Са друге стране, изложеност организма негативним утицајима средине (нпр. изложеност [[Радиоактивност|радиоактивном]], [[Микроталаси|микроталасном]] [[Ултраљубичасто зрачење|ултраљубичастом]] или зрачењу [[Радио-таласи|радио-таласа]])<ref>{{cite journal|title=Title Proliferation, Oxidative Stress and Cell Death in Cells Exposed to 872 MHz Radiofrequency Radiation and Oxidants|journal= Journal Radiat Res|date=2008|volume=170|issue=2|pages=235–243|doi=10.1667/RR1322.1 |pmid=18666817 |last1=Höytö |first1=A. |last2=Luukkonen |first2=J. |last3=Juutilainen |first3=J. |last4=Naarala |first4=J. }}.}-</ref> или топлоти, може утицати на значајно увећање ових [[хемијско једињење|једињења]], која у великим [[концентрација]]ма могу изазвати обимно оштећења [[цитоскелет|ћелијских структура]], која носе назив ''[[оксидативни стрес]]''.<ref name="Dröge"/>
[[Датотека:Major cellular sources of Reactive Oxygen Species in living cells.jpg|300px|мини|десно|Главни извори реактивни врста кисеоника у ћелијама]]
== Историја ==
Слободне кисеоничке врсте открио је [[1954]]. ({{јез-енгл|Denham Harman}}) са сарадницима, који су их означили као вероватним етиолошким факторима у развоју [[Тровање кисеоником|токсичних ефеката кисеоника]].<ref>{{en}}De Martino G, Luchetti, De Rosa RC. ''Toxic effects of Oxygen''. In : Michael M, Marroni A, Longoni C, Editors. {{cite book|author= |title=Handbook of Hyperbaric Medicine |location=New York |publisher=Springer |date=1996|isbn=|pages=59–68}}.</ref> 

Године [[1956]], ({{јез-енгл|Denham Harman}}) описао је [[Слободни радикали|слободне радикале
]] као... 

{{цитат2|''...Пандорину кутију зла која може да нанесе огромну штету, мутагенезом, туморима, и на крају, али не мање важним дегенеративним процесима биолошког [[биолошко старење|старења]].''<ref>{{cite journal|title= The aging process.|journal= Proc Natl Acad Sci USA|date= 1981|volume=78|issue=11|pages=7124–7128|doi= 10.1073/pnas.78.11.7124|pmid= 6947277|last1= Harman|first1= D.|doi-access= free|pmc= 349208}},}- 1981</ref><ref>{{cite journal|title= Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry|url= https://archive.org/details/sim_journal-of-gerontology_1956-07_11_3/page/n58|journal= J Gerontol|date= 1956|volume=11|issue=3|pages=298–300|doi= 10.1093/geronj/11.3.298|pmid= 13332224|author1= HARMAN D}},}- 1956</ref>}}

Године [[1969]], изучавање [[Слободни радикали|слободних радикала]] у живим организмима улази у другу етапу после објављених радова ({{јез-енгл|McCord-а и Fridovich-а}})<ref>{{en}-{McCord JM, and Fridovich I. {{cite journal|author= |title= Superoxide dismutase: an enzymic function for erythrocuprein (hemocuprein)|journal= J Biol Chem|date= |volume=244|issue=|pages=6049–6055|doi= 10.1016/S0021-9258(18)63504-5|doi-access= free}},}- 1969</ref> који су открили [[ензим]] супероксид дисмутазу (-{SOD}-), и коначно уверили већину колега да су [[слободни радикали]] веома важни у [[биологија|биологији]]. Инспирисани сазнањем да слободни радикали изазивају оштећења [[ДНК]], [[протеин]]a, [[липид]]а и других компоненти [[Ћелија (биологија)|ћелија]], започета су бројна [[Истраживање|истраживања]] у [[свет]]у.<ref>{{cite journal|title= The free radical theory of aging matures.|url= https://archive.org/details/sim_physiological-reviews_1998-04_78_2/page/n246|journal= Physiol Rev|date= 1998|volume=78|issue=2|pages=547–581|doi= 10.1152/physrev.1998.78.2.547|pmid= 9562038|last1= Beckman|first1= Kenneth B.|last2= Ames|first2= Bruce N.}},}- 1998</ref>

Трећа етапа у проучавању [[Слободни радикали|слободних радикала]] почела је са првим извештајима који су описивали предности биолошког дејства слободних радикала. Истраживачи ({{јез-енгл|Mittal и Murard}})<ref>{{cite journal|title= Activation of guanylate cyclase by superoxide dismutase and hydroxyl radical: a physiological regulator of guanosine 3',5'-monophosphate formation.|journal= Proc Natl Acad Sci USA|date= 1977|volume=74|issue=10|pages=4360–4364|doi= 10.1073/pnas.74.10.4360|pmid= 22077|pmc= 431941|last1= Mittal|first1= C. K.|last2= Murad|first2= F.|doi-access= free}},}- 1977</ref> су доказали да супероксид анјон ('''О'''<sup>'''-'''</sup>), преко свог деривата, хидроксилног радикала, стимулише активирање гванилат циклазе и формирање „другог гласника“ ('''-{cGMP}-'''). Слични ефекти радикала су уочени и код супероксида, [[водоник-пероксид]]а<ref>{{cite journal|title= Activation of soluble guanylate cyclase from rat lung by incubation or by hydrogen peroxide.|url= https://archive.org/details/sim_journal-of-biological-chemistry_1976-12-10_251_23/page/n35|journal= J Biol Chem|date= 1976|volume=251|issue=23|pages=7304–7312|doi= 10.1016/S0021-9258(17)32850-8|doi-access= free|last1= White|first1= A. A.|last2= Crawford|first2= K. M.|last3= Patt|first3= C. S.|last4= Lad|first4= P. J.}},}- 1976</ref>.({{јез-енгл|Ignarro and Kadowitz }})<ref>{{en}}-{Ignarro LJ, and Kadowitz PJ. {{cite journal|author= |title= The pharmacological and physiological role of cyclic GMP in vascular smooth muscle relaxation|journal= Ann Pharmacol Toxicol|date= |volume=25|issue=|pages=171–191}},}- 1985</ref> и ({{јез-енгл|Moncada}}) са сарадницима<ref>{{cite journal|title= The anti-aggregating properties of vascular endothelium: interactions between prostacyclin and nitric oxide|url= https://archive.org/details/sim_british-journal-of-pharmacology_1987-11_92_3/page/n166|journal= Br J Pharmacol|date= 1987|volume=92|issue=3|pages=639–646|doi= 10.1111/j.1476-5381.1987.tb11367.x|pmid= 3322462|last1= Radomski|first1= M. W.|last2= Palmer|first2= R. M.|last3= Moncada|first3= S.|pmc= 1853691}},}- 1987</ref> који у засебним истраживањима откривају улогу [[Азотни оксиди|азот-оксида]] ('''-{NO}-'''), као регулаторног [[молекул]]а у контроли опуштања глатких [[мишићно ткиво|мишића]] и спречавању адхезије (слепљивања) [[крвне плочице|тромбоцита]]. ({{јез-енгл|Roth and Dröge}})<ref>{{cite journal|title= Regulation of T-cell activation and T-cell growth factor (TCGF) production by hydrogen peroxide|journal= Cell Immunol|date= 1987|volume=108|issue=2|pages=417–424|doi= 10.1016/0008-8749(87)90224-3|pmid= 3040270|last1= Roth|first1= S.|last2= Dröge|first2= W.}},}- 1987</ref> откривају утицај радикала на активацију [[Т-ћелија]] тј. да супероксид анјон и ниска микромоларна концентрација [[водоник-пероксид]]а повећава производњу у Т-ћелијама, факторе раста [[Интерлеукин 2|интерлеукина-2]], [[антитело|имуноглобулина]] важног [[лимфоцит]]ног [[протеин]]а. ({{јез-енгл| Storz}}) са сарадницима [[1990]]<ref>{{cite journal|title= Transcriptional regulator of oxidative stress-inducible genes: direct activation by oxidation|url= https://archive.org/details/sim_science_1990-04-13_248_4952/page/n77|journal= Science|date= 1990|volume=248|issue=4952|pages=189–194|doi= 10.1126/science.2183352|pmid= 2183352|last1= Storz|first1= G.|last2= Tartaglia|first2= L. A.|last3= Ames|first3= B. N.}},}- 1990</ref> објављује да се индукција разних [[ген]]а у [[бактерија]]ма одиграва под утицајем [[водоник-пероксид]]а.

Данас постоји велики број доказа да су живи организми не само прилагођени за суживот са слободним радикалима, већ и да су развили механизме за њихову примену у регулационим процесима.
Важне физиолошке функције које се одвијају уз помоћ слободних радикала, или њихових деривата у организму живих бића су; 
* регулација васкуларног тонуса, (која је у директној спрези са парцијалним притиском и [[Концентрација|концентрацијом]] [[кисеоник]]а), 
* квалитетнији пренос сигнала из мембрана различитих [[чулна ћелија|рецептора]], (укључујући и [[антиген]] рецепторе [[лимфоцит]]а), 
* оксидативни стресни одговор организма који обезбеђује одржавање редокс хомеостазе (<small>види табелу</small>).
<center>'''<big>Важне физиолошке функције које користе слободне радикале, или њихове деривате</big>'''<ref name="Dröge">{{cite journal|title=Free Radicals in the Physiological Control of Cell Function |url=https://archive.org/details/sim_physiological-reviews_2002-01_82_1/page/47 |doi=10.1152/physrev.00018.2001 |last1=Dröge |first1=Wulf |journal=Physiological Reviews |date=2002 |volume=82 |issue=1 |pages=47–95 |pmid=11773609 }}</ref></center>
<center>
{| class="wikitable"
|-
! Врста радикала !! Извор радикала !! Физиолошки процеси
|-
| Азот оксид ('''-{NO}-<sup>-</sup>''') || [[Азот]] ||• Релаксација [[Мишићно ткиво|глатких мишића]] (контрола васкуларног тонуса)<br />• Разне друге (-{cGMP}-) - зависне функције
|-
| Супероксид ('''-{O}-<sub>2</sub><sup>-</sup>''') и<br />сродне '''-{(ROS)}-''' || -{NAD(P)H}- оксидазе || • Контрола [[Физиологија дисања човека|вентилације]].<br />• Контрола продукције [[еритропоетин]]а и других функције изазваних [[Хипоксија|хипоксијом]]. <br />• Релаксација [[мишићно ткиво|мишића]]<br />• Пренос сигнала из различитих мембрана [[чулна ћелија|рецептора]].<br />• Побољшава [[Имунски систем|имунолошке функције]]
|-
| Супероксид ('''O<sub>2</sub><sup>-</sup>''') и<br />сродни '''-{(ROS)}-''' || Из било ког извора ||• [[Оксидативни стрес]] одговор.<br />• Одржавање редокс [[хомеостаза|хомеостазе]].
|}
</center>
Оксидативни стресни одговор, и улога коју [[оксидативни стрес]] игра у бројним [[болест]]има, привлачи све већу пажњу [[Истраживачка станица Петница|истраживача]] због биолошког значај редокс регулације и деликатне равнотеже између предности и штетних учинака слободних радикала, што представља важан елемент [[живот]]а. Биолошка „редокс регулација“ постаје област растућег поља истраживања, које све више има утицај на различите дисциплине, укључујући [[Физиологија|физиологију]], [[биологија|биологију ћелије]], и бројне гране клиничке медицине.<ref>{{ен}}[http://physrev.physiology.org/cgi/content/full/82/1/47#SEC1_1 From Oxidative Damage to Redox Regulation: Historic Background] {{Wayback|url=http://physrev.physiology.org/cgi/content/full/82/1/47#SEC1_1 |date=20101008054621 }}, Приступљено [[19. септембар]] [[2010]]</ref>

== Порекло ==
Порекло реактивних врста кисеоника у организму, може бити ''ендогено'' (у току физиолошких процеса, нпр. ћелијског дисања) и ''егзогено'' (када је њихова продукција изазвана уносом [[ксенобиотик]]а и других материја у организам).
[[Датотека:Izvori ROS-a.jpg|center|400px]]
=== Ендогено порекло -{(ROS)}- ===
'''[[Ћелијско дисање]]'''; реактивне врсте кисеоника -{(ROS)}- у организму се непрекидно стварају у току ћелијске респирације у телу, углавном током процеса преноса [[електрон]]а у процесу дисања у [[митохондрија]]ма, и најчешће настају као непожељни производи непотпуног ћелијског дисања. У активним митохондријама се око 0,1% до 4% удахнутог кисеоника претвара у реактивна једињења кисеоника.<ref name="lehninger">{{ен}}Nelson, D.L. & Cox, M.M. {{cite book|title=Lehninger Principles of Biochemistry |url=https://archive.org/details/lehningerprincip00lehn_1 |location= |publisher= W.H. Freeman|year=2008 |isbn=978-1-4292-0892-5|pages=[https://archive.org/details/lehningerprincip00lehn_1/page/n779 720]–1 |last1=Nelson |first1=David Lee |last2=Lehninger |first2=Albert L. |last3=Cox |first3=Michael M. }}, 5. izdaja. NY: W.H. Freeman and Company.</ref><ref name="Muller2000">{{ен}}{{Citation |title = The nature and mechanism of superoxide production by the electron transport chain: Its relevance to aging |year=2000|last1=Muller |first1=F. | journal = AGE | volume = 23 | issue = 4 | doi = 10.1007/s11357-000-0022-9 |pages=227–253|pmid=23604868 |pmc=3455268 }}</ref><ref name="pmid11139407">{{ен}}{{cite journal | author = Han D., Williams E. in Cadenas E. | title = Mitochondrial respiratory chain-dependent generation of superoxide anion and its release into the intermembrane space | journal = Biochem. J. | volume = 353 | issue = Pt. 2 |date=2001| pmid = 11139407 | pmc = 1221585 | doi = 10.1042/0264-6021:3530411|pages=411–6}}</ref>
 
Реактивна једињења -{(ROS)}- настају углавном у току преношењу електрона из [[убикинони|убикинон]] -{(QH<sub>2</sub>}-) из комплекса -{III}- до комплекса -{I}- на убикинону. Пренос укључује семикинонске радикале (QH<sup>•</sup>), којима може бити придодат електрон кисеоника (O<sub>2</sub>):<ref name="lehninger"/><ref name="Muller2000"/><ref name="pmid11139407"/>

<center><math> \text{O}_2 + \text{e}^- \longrightarrow \text{O}_2^{\cdot-} .</math></center> 

Настали супероксид делују на аконитазу која ослобађа катјон [[гвожђе|гвожђа]] у феро облику (Fe<sup>2+</sup>). Супероксид и [[vodonik-peroksid|хидроген-пероксид]] могу да реагују по -{Haber-Weissovi}-, реакцији при чему су јони гвожђа катализатори реакције. У овој реакцији настаје [[вода]], [[кисеоник]] и [[хидроксил радикал]], који је још увек реактивнији од супероксида.<ref name="lehninger"/><ref name="Muller2000"/><ref name="pmid11139407"/>

<center> <math> \text{O}_2^{\cdot-} + \text{H}_2\text{O}_2 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 + \text{OH}^\cdot </math></center> 

[[Водоник-пероксид]] се у Фентоновој реакција разлаже на хидроксил анјон и хидроксил радикал, а катализатори ове реакције су јони (Fe<sup>2+</sup>).<ref name="lehninger"/><ref name="Muller2000"/><ref name="pmid11139407"/>

<center> <math> \text{H}_2\text{O}_2 \overset{Fe^{2+} \smile Fe^{3+}} \longrightarrow \text{OH}^- + \text{OH}^\cdot</math></center>

=== Егзогено порекло -{(ROS)}- ===
'''[[Ксенобиотик|Ксенобиотици]]'''; Многобројни радикали могу настати у организму и након уноса различитих супстанци или страних материја (кеснобиотика). Неки од најчешћих ксенобиотика су; пестициди, катрани, вештачке боје, дувански дим, конзерванси, лекови или радикали настају као последица изложености микроталасном, јонизујућем и другим врстама зрачења, па чак и јачег физичког напрезања.<ref>{{ен}}Halliwell, Gutteridge; ''Free Radicals in Biology and Medicine'', 2005.</ref>

=== Реактивна једињења кисеоника ===
[[Датотека:Reactive oxygen species (ROS) – some examples with Lewis structures.png|мини|[[Levisova struktura|Левисова структура]] реактивних врста кисеоника:<br>'''A''': хидроксидни радикал ({{chem2|HO^{•} }}); <br>'''B''': хидроксидни јон ({{chem2|HO-}}); <br>'''C''': синглетни кисеоник ({{chem2|^{1}O2 }}); <br>'''D''': супероксид анјон ({{chem2|O2^{•–} }}); <br>'''E''': пероксидни јон ({{chem2|O2(2-)}}); <br>'''F''': водоник пероксид ({{chem2|H2O2}}); <br>'''G''': азот оксид ({{chem2|NO^{•} }})]] 

Међу реактивним врстама кисеоника (-{ROS}-), у биолошком смислу, посебно су значајне следеће врсте реактивних [[хемијско једињење|једињења]] [[кисеоник]]а;<ref>{{хр}}-{Marijan K. ,i Marta K. ''Djelovanje gemfibrozila na oksidativni stres u tkivima srca i jetre Wistar i Fischer štakora'', Sveučilište u Zagrebu Medicinski fakultet, Zagreb, 2009.}-</ref> 
* '''O<sub>2</sub><sup>•—</sup>''' - ''супероксид или супероксидни анјонски радикал'', 
* '''-{H}-<sub>2</sub>O<sub>2</sub>''' - ''[[водоник-пероксид]]'', 
* '''-{OH}-<sup>•—</sup>''' - ''хидроксилни радикал'',
* '''-{R}-O<sub>2</sub><sup>•</sup>''' - ''пероксилни-радикал'', 
* '''-{R}-O<sub>2</sub><sup>•</sup>''' - ''перхидроксилрадикал'', 
* '''-{RO<sup>-</sup>}-<sup>•</sup>''' - ''алоксилни радикал'', 
* '''-{ROOH}-<sup>•</sup>''' - ''хидропероксид'',
* '''-{HClO<sup>-</sup>}-''' - ''хипохлоритна киселина'', 
* '''O<sub>3</sub>''' - ''озон'', 
* '''<sup>1</sup>ΔgO<sub>2</sub>''' - ''синглентни кисеоник''.
Хидроксилни радикал је најреактивнији јер најлакше одузима електроне од околних молекула и важан је покретач липидне пероксидације.

==== Супероксидни анјон ====
Супероксидни анјон радикал настаје у [[митохондрија]]ма [[оксидо-редукција|редукцијом]] [[кисеоник]]а једним [[електрон]]ом. Ћелије [[имунски систем|имунског система]] имају такође посебну улогу у стварању супероксид анјона пошто садрже ензимски комплекс везан за мембрану, NADPH оксидазе, која редукује [[кисеоник]] са NADPH и ствара обилне количине супероксидног [[јон|анјона]].

У [[Физиологија|физиолошким условима]] овај радикал не изазива токсичне ефекте јер га ензим супероксид-дисмутаза (SOD) трансформише у мање активан [[водоник пероксид]]. Али ако реагује са [[азот-моноксид]]ом онда настаје још токсичнији и реактивнији пероксинитритни [[јон|анјон]]. Производи ове реакције су неопходни за ефикасно убијање бактерија. Овај радикал своје штено дејство испољава: ''индукцијом липидне пероксидације'' и ''оштећењем ћелијске мембране''.

Супероксидни [[јон|анјон]] радикал настаје у [[митохондрија]]ма;
* редукцијом [[кисеоник]]а једним [[електрон]]ом,
* дејством ензимског комплекса везаног за мембрану ћелија [[имунски систем|имунског система]] -{NADPH}- оксидазу која редукује [[кисеоник]] и ствара велике количине супероксидног анјона, који има посебну улогу у стварању [[супероксид]]а.

==== Водоник-пероксид ====
[[Водоник пероксид]] настаје у ћелијама редукцијом молекула кисеоника са два електрона при чему је реакција катализована бројним оксидазама.
Иако може рећи да он није прави слободни радикал јер нема неспарених електрона и мада представља најстабилнији интермедијерни [[produkt (hemija)|продукт]] редукције кисеоника, водоник пероксид такође показује бројне токсичне ефекте (нпр. поремећаје у депоновању [[калцијум]]а у [[митохондрија]]ма са нагомилавањем калцијума у цитосолу и губитком сулфхидрилних група [[протеин]]а) што може бити од утицаја код настанка [[оксидативни стрес|оксидативног стрес]].

==== Хидроксилни радикал ====
Он је најреактивнији интермедијерни продукт делимичне редукције кисеоника. Ако [[каталаза]] не уклони [[водоник пероксид]], он може да реагује са феро јонима и да формира хидроксилни радикал.<ref>{{cite journal|title= Hydroperoxide metabolism in mammalian organs|url=https://archive.org/details/sim_physiological-reviews_1979-07_59_3/page/527|journal= Physiol Rev.|date=1979|volume=59|issue=3|pages=527–605|doi= 10.1152/physrev.1979.59.3.527|pmid= 37532|last1= Chance|first1= B.|last2= Sies|first2= H.|last3= Boveris|first3= A.}}</ref>
Хидроксилни радикал изазива следеће реакције које су довољне за настанак иреверзибилног оштећења ћелије.;
* Оштећење мембране митохондрија
* Оштећење [[молекул]]а [[ДНК]], 
* Оштећење мембране ћелије 
* Поремећај липидне пероксидације

==== Синглетни кисеоник ====
Синглетни кисеоник настаје довођењем [[енергија|енергије]] у [[молекул]] [[кисеоник]]а са циљем да се мења спина једног од електрона што значајно увећава његову реактивност. Такође овај радикал може да испољи и значајну токсичност у различитим биолошким системима. Његова улога је мање значајна од претходна три реактивна једињења кисеоника.


== Физиологија ==
Процес [[оксидо-редукција|оксидације]] је део регулаторног биохемијског функционисања организма у процесу стварања [[Енергија|енергије]] која је неопходна за његов [[живот]]. Током ових процеса стварају се реактивне врсте кисеоника (-{ROS}-), које имају своје физиолошке позитивне функције. Од унете количине атмосферског кисеоника (којег у [[ваздух]]у има 21%) у организму се 5% до 10% кисеоника непотпуно [[оксидо-редукција|редукује]] у реактивне врсте кисеоника, које највећим делом чине кисеонички слободни радикали.<ref name="Halliwell"/>

Како су слободне радикалске честице [[кисеоник]]а, које се састоје од [[атом]]а, [[молекул]]а или [[јон]]а са једним или више неспарених [[електрон]]а у својој структури, оне су у сталној тежњи да поврате равнотежу, или спаре електроне. Да би то постигли слободни радикали се сукобљавају са стабилним молекулом који чине [[ДНК]], [[протеин]]е и [[масти]] у ћелијама тела. Овај сукоб слободних радикала резултује „крађом“ [[електрон]]а и стабилизацијом њиховог [[молекул]]а. Слободни радикал на тај начин постаје поново уравнотежен молекул. Међутим он истовремено од безопасног молекула ствара слободни радикал и циклус ланчаног стварања нових (-{ROS}-) почиње поново.<ref>{{en}}Pawlak, L.'' A Perfect Ten''. Biomed General Corporation, 1998. (107-109)</ref> Започета ланчана реакција прекинуће се када се споје два слободна радикала, који сваки са својим неспареним [[електрон]]ом доприноси у стварању чврсте и стабилне [[Ковалентна веза|ковалентна везе]].

==== Основни принципи слободно-радикалских механизама ====
Слободно-радикалски процес се састоји из најмање 2-3 корака;

;Први или иницијални корак
Иницијални корак карактерише настајање слободних радикала, најчешће хомолитичким цепањем везе у којем сваки фрагмент задржава по један електрон. Иницијални корак се може десити спонтано или може бити изазван грејањем или светлошћу, зависно од типа везе.

<center> <math> \text{A}-\text{B}\longrightarrow\text{A}^* +\text{B}^*.</math></center> 

;Други корак или терминација
Терминација се карактерише деструкцијом слободних радикала. То се обично дешава процесом супротним од првог корака, комбинацијом два слична или различита радикала при чему настаје нова веза:

<center> <math> \text{A}^* + \text{B}^*\longrightarrow\text{A}-\text{B}.</math></center> 

Међутим, није редак случај да се терминација не јавља одмах након иницијалног корака. Разлог томе је што је већина [[Radikal (hemija)|радикала]] врло реактивна и реагује са првом расположивом врстом с којом дође у контакт.

Ако радикал (који има непаран број електрона) реагује са [[молекул]]ом (који има паран број молекула) укупан број [[електрон]]а у продуктима мора бити непаран. Продукт у посебном кораку ове врсте може бити једна честица, нпр: може бити други радикал или се може састојати од две честице (при чему једна мора бити [[молекул]]а, а друга [[слободни радикал]])-пример:

<center><math> \text{R}^*+\text{R*H}\longrightarrow\text{RH}+\text{R}^*.</math></center> 

;Трећи корак ланчана реакција или пропагација
Пропагација радикала се карактерише стварањем новог радикал (пропагацијом). Тако да новонастали радикал може реаговати са другим молекулом и дати нови радикал, све дотле док се два радикала не споје и дају неутрални молекул. Овај процес се зове и ланчана реакција, јер се карактерише настанком стотина или хиљада пропагацијских корака („карика у ланцу“) између иницијацијског и терминацијског корака. Ако се ради о високо реактивним радикалима као што су нпр. алкилни радикали, ланци су дуги, али са радикалима ниске реактивности, нпр. арилни радикали, настају краћи ланци или се ради о неланчаним процесима, јер радикал нема са чим да реагује све док се не сретне са другим радикалом.

==== Биохемијске реакције ====
Реакције у организму након којих као коначни или интермедијерни производ настају реактивне врста кисеоника су;<ref name="Živković"/> 
* ''дисање''; чији су производи -{O}-<sub>2</sub>,-{ H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>, и OH}- радикали, 
* ''процеси аутооксидације''; хидрохинона, катехоламина, тиола, редукованих прелазних метала, 
* ''нежељена дејства хербицида и лекова''; изазивају повећану продукцију О<sub>2</sub><sup>-</sup>, 
* ''зрачење''; изазива разлагање воде и стварање радикала
* ''кидање хемијских веза у органској средини''.
Рекомбинацијом овако добијених -{ROS}-, а у зависности од других услова (присуство кисеоника у вишку, неких метала итд) покреће се читав низ слободнорадикалских реакција.

Људски организам као и сви аеробни организми, стално је изложен повољним и неповољним ефектима стварања реактивних врста кисеоника. [[Кисеоник]] (-{O<small>2</small><sup>-</sup>}-), [[водоник-пероксид]] (-{H<small>2</small>O<small>2</small>}-) и други деривати кисеоника настали у оптималним количинама имају бројна позитивна дејства у организму. Продукција (-{ROS}-)-а је непрекидан процес и представља основну компоненту ћелијског метаболизма. Реактивне врсте кисеоника су од велике користи за организам уколико је њихова продукција добро контролисана и ограничена на одређеним местима у ћелији. Све док постоји равнотежа између ћелијских система који производе слободне реактивне врсте и оних који одржавају антиоксидантне одбрамбене механизме, организам није изложен њиховим штетним утицајима.
{{Цитат|Количина слободних радикала у организму је врло мала (32-320 фемтограма по граму ткива супероксид анјон радикала) али њихова ланчана реакција омогућава да један слободни радикал изазове промене на хиљадама молекула и оштети [[ДНК]], [[Рибонуклеинска киселина|РНК]], [[ензим]]е и/или липидне компоненте биомембране пре него што буде инактивирана<ref name="Živković"/>.}}
Већина слободних радикала су краткоживеће, веома нестабилне хемијске врсте које су у стању да лако реагују са основним ћелијским биомолекулима изазивајући промене у структури и функцији ових једињења, која даље могу утицати на покретање новог низа неензимских ланчаних реакција. Проблем настаје када се поремети равнотежа и када закажу природни механизми одбране, па ниво слободних радикала почне да превазилази могућности организма, што мења оксидативни статус и тело улази у зону повећаног оксидативног стреса. Сматра се да су слободни радикали одговорни за настанак акутних и хроничних поремећаја који се манифестују као запаљењски процеси, неуролошки поремећаји, кардиоваскуларни поремећаји, малигне болести итд.<ref>Slavica Spasić, Zorana Jelić-Ivanović, Vesna Spasojević-Kalimanovska ''Medicinska biohemija'', 2003, Beograd</ref>

== Патофизиологија ==
Ћелије на [[оксидо-редукција|оксидацију]] реагују производњом радикала. Ланчана реакције може почети код неспарених [[електрон]]а који се преносе са једног [[молекул]]а на други. Током дегенеративних процеса у организму јако се повећава потрошња [[кисеоник]]а и [[метаболизам]] (респираторна експозиција), са повећаном активошћу хексозомонофосфатног пута и стварања [[водоник пероксид]]а (-{H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>}-) и [[јон|анјона]] [[супероксид]]а -{O<sub>2</sub><sup>'''-'''</sup>}-. [[Супероксид]] -{O<sub>2</sub> <sup>'''-'''</sup>}- је ништа друго до слободни радикал [[кисеоник]]а који настаје губитком једног [[електрон]]а из -{O<sub>2</sub><sup>'''-'''</sup>}- а као и други слободни радикали хемијски је јако реактиван.
[[Датотека:Aktivni kiseonički sistem.jpg|center|350px]]
Реактивне врсте кисеоника се непрекидно стварају у живим ћелијама као производ нормалног метаболизма кисеоника. Али се такође неке реактивне врсте кисеоника могу стварати и под утицајем егзогених тј спољних извора односно спољних утицаја који изазивају повећано стварање слободних радикала. Неки од њих су дувански дим, лекови, начин исхране, нека терапијска и околна зрачења (јонизујуће зрачење, радио-таласи,<ref>{{cite journal|title=Proliferation, Oxidative Stress and Cell Death in Cells Exposed to 872 MHz Radiofrequency Radiation and Oxidants|journal= Journal Radiat Res|date=2008|volume=170|issue=2|pages=235–243|doi=10.1667/RR1322.1 |pmid=18666817 |last1=Höytö |first1=A. |last2=Luukkonen |first2=J. |last3=Juutilainen |first3=J. |last4=Naarala |first4=J. }}. }-</ref> хипероксије па чак и физичка активност.

Под утицајем егзогених и ендогених [[стрес]]них утицаја, који носе назив и „[[оксидативни стрес]]“ може доћи до драматичног повећања слободних радикала, које доводи до значајних оштећења ћелијских структура.<ref>{{en}}Simić M.G. Taylor K.A.Introduction to peroxydation and antioxidation mechanisms, Oxygen Radicals in Biology and medicine. New York London Plenum press,1-90: 1988.</ref>

Неки реактивне врсте кисеоника могу играти важну улогу као трансмитери у интрацелуларним путевима преноса информација. Међутим, повећана производња реактивних врста кисеоника доводи до оксидативног стреса. Нормална функција реактивних врста кисеоника покреће индукцију имунског система и мобилизацију система транспорта јона. На пример, крвне ћелије на месту оштећења (нпр. у рани) почињу да продукују реактивне врсте кисеоника, који активирају тромбоците потребне да би започели процес зарастање рана.

Већина реактивних врста кисеоника је врло активна (константна брзина реакција са кисеоником је К=10<sup>9</sup> [[Мол (јединица)|Мола]] у једној секунди или мање) а живе веома кратко (мање од 10<sup>-10</sup> секунде.)<ref>{{en}}-{Landont -Borstein. Numerical Data and Functional Relationships in Sciance and Technology. ''Radical reaction rates.'' News Series. Fisher H. Berlin Springer-Varlag.13;1984}-</ref> Иако је количина -{ROS}- у организму јако мала, њени ефекти су разорни, јер ланчана реакција омогућава да једна врста изазове промене на хиљадама молекула. {{напомена|Довољно је да се под дејством јонизујућег зрачења на 10.000.000 изложених молекула произведе само један молекул -{ROS}- да смртност буде 50% (ЛД50)<ref>{{en}}-{Simić M. ''Mechanism of DNA Demage and Repair'', Izdavač Simić M. G. Grossman I.L. Upton A.C. New York/London Plenum Press;1985}-</ref>}} Поремећаји које том приликом могу да изазову реактивне врсте кисеоника у ћелији су;<ref>{{en}}Passwater R.A. Selenium as food and Medicine. New Canaan Connecteut Keats Publishing;1980.</ref>
* ''Стварање бочних веза'' - формирање веза између два атома протеина и / или [[ДНК]]
* ''Преоксидација липида'' - иницирање процес разарања [[липид]]а и стварање нових радикала.
* ''Оштећење [[лизозом]]а'' - због пуцања [[мембрана|мембране]] лизозома, долази до наглог изласка хидролитичких [[ензим]]а у ћелији и разарање структура ћелије.
* ''Оштећење ћелијске мембране'' - разарање ћелијске мембране и њено одвајање од ћелије.
* ''Нагомилавање [[пигменат]]а старења'' - настаје као последица [[хидролиза|хидролизе]] ћелијских компоненти. Пигмент старења -[[липофусцин]] настаје као последица хидролизе ћелијских компоненти.<ref>{{cite journal|title=Oxidative stress and protein aggregation during biological aging |doi=10.1016/s0531-5565(01)00139-5|pmid=11525876 |last1=Squier |first1=T. C. |url=https://archive.org/details/sim_experimental-gerontology_2001-09_36_9/page/1539|journal=Experimental Gerontology |date=2001 |volume=36 |issue=9 |pages=1539–1550 |s2cid=1889227 }}</ref>

Најбољи пример штетног деловања слободних радикала је оштећење структуре ћелије, односно мембране митохондрија, под утицајем слободних кисеоничких радикала насталих у митохондријама током процеса транспортног ланца електрона. Тако настали слободни радикали реагују са [[масна киселина|масним киселинама]] које су саставни део мембранских липида. Настала ланчана реакција доводи до оштећења интегритета мембране [[митохондрија]]. На сличан начин долази до оштећења ћелијске мембране, мембране ендоплазматског ретикулума и мембране ћелијског једра. Слободни радикали у ћелији имају највећи афинитет везања за полинезасићене масне киселине у саставу мембранских фосфолипида, при чему настају липидни пероксиди и нови липидни радикали.

На ћелијском нивоу, микроскопска оштећења изазвана кисеоничким радикалима, се виде као прекиди комплексних протеинских ланаца и ужеглост масти или липида у ћелијској мембрани. Оштећења мембране под микроскопом изгледају као „стара смежурана кожа“. Као крајњи исход дејства кисеоничких радикала у организму, могу настати, токсична оштећења на структурама ћелија што резултује њиховом умањеном функцијом и [[саморегулација|саморегулацијом]]. На овом принципу се заснива и улога реактивних врста кисеоника као покретача програмиране ћелијске смрти ([[апоптоза|апоптозе]]).<ref>{{cite journal|title=Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease |doi=10.1016/j.biocel.2006.07.001|pmid=16978905 |last1=Valko |first1=M. |last2=Leibfritz |first2=D. |last3=Moncol |first3=J. |last4=Cronin |first4=M. T. |last5=Mazur |first5=M. |last6=Telser |first6=J. |journal=The International Journal of Biochemistry & Cell Biology |date=2007 |volume=39 |issue=1 |pages=44–84 }}</ref>

Физички се оштећења изазвана реактивним врстама кисеоника манифестују запаљењем као што је то случај код артритиса. Зато се сматра да су реактивне врсте кисеоника, као и остали слободни радикали у директној вези са свим дегенеративним болестима савременог доба.<ref>Ђујић И. Зунић З. ''Оксидативни биомаркери индикатори еколошких дисбаланса''. 2. Научни скуп-Наша еколошка истина, Борско језеро, 1994</ref><ref>{{cite journal|title=Oxidative stress, mitochondrial dysfunction and cellular stress response in Friedreich's ataxia |doi=10.1016/j.jns.2005.03.012|pmid=15896810 |last1=Calabrese |first1=V. |last2=Lodi |first2=R. |last3=Tonon |first3=C. |last4=d'Agata |first4=V. |last5=Sapienza |first5=M. |last6=Scapagnini |first6=G. |last7=Mangiameli |first7=A. |last8=Pennisi |first8=G. |last9=Stella |first9=A. M. |last10=Butterfield |first10=D. A. |journal=Journal of the Neurological Sciences |date=2005 |volume=233 |issue=1–2 |pages=145–162 |s2cid=6847853 }}</ref>

== Одбрана организма ==
За контролу реактивних врста кисеоника организам је кроз еволуцију морао да развије '''антиоксидативни одбрамбени систем (АОДС)''', састављен од више нивоа. Организам изложен великим количинама [[кисеоник]]а (која влада у [[хипероксија|хипероксији]]) може га присилити да ствара реактивне врсте кисеоника у великим количинама што тражи повећано ангажовање (АОДС). Антиоксидативни одбрамбени систем (АОДС) поседује сопствени редокс капацитет за уклањања реактивних врста кисеоника, а такође и способност репарације већ насталих оксидативних оштећења, и који углавном зависи од индивидуалног антиоксидативног статуса организма. Исцрпљивање или неспособност (АОДС) у одбрани има за последицу пропагацију неконтролисаних реактивних врста кисеоника и појаву оксидативног стреса у организму, што може бити узрок врло озбиљних оштећења и патолошких стања организма.
[[Датотека:Oksido-redukcija..jpg|центар|400п]]
Упркос чињеници да се радикали у нашем телу продукују стално, наше тело не поприма мирис ужегле [[масти]], као што се то дешава са машћу изложене [[Zemljina atmosfera|атмосферском]] [[кисеоник]]у. Организам живих бића, развио је велики број одбрамбених механизама који у њему одржавају равнотежу оксидо-редукционих процеса и;
* смањују стварање слободних радикала, 
* врше уклањање вишка радикала 
* врше регенерацију и 
* поправљају настала оштећења узрокована њима.
Ефикасна заштита од штетних ефеката реактивних врста кисеоника, односно од кисеоничких радикала, постиже се интервенцијом у разним фазама слободних радикалских процеса заштитним дејством антирадикалских агенаса: ''(<small>објашњење дато у схеми испод</small>)''
[[Датотека:Anti ROS zaštita.JPG|center|450px]]
Одбрамбени механизми који одржавају равнотежу оксидо-редукционих процеса су:
* Одређене ћелијске органеле ([[митохондрија|митохондрије]], [[лизозом]]и) које одвајају веће количине слободних радикала од осталих виталних делова ћелије,
* Ћелијски ензими: [[супероксид дисмутаза]], [[каталаза]] и [[глутатион пероксидаза]]
* Антиоксиданси: су углавном материје које организам добија из хране, (углавном [[Воће|воћа]], [[Поврће|поврћа]], [[лековито биље|лековитог биља]], као што су [[витамини]]; Ц-витамин ([[аскорбинска киселина]]), [[А витамин|А-витамин]] (алфа токоферол), [[Е витамин|Е-витамин]] ([[бета-каротен]]), и минерали [[цинк]] и [[селен]].

Антиоксидативни одбрамбени системи (АОДС) или механизми антиоксидантне заштите аеробних организама обухватају: 
* примарну антиоксидантну заштиту
* секундарну антиоксидантну заштиту

=== Примарна антиоксидантна заштита ===
[[Ћелија|Ћелијска]] равнотежа и њен интегритет се од реактивних врсте кисеоника штити сложеним системом антиоксидантне или антирадикалске одбране. Најактивнији у тој одбрани су антиоксидативни [[ензим]]и. Они заједно са осталим нискомолекуларним физиолошким структурама [[ћелија|ћелије]] штите [[организам]] од [[оксидо-редукција|оксидативних процеса]] који немају функционалну улогу и виталним процесима организма (антибактеријска и антивирусна заштита, варење итд).

==== Ензими ====
Антиоксидативни [[ензим]]и су производ [[ћелија|ћелије]] организма. Њихова улога је да регулишу и бране организам од нежељених дејстава слободних радикала. Главни антиоксидативни ензим су; -{SOD}- - [[супероксид дисмутаза]], -{CAT}- - [[каталаза]], и -{GSH-Px}- - [[глутатион пероксидаза]]. Заједно са другим [[ензим]]има они чине примарну [[Одбрана|одбрану]] од свих реактивних врсте кисеоника.

'''Супероксид дисмутаза-ензим -{(SOD, EC 1.15.1.1.)}-'''

[[Супероксид дисмутаза]] је класа ензима која катализује дисмутазу од супероксида до [[кисеоник]]а и [[Vodonik-peroksid|водоник-пероксида]]. Као такви, они су важни антиоксидативна одбрана у скоро свим ћелијама изложеним кисеонику. У организму већине сисара и [[Хордати|хордата]], присутна су три облика изоензима -{SOD}-:
* '''SOD1'''—интрацелуларна Cu/Zn-SOD, која се предоминантно налази у цитоплазми и језгру ћелије,
* '''SOD2'''—митохондријска Mn-SOD, која се предоминантно налази у митохондријама,
* '''SOD3'''—екстрацелуларна -{EC-SOD}-, која се предоминантно налази ван [[Ћелија (биологија)|ћелије]] у екстрацелуларним течностима (нпр. плазми, матриксу ткива итд).
Улога -{SOD}- ензима је да он први делује, и спречи оштећења, конвертовањем супероксида у водоник-пероксид и О<sub>2</sub>, спречавајући на тај начин стварање хидрокси радикала (OH<sup>•</sup>) у следећој реакцији:
<center><math> 2\text{O}_2^{\cdot-} + 2\text{H}^+\overset{SOD}\longrightarrow \text{H}_2\text{O}_2 + \text{O}_2. </math></center> 

Генетички фактори и начин живота утичу на количину [[супероксид-дисмутаза]] -{(SOD)}- у телу сваког појединца. Ако организам не производи довољно супероксид дисмутаза -{(SOD)}- (мање од 5 нмол/мл серума), могу настати поремећаји, од средње тешких оксидативних оштећења до дегенеративних обољења.

'''Каталаза -{(CAT, EC 1.11.1.6)}- '''   

[[Каталаза]] је један од најраспрострањенијих ензима у природи, кога садржи велики број аеробних организама, као и неке анаеробне бактерије. Основна биолошка улога каталазе заснована је на разлагању, односно редукцији, токсичног водоник-пероксида. Ензим каталаз, који се налази у [[пероксизом]]у, врши конверзију [[водоник-пероксид]]а -{(H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>)}- у безопасну воду -{(H<sub>2</sub>O)}- и кисеоник (О<sub>2</sub>):
<center> <math> 2\text{H}_2\text{O}_2\overset{CAT}\longrightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2, </math></center> 

'''Глутатион пероксидаза -{(GSHPx, EC 1.11.1.9)}-''' 

[[Glutation peroksidaza|Глутатион пероксидаза]]  је [[селен]]-завистан ензим чија је функција да катализује реакције редукције [[водоник-пероксид]]а и хидропероксиде масних киселина у присуству редукованог глутатиона -{(GSH)}-. -{GSHPx}- се налази у [[цитосол]]у, где штити фосфо-и сфинголипиде мембрана од оксидативне деструкције. Глутатион пероксидаза катализује редукцију водоник-пероксида на два молекула воде, а у улози редуцента јавља се [[глутатион]] -{(GSH)}- у следећој реакцији:
<center> <math> 2\text{GSH} + \text{H}_2\text{O}_2\overset{GSH-Px}\longrightarrow \text{GSSG} + 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2. </math></center> 


 
[[Датотека:Antioksidant.1.jpg|центар|500п|мини|<center>'''Неутрализација је сажето приказана у овој схеми'''<center>]]

==== Неензимски биомолекули ====

'''Редуковани глутатион -{(GSH)}-''' 

Редуковани [[Glutation|глутатион]] је нискомолекуларно једињење које чини 90% укупних непротеинских сулфхидрилних једињења ћелије. Редуковани глутатион је по структури -{γ-L}--глутамил--{L}--цистеинил-глицин. Глутатион има улогу у спречавању оксидације тиолних група ензима, протеина и пептидних хормона, при чему прелази у оксидирани облик -{(GSSG)}-. Ензим глутатион враћа назад молекуле у редуковане облике, коришћењем електрона из никотинамид аденина динуклеотиде фосфата -{(NADPH + H<sup>+</sup>)}-, (регулисањем трансформације -{NADP у NADPH}-)
<center> <math> \text{GSSG} + \text{NADPH} +\text{H} +\overset{GSH-R}\longrightarrow 2\text{GSH} + \text{NADP} </math></center> 

'''Апоцерулоплазмин, апотрансферин и апоферитин''' 

[[Апоцерулоплазмин]], [[апотрансферин]] и [[апоферитин]] су протеини који лимитирају пул слободног [[гвожђе|гвожђа]] и спречавају његово укључивање у [[Фентонова реакција|Фентонову реакцију]], одговорну за продукцију хидроксилног радикала.

<center> <math> \text{H}_2\text{O}_2 + \text{Fe}_2 +\longrightarrow \text{Fe}_3+ +\text{OH} * + \text{OH} -. </math></center>

=== Секундарна антиоксидантна заштита ===
Секундарни антиоксиданти већином делују тако што уклањају већ створене слободне радикале и представљају „хватаче“ слободних радикала, затим служе као донор електрона, разграђују липид-пероксиде настале у фази пропагације, везују јоне метала, а неки од њих инхибирају и ензимске системе које продукује реактивне врсте кисеоника (-{ROS}-).
==== Ензимски антиоксиданти ====
У секундарну антиоксидантну заштиту убрајају се ензими који учествују у исправљању насталог оксидативног оштећења нуклеинских киселина, протеина и липида. То су првенствено протеолитички ензими, фосфолипаза -{A}-<sub>2</sub>, класична (фосфолипиди-независна) и фосфолипиди зависна -{GSHPx}-, гликозилазе, ендо-и егзонуклеазе, ДНК лигазе, ДНК полимеразе, итд Ови ензими „поправљају“ оштећене молекуле ДНК, одстрањују оксидоване масне киселине мембранских липида и кроз процесе деградације и ресинтеза обнављају оксидоване аминокиселине, односно протеине.
==== Неензимски антиоксиданти ====
Неензимски антиоксиданти који обухватају природне ендогене продукте ћелије, нутритивне егзогене материје и синтетске препарате су и бројна нискомолекулска једињења, хидрофилног или липофилног карактера. Најзначајнији природни антиоксиданти су аскорбинска киселина, каротеноиди, убихинон итд.

==== Ојачани липиди ====
[[Ојачани липиди]] су липидни молекули у којима неке од масних киселина садрже деутеријум уместо водоника. Могу се користити за заштиту живих ћелија успоравањем ланчане реакције због изотопског дејства на пероксидацију липида.<ref>{{Cite journal|last=Demidov|first=Vadim V.|title=Site-specifically deuterated essential lipids as new drugs against neuronal, retinal and vascular degeneration|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.drudis.2020.03.014|journal=Drug Discovery Today|date=2020|volume=25|issue=8|pages=1469–1476|doi=10.1016/j.drudis.2020.03.014|pmid=32247036 |issn=1359-6446}}</ref> Један од најпогубнијих и најнепоправљивијих типова [[Оксидативни стрес|оксидативног оштећења]] који наносе [[реактивне врсте кисеоника]] (РВК) на биомолекуле укључује цепање везе угљеник-водоник (апстракција водоника). У теорији, замена водоника деутеријумом „појачава“ се веза због [[кинетичког изотопског ефекта]], а такви појачани биомолекули које тело преузме биће отпорнији на РВК.<ref>{{Cite journal|last=Shchepinov|first=Mikhail S.|date=2007|title=Reactive Oxygen Species, Isotope Effect, Essential Nutrients, and Enhanced Longevity|url=http://dx.doi.org/10.1089/rej.2006.0506|journal=Rejuvenation Research|volume=10|issue=1|pages=47–60|doi=10.1089/rej.2006.0506|pmid=17378752 |issn=1549-1684}}</ref>

== Клинички значај ==
Клиничке последице деловања штетних реактивних врста кисеоника присутне су у већини болести и умирања људи. Најазначајнији поремећаји и [[болест]]и, које могу настати као последица штетног деловања реактивних врста кисеоник су:<ref name="Dröge"/>
;[[Биолошко старење|Превремено старење]]
[[биолошко старење|Старењем]] организма, ефикасност [[аутофагија|аутофагије]] опада, и долази до акумулирације старих и оштећених [[митохондрија]], које за собом остављају [[јон]]е и тиме доводе до стварања реактивних врста [[кисеоник]]а. Све то настаје због разних промена у [[ћелија|ћелији]], као што су оштећења [[ДНК]], липидна пероксидација у мембрани, формирање укрштених веза између [[протеин]]а, али и дејства на смањење [[теломера]]. Промене у [[концентрација|концентрацији]] реактивних врста кисеоника такође настаје и као резултат [[мутација|мутације]] [[ензим]]а који су укључени у процес [[Неутрализација (хемија)|неутрализацији]] ових једињења (нпр. [[супероксид дисмутаза]]).<ref name="Muller2000"/><ref name="Dröge"/>
{{цитат2|Антиоксиданси обнављају оштећења, но, што сте старији, брзина оштећивања је већа од обнављања и то изазива [[биолошко старење|старење]]. [[Антиоксиданс]]и успоравају старење, али нас неће учинити бесмртнима.}}
;[[Рак (болест)|Тумори]]'''
Слободне кисеоничке врсте мењају [[ДНК]] тако што [[Мутација|мутирају]] [[ген]]е који контролишу [[репродукција|размножавање]] [[ћелија]]. Зато се ћелије неконтролисано и убрзано размножавају без контроле. Промене ДНК у организму трају 10-20 година (понекад и краће), од почетака иницијалног деловања узрочника. Зато реактивне врсте кисеоника могу имати улогу карциногена у организму;<ref name="transformation">{{en}}-{Tennant D.A., Durán R.V., Boulahbel H. in Gottlieb E.(2009) ''Metabolic transformation in cancer'', Carcinogenesis, volume 30. pages 1269-1280.}-</ref><ref>{{cite journal|author=AMES, B. N|title=Dietary carcinogens and anticarcinogens |year=1983|journal=Science |volume=221|issue=4617|pages=1256–1263|doi=10.1126/science.6351251 |pmid=6351251 }}.</ref>

Након стимулације фактора раста РТК-а, РОС може покренути активацију сигналних путева укључених у ћелијску миграцију и инвазију, као што су чланови породице протеин киназе активиране митогеном (МАПК) – екстрацелуларно регулисана киназа (ЕРК), ц-јун НХ-2 терминална киназа ( ЈНК) и п38 МАПК. РОС такође може да подстакне миграцију повећањем фосфорилације фокалне адхезионе киназе (ФАК) п130Цас и паксилина.

И ин витро и ин виво, показало се да РОС индукује факторе транскрипције и модулира сигналне молекуле укључене у ангиогенезу (ММП, ВЕГФ) и метастазе (у регулацији АП-1, ЦКСЦР4, АКТ и смањење ПТЕН-а). 

Експериментална и епидемиолошка истраживања у последњих неколико година показала су блиску повезаност између РОС, хроничне упале и рака. РОС индукује хроничну упалу индукцијом ЦОКС-2, инфламаторних цитокина (ТНФα, интерлеукин 1 (ИЛ-1), ИЛ-6), хемокина (ИЛ-8, ЦКСЦР4) и проинфламаторних транскрипционих фактора (НФ-κБ). Ови хемокини и хемокински рецептори, заузврат, промовишу инвазију и метастазе различитих типова тумора.
;[[Шећерна болест|Шећерна болест]]
[[шећерна болест|Хипергликемија]] изазива формирање реактивних врста кисеоника, погоршава стање и узрокује разне компликације;
;[[Ateroskleroza|Атеросклероза]]
Атеросклероза доводи до болести [[срце|срца]] и [[крвни суд|крвних судова]], последица је [[оксидо-редукција|оксидације]] (штетног) [[ЛДЛ- липопротеини|ЛДЛ- липопротеина]] и повећаног стварање - [[водоник-пероксид]]а{H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>}-, што доводи до оштећења на [[Слузокожа|слузокожи]] [[артерија]]. У оштећеној слузокожи ствара се [[Тромб|угрушак]] (тромб), који може зачепити лумен крвног суда, кроз који тече крв за снабдевање срчаног мишића, мозга и других органа и тако изазвати срчани, мождани или инфаркт неког другог органа;<ref>{{en}}-{Frostegard J, Nilsson J, Haegerstrand A, Hamsten A, Wigzell H,Gidlund M. {{cite journal|author= |title= Oxidized low density lipoprotein induces differentiation and adhesion of human monocytes and the monocytic cell line U937.|journal= Proc Natl Acad Sci USA |date=1991|volume=87|issue=|pages=904–08|pmid= 2300583}}.}-</ref><ref>{{cite journal|title= Dietary correction of hypercholesterolemia in the rabbit normalizes endothelial superoxide anion production|url= https://archive.org/details/sim_circulation_1995-08-15_92_4/page/n261|journal= Circulation|date=1995|volume=92|issue=4|pages=898–903|doi= 10.1161/01.CIR.92.4.898|pmid= 7641372|last1= Ohara|first1= Y.|last2= Peterson|first2= T. E.|last3= Sayegh|first3= H. S.|last4= Subramanian|first4= R. R.|last5= Wilcox|first5= J. N.|last6= Harrison|first6= D. G.}}.}-</ref>
;[[Катаракта]] (старачка мрена)
Катаракта је дегенеративна болест коју карактерише замућење очног сочива. Појаву катаракте спречава ензим [[глутатион]] који сочиво штити од сунчевог (ултравиолетног) зрачења. Како са старењем глутатиона има све мање, ова болест је такође једна од карактеристика старења.
;[[Неуродегенеративне болести]]
[[Даунов синдром]] (тризомија) због промена на [[хромозом]]има и [[Алцхајмерова болест]], због непосредне веза између пероксидације и формирање амилоид липида.
;[[Реуматоидни артритис]]
Настаје као последица деловања реактивних кисеоничких врста на [[зглоб]]ове.
;[[ХИВ|ХИВ инфекција]]
Ову инфекцију карактерише повећан катаболизма цистеина у сулфат, због чега је количина [[цистеин]]а и [[глутатион]]а смањена и на тај начин (јер је то претеча антиоксиданата) смањена је додатно умањена функција [[лимфоцит|лимфмоцита]].
;[[Радиоактивност|Јонизујуће зрачење]]
Оштећења у организму изазвана рендгенским радиоактивним, електромагнетним и другим врстама зрачења последица су деловања слободних радикала који настају деловањем тих агенаса.
;[[Хипоксија]]
Према многобројним истраживањима два феномена показују разлику између иреверзибилног и реверзибилног оштећења у случају хипоксије. Један од њих је неспособност реверзије (поновног успостављања) нормалне функције митохондрије, а други представља оштећења на нивоу ћелијских мембрана, а нарочито плазма мембране. Међутим, и у једном и у другом случају, према новијим налазима из литературе, главне промене у условима хипоксије одвијају се на нивоу мембране, а један од битних фактора оштећења мембране у овим условима су молекули са повећаном активношћу какви су на пример реактивне врсте кисеоника или слободни радикали кисеоника али и азота .<ref>Ljubiša Mihajlović Lj., Mihajlović K.N., Petrović A. i Pavlović R., ''Molekularni mehanizam ćelijskih oštećenja pri akutnoj hipoksiji'' Acta medica Medianae (2002) 4 51 -61</ref>

== Види још ==
* [[Кисеоник]]
* [[Тровање кисеоником]]
* [[Хипербарична медицина]]
* [[Хипербарична оксигенотерапија]]

== Напомене ==
{{напомене}}

== Извори ==
{{извори}}
== Спољашње везе ==
*[http://www.slate.com/articles/health_and_science/medical_examiner/2011/08/the_doctor_and_the_pomegranate.html Antioxidants don't work, but no one wants to hear it.] {{ен}}

{{Подножје|Медицина}}


[[Категорија:Физиологија]]
[[Категорија:Хипербарична медицина]]