Казалось бы вопрос простой и ответ будет однозначным – конечно, друг! Без кислорода невозможна жизнь ничего живого на Земле, и человека в том числе! Это вам подтвердит любой любой школьник после седьмого класса. Но только если ученик не добрался по программе до понятия «синглетный кислород» и «свободные радикалы». А вот тут и проявляются некоторые неприятные свойства чудесного химического элемента, действительно дарящего жизнь всем нам.
Немного химии за девятый класс
Молекула кислорода состоит из двух атомов, каждый из которых имеет по восемь электронов на внешней орбите. Однако существование молекулы обеспечивает то, что одна пара общая. Она связывает два атома в молекулу (О2). При некоторых условиях связь общих электронов может разрываться, и тогда мы имеем два атома, у каждого из которых по семь электронов на внешней орбите. То есть, один электрон непарный. Но в природе устроено так, что долго выдержать одиночество этот электрон не в силах, он жадно ищет – с кем бы соединиться? И в выборе своём совершенно неразборчив!
Вот тогда и говорят о синглетном кислороде или свободном радикале. Радикал буквально рыщет в поисках объекта, у которого можно отхватить недостающий электрон себе в пару. В этом отношении он сродни разбойнику с большой дороги, способному ограбить любого, кто попадётся на пути. Свободный радикал разрывает связи других молекул. При этом те, в свою очередь, лишившись своего законного электрона, сами превращаются в свободные радикалы, разделяясь при этом на две-три новые молекулы. И охота продолжается, только охотников становится вдвое, а то и втрое больше. Так формируется цепная реакция свободно-радикального окисления, называемая ещё перекисным окислением.
Натиск агрессора
Нетрудно себе представить, что волна радикалов, обрушившаяся на клетку, наносит ей массу повреждений. А ведь из клеток, как из кирпичиков, сложен весь наш организм! И так мы устроены, что каждая клеточка начинается с мембраны, ограничивающей её содержимое – цитоплазму и особые включения, органеллы, – от окружающей среды. В число органелл входит и ядро, хранитель генетической информации, основа продления рода. Органеллы также имеют мембраны, можно сказать, что весь организм на тонком уровне состоит из мембран. И всё это оказывается под угрозой!
В строении мембраны существенную роль играют жиры – липиды – в связке с углеводами. Для свободного радикала кислорода липиды являются желанной целью. Здесь наиболее легко происходят разрывы связей, образуются новые, уже липидные радикалы. Мембрана теряет свою целостность, нарушается процесс обмена воды и ионов между клеткой и межклеточным пространством, а затем и обмен веществ и энергии в самой клетке. Разрушаются органеллы, в частности митохондрии, а именно они ответственны за выработку энергии для организма. Волна радикалов накрывает и ядро, атаке подвергается ДНК, её цепочки разрываются. В конечном итоге клетка гибнет. Процесс разрушения жиров в мембранах называется перекисным окислением липидов (ПОЛ). Процессу этому сегодня медики придают большое значение.
Печальные последствия
- Отрицательными результатами действия свободных радикалов могут быть:
- Повреждение клеточной мембраны способствует развитию сердечных заболеваний.
- Повреждение внутриклеточных механизмов вызывают генетические поломки и обусловливают предрасположенность к раку.
- Снижение функции иммунной системы ведет к увеличению восприимчивости к инфекциям, повышенному риску рака и неспецифических воспалительных заболеваний, таких, как ревматоидный артрит.
- Повреждение белков кожи, снижают ее эластичность и ускоряют появление морщин.
- Свободные радикалы провоцируют в организме основное большинство процессов, похожих на настоящее ржавление или гниение - это разложение, которое с годами, буквально в полном смысле слова, "разъедает" нас изнутри. Свободные радикалы образует не только кислород, но и азот, хлор, липидные радикалы.
