สารอนุมูลอิสระ (Free radical)

posted on 03 Nov 2011 11:27 by sirinpharmacy in miscellaneous

         อนุมูลอิสระ (Free Radicals) หมายถึงสารหรือโมเลกุลซึ่งมีอิเล็กตรอนที่ขาดคู่อยู่ในวงรอบของอะตอม  นั่นก็คือเป็นโมเลกุลที่ไม่เสถียรเนื่องจากขาดอิเล็กตรอน[3][7]  

จึงจำเป็นต้องหาอิเล็กตรอนเพื่อมาทำให้เกิดความเสถียร ดังนั้นจึงไปแย่งอิเล็กตรอนจากสารอื่นเพื่อมาทดแทน สารอื่นที่ถูกแย่งอิเล็กตรอนมาก็กลายเป็นสารที่สร้างปัญหา

เนื่องจากจะต้องไปแย่งเอาอิเล็กตรอนมาทดแทนเช่นเดียวกัน ดังนั้นจึงเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ขึ้นต่อเนื่อง อนุมูลอิสระจะมีอายุสั้นมาก จึงจัดเป็นโมเลกุลที่ไม่เสถียรและว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี

โมเลกุลดังกล่าวจึงเป็นตัวก่อเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ในร่างกาย  ซึ่งการเผาผลาญอาหารประเภทเนื้อสัตว์จะมีของเสียที่เรียกว่าอนุมูลอิสระเป็นจำนวนมาก[7]

         โดยปกติแล้วมักจะกล่าวถึงเฉพาะอนุมูลอิสระที่เป็นสาเหตุทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันในร่างกาย แต่ในความเป็นจริงจะมีตัวกระตุ้นที่สำคัญเรียกว่า Reactive Oxygen Species (ROS) ซึ่งหมายถึงโมเลกุลที่ว่องไวต่อการทำปฏิกิริยา[1][7]
ซึ่งอาจเป็นอนุมูลอิสระหรือไม่ใช่อนุมูลอิสระ (Nonradicals) ก็ได้ ตัวอย่างของอนุมูลอิสระและ ROS เช่น อนุมูลซูเพอร์ออกไซด์ (Superoxide Anion Radical) อนุมูลไฮดรอกซิล (Hydroxyl Radical) อนุมูลเพอร์ออกไซด์ (Peroxide Radical)  อนุมูลเพอร์ออกซิล (Peroxyl Radical)   ไฮโดรเจนเพอร์ ออกไซด์ (Hydrogen Peroxide) โอโซน(Ozone) ออกซิเจนอะตอมเดี่ยว(Singlet Oxygen) อนุมูลไฮโดรเจน (Hydrogen Radical) และอนุมูลเมทิล (Methyl Radical) เป็นต้น


               
โดยหลักการทางเคมีอนุมูลอิสระ และ ROS เกิดโดย

1. ปฏิกิริยาการแยกอย่างสมมาตร (symmetric separation)

X - X ------> X + X

2. อนุมูลอิสระอื่นๆ

X - HR ------> HX + R

 

รูปภาพจาก http://www.knowcancer.com/blog/antioxidants-free-radicals-and-your-body/


อาจแบ่งอนุมูลอิสระในร่างกายของมนุษย์ออกเป็น 2 แบบง่ายๆ คือ

          1. อนุมูลอิสระที่เกิดในร่างกายของเราเอง  เป็นผลจากในร่างกายของเรามีกระบวนการเผาผลาญอาหาร หรือที่เรียกเป็นทางการว่า กระบวนการเมแทบอลิซึม (Metabolism) เกิดขึ้นตลอดเวลา ซึ่งเป็นผลจากปฏิกิริยาเคมีและกิจกรรมของเซลล์ในร่างกาย ที่ต้องดำเนินการตามปกติ  ตัวอย่างเช่นในกระบวนการหายใจจะเกิดออกซิเจนที่มีประจุลบ[3][4]ซึ่งก็คืออนุมูลอิสระ สารตัวนี้สามารถรวมตัวกับไขมัน LDL (Low Density Lipoproteins) ได้ดี และยังสามารถรวมตัวกับสารบางชนิดในร่างกายก่อให้เกิดสารพิษที่ทำลายเนื้อเยื่อ หรืออาจไปเปลี่ยนแปลงข้อมูลทางพันธุกรรมในดีเอ็นเอ ทำให้เซลล์ปกติเปลี่ยนสภาพไปเป็นเซลล์มะเร็งเป็นต้น

         2. อนุมูลอิสระที่มาจากนอกร่างกาย ซึ่งเกิดได้หลายปัจจัยด้วยกันคือ จากการได้รับเชื้อโรค เช่นการติดเชื้อไวรัสหรือเชื้อแบคทีเรีย โรคเกี่ยวกับภูมิคุ้มกัน (Autoimmune Diseases) เช่น ข้ออักเสบ   รูมาตอยด์   จากรังสี เช่นรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา   จากมลภาวะเช่นควันบุหรี่ แก๊สจากท่อไอเสียรถยนต์เช่น ไนตรัสออกไซด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ เขม่าจากเครื่องยนต์ ฝุ่น   จากกระบวนการประกอบอาหารเช่น การย่างเนื้อสัตว์ ที่มีส่วนประกอบของไขมันสูง การนำน้ำมันที่ใช้ทอดอาหารที่มีอุณหภูมิสูงๆกลับมาใช้อีก  ทำให้เกิดอาหารประเภทเกรียม ไหม้ หรือเกิดจากการปิ้ง ย่าง   จากยาบางชนิดเช่น โดโซรูบิซิน (Doxorubicin) เพนนิซิลามิน (Penicillamine) พาราเซทามอล (Paracetamol)  เป็นต้น [4][5][6]

         อนุมูลอิสระที่มีมากเกินไปจะเป็นอันตรายต่อไขมันโดยเฉพาะ LDL โปรตีน หน่วยสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอ และคาร์โบไฮเดรต ทำให้เพิ่มความเสี่ยงต่อการเป็นโรคหลายชนิดเช่น โรคหลอดเลือดตีบและแข็งตัว (Atherosclerosis) เกิดการกลาย (Mutation) ของเซลล์ทำให้เกิดมะเร็งบางชนิด โรคอัลไซเมอร์หรือโรคความจำเสื่อม ทำให้เกิดกระบวนการอักเสบ ทำให้เกิดการทำลายเนื้อเยื่อรุนแรงขึ้น โรคไขข้ออักเสบและความเสื่อมของร่างกายเป็นต้น[5][6]

         ปัจจุบันนักชีววิทยาเชื่อกันว่าความแก่เกิดจากการที่เนื้อเยื่อในร่างกายค่อยๆสะสมสารที่เป็นพิษต่อร่างกายอย่างช้าๆ[2]  ซึ่งมีผลทำให้ทำลายสมดุลของร่างกายที่ควบคุมการดำรงชีวิต และส่วนที่ได้รับผลกระทบมากคือดีเอ็นเอ การเปลี่ยนแปลงในดีเอ็นเอมีผลต่อการสร้างข้อมูลทางพันธุกรรมผิดพลาดไป ส่งผลให้เซลล์เสื่อมสภาพลง อะตอมจะเสถียรเมื่อมีอิเล็กตรอนเต็มวงโคจร ถ้าอิเล็กตรอนไม่ครบจะเกิดอนุมูลอิสระ อนุมูลอิสระมักจะเกิดขึ้นเมื่อพันธะโคเวเลนต์แตกออกเป็น 2 ส่วนและแต่ละส่วนจะมีอิเล็กตรอนแยกไปส่วนละ 1 ตัว อนุมูลอิสระจะว่องไวมากและทำให้เกิดความเสื่อมสภาพของเซลล์ในร่างกาย

         จากที่กล่าวมาจะเห็นว่าอนุมูลอิสระถูกสร้างขึ้นมาจากกระบวนการเมแทบอลิซึมของร่างกายเองและในสภาวะที่ผิดปกติ เช่น ภาวะของโรค หรือภาวะที่ร่างกายได้รับมลภาวะแวดล้อม ภาวะที่ผิดปกติจะส่งผลให้ร่างกายสะสมอนุมูลอิสระเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นร่างกายจึงจำเป็นต้องมีระบบป้องกันไม่ให้อนุมูลอิสระทำลายได้ สิ่งที่ร่างกายสร้างขึ้นมาเพื่อปกป้องตนเองเรียกว่าสารต้านอนุมูลอิสระ (Antioxidants) [7]

 

รูปภาพจาก http://www.thaitravelhealth.com/blog/archives/134

Refference.
1. ดร.พรทิพย์ วิรัชวงศ์.อนุมูลอิสระ (free radicals)/สารต้านอนุมูลอิสระ (antioxidants).Accesses Sep,23,2011.www.gpo.or.th/rdi/html/antioxidants.html .
 2. Aging and Free Radicals Biology Exploring Life 1994. 2nd edition. Gil Brum, Larry McKane and Berry Karp. John Wiley & Sons, Inc. New York  Accesses Sep,23,2011. http://www.school.net.th/library/snet4/cell/aging.htm.
 3.นพ.วรงค์ ลาภานันต์  อายุรแพทย์ผู้เชี่ยวชาญโรคหัวใจ รพ.ภูมิพล แพทย์ที่ปรึกษาศูนย์หัวใจ รพ.วิภาวดี Acceses  Sep,23,2011. http://www.vibhavadi.com/web/health_detail.php?id=101.
4.JAY L. ZWEIER t, JOHN T. FLAHERT, AND MYRON L. WEISFELDT, Direct measurement of free radical generation following  reperfusion of ischemic myocardium, Proc. Nati. Acad. Sci. USA.Vol. 84, pp. 1404-1407, March 1987. Acceses Sep,23,2011. http://www.pnas.org/content/84/5/1404.short.

5. Trevor F. SLATER, REVIEW ARTICLE  Free-radical mechanisms in tissue injury. Biochem. J. (1984) 222, 1-15. Printed in Great Britain .Acceses Sep,23,2011. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1144137/.

6. JASON D. MORROW, KRISTINA E.and Et al, A series of prostaglandin F2-like compounds are produced in vivo in

humans by a non-cyclooxygenase, free radical-catalyzed mechanism. Proc. Natl. Acad. Sci. USA.Vol. 87, pp. 9383-9387, December 1990. Biochemistry .Accesses Sep,23,2011. http://www.pnas.org/content/87/23/9383.short.

7. Maturos Malaisree, Rungrudee Srisomang and Surat Boonphong. Chemical Constituents of Lagerstroemia loudonii Flower and Their Antioxidant Activities. NU Science Journal 2006; 2(2): 231 – 240 .Acesses Sep,23,2011. www.sci.nu.ac.th/rs/upload/s/2550010001nation74.pdf. 

 

 

Comment

Comment:

Tweet