ارتفعت معدلات الإصابة بالأمراض المزمنة غير المعدية خلال العقود الأخيرة ارتفاعا كبيرا شمل مجتمعات العالم كافة دون تفريق أو تمييز. وتعزو معظم الدراسات الحديثة ذلك إلى نتيجة العادات والسلوكيات الغذائية الخاطئة التي انتشرت بين الناس. وفي الوقت نفسه، أضحى مصطلح مضادات الأكسدة شائعا بين مختلف طبقات الناس. كيف تتكون الجذور الحرة، وما مصادرها، وما تاريخ مضادات الأكسدة التي تكافح تلك الجذور، وما مصادرها، وما أهميتها؟
تحدث إلى «صحتك» الدكتور خالد علي المدني، استـشاري التغذية العلاجية نائب رئيس الجمعية السعودية للغذاء والتغذية، موضحا أن العالم يشهد اهتماماً متزايدا بدور مضادات الأكسدة في صحة الإنسان؛ حيث تفيد الكثير من الدراسات العلمية بأن زيادة تناول الخضراوات الخضراء والصفراء والحمضيات، قد تقي الإنسان من الأمراض المزمنة، وقد يرجع ذلك إلى احتوائها على كمية من مضادات الأكسدة.
من جانب آخر، أوضح أن زيادة الأكسجين النشط، أو الجذور الحرة الأخرى التي تنتج من التفاعلات الكيمائية داخل جسم الإنسان، إضافة إلى عوامل خارجية أخرى تساعد على تكوين الجذور الحرة التي تؤدي إلى مهاجمة خلايا ومكونات الجسم؛ مما يتسبب في إتلاف هذه الخلايا والمكونات.
تكون الجذور الحرة
المعروف أن الذرة تتكون من نواة تحتوي على جسيمات مثل البروتونات والنترونات، وتدور الإلكترونات حول النواة. كما تتكون الجزيئات من مجموعات من الذرات مترابطة بواسطة تأثير أزواج هذه الإلكترونات. وفي بعض الأحيان وأثناء التفاعلات الكيميائية، فإن إلكتروناً سوف ينفر بعيداً عن بقية الجزيء أو الذرة تاركاً شقاً أو جذراً. ويحاول الجذر الحر البحث عن إلكترون آخر بدلا من الإلكترون المفقود ليكون زوجا من الإلكترونات المستقرة داخل الجزيء أو الذرة. وفي عملية البحث هذه تتسبب الجذور الحرة في تخريب الجزيئات عندما تسحب إلكتروناً من مكونات جزيئات الخلية الطبيعية للجسم، وإذا تلاقى جذران حران، فبإمكان إلكتروناتهما غير المتزاوجة الاتحاد لتكوين رابطة تساهمية، والناتج يكون جزيئاً غير جذري.
أما عندما يتفاعل الجذر مع غير الجذر، فإن جذراً جديداً ينتج، وقد يحدث تفاعلاً تسلسلياً نتيجة لذلك. ونظرا لأن معظم الجزيئات البيولوجية تكون غير جذرية، فإن نشوء الجذور الحرة الفاعلة داخل الكائن الحي عادة ما يكون ناتجاً من تفاعلات تسلسلية. وتعمل الجذور الحرة على تخريب مكونات الخلايا. فإذا هاجمت جدار الخلايا فقد تحدث خللا في وظائف الخلايا، وإن هاجمت دواخل الخلايا فقد تهاجم الحمض النووي المسؤول عن نقل الصفات الوراثية محدثة تسرطناً للخلايا.
مصادر وتفاعلات
ما مصادر الجذور الحرة Free Radicals؟ إضافة إلى ما سبق، هناك عوامل داخل الجسم وخارجه تساعد على تكوين الجذور الحرة تشمل ما يلي:
- تدخين السجائر
- الأطعمة الغنية بالدهون
- التمرينات الرياضية العنيفة
- الإشعاع والمواد المشعة
- التلوث البيئي
- الالتهابات
- الأوزون
- الأشعة فوق البنفسجية
- بعض المبيدات الحشرية والمذيبات العضوية
- الضغوط النفسية والاجتماعية
ما تأثيرات وتفاعلات الجذور الحرة؟ يتعرض الإنسان باستمرار إلى إشعاعات من البيئة، وهذه الإشعاعات إما أن تكون طبيعية مثل غاز الرادون والأشعة الكونية، أو من مصادر صناعية مثل الأشعة السينية. وتقوم هذه الإشعاعات بتغيرات داخلية في جسم الإنسان، فعلى سبيل المثال، تقوم الأشعة الكهرومغناطيسية ذات الأطوال الموجية المنخفضة (مثل أشعة غاما) بشطر جزيء الماء في الجسم لتوليد جذر الهيدروكسيل. أما الأشعة فوق البنفسجية الواردة من أشعة الشمس فليست لديها الطاقة الكافية لشطر الماء، ولكن بإمكانها تكسير الرابطة التساهمية في جزيء بيروكسيد الهيدروجين لتعطي جذر الهيدروكسيل. وهذا الجذر النشط، بمجرد تكونه، فإنه يهاجم الجزيئات المحيطة، بمعنى أنه يتفاعل في موقع تكونه. لذلك؛ فإن من الصعوبة تطوير أو تصميم مزيل فاعل يعمل على إزالة كل الجذور الناتجة داخل الجسم.
كما أن الكثير من المركبات في الجسم يمكن أن تتفاعل مع الأكسجين لإنتاج «جذر فوق الأكسجين». ومن أمثلة هذه المركبات الادرينالين والدوبامين، وبعض مكونات الميتوكوندريا. إضافة إلى ذلك، فإن بعضاً من «جذر فوق الأكسجين» ينتج بطريقة تعمدية، فعلى سبيل المثال، بعض خلايا الدم البيضاء أثناء دفاعها ضد الأجسام الغريبة في الجسم تولد كميات كبيرة من جذر فوق الأكسجين كجزء من آلية القضاء عليها. وقد ينتج من ذلك الكثير من الأمراض، مثل التهاب المفاصل الروماتيزمية ومرض التهاب المثانة اللذين يكونان مصاحبين للنشاط المفرط لهذه الخلايا البيضاء؛ الأمر الذي يؤدي إلى زيادة أصناف الأكسجين والنيتروجين النشط؛ مما يؤدي إلى تحطيم الأنسجة.
وهناك جذر حر فيزيولوجي آخر هو جذر أكسيد النيتريك، الذي له الكثير من الوظائف المفيدة، مثل تنظيم ضغط الدم، لكن الزيادة منه تمثل خطورة، حيث إنه يلعب دورا في آلية تحطيم الأنسجة في حالات الالتهابات المزمنة والسكتة الدماغية. وقد تكون بعض أصناف الأكسجين أو النيتروجين النشط على شكل جذور حرة، بينما البعض الآخر لا يكون على شكل جذور حرة.
مقاومة الجذور الحرة
وما دور الجسم في المقاومة؟ يجيب الدكتور المدني بأن الجسم مزود بآليات دفاعية لمنع الأكسدة ولتحطيم الجذور الحرة والمركبات الفاعلة الأخرى قبل أن تقوم بإفساد جزيئات الخلية، إلا أنه رغم ذلك نجد أن وجود الجذور الحرة والمواد المؤكسدة بكمية كبيرة يمكنها أن تؤدي إلى حدوث التحطم التأكسدي.
إن من المعروف أن استمرار الحياة على الأرض يعتمد كلية على استخدام الأكسجين، الذي تتلخص بعض فوائده في المساعدة على إنتاج الطاقة عن طريق أكسدة المغذيات الكبرى (الدهون، البروتينات، والكربوهيدرات) للقيام بالوظائف المهمة للجسم، وإزالة السمية من بعض المواد الغريبة عن الجسم.
ومن الطبيعي أن يتحد الأكسجين مع الهيدروجين بعد هذه العمليات إلى حالة أكثر ثباتاً واستقراراً وهي الماء. ومع ذلك، فإن اختزال وتحول الأكسجين عادة ما يكون غير كامل، حتى في الظروف الطبيعية، وغالبا ما تنشأ مجموعة وسطية من المواد الكيميائية النشطة التي يطلق عليها الأكسجين النشط. كما أن التفاعلات الكيميائية الأخرى في داخل جسم الإنسان تؤدي أيضاً إلى ظهور «جذور حرة Free Radicals» أخرى ذات أصناف كيميائية مختلفة. وقد تكون الجذور الحرة جزيئات أو ذرات لها إلكترون واحد غير متزاوج، وبالتالي تكون نشطة وغير مستقرة.
مضادات الأكسدة
إن كل خلية من خلايا جسم الإنسان الذي يتكون من نحو تريليون خلية تعاني من نحو 10.000 هجمة من الجذور الحرة في اليوم الواحد. وهذا الهجوم يتركز في الغالب على المادة الوراثية. ومن إحدى نتائج هذا الهجوم هو زيادة معدل التطفر، وهذه الطفرات تزيد من خطورة حدوث السرطان. إضافة إلى ذلك، فإن الأغشية الخلوية والبروتينات والدهون تتعرض أيضا للهجوم بواسطة الجذور الحرة. وعلى مدى سبعين سنة اعتيادية من عمر الإنسان، فإن الجسم يولد ما يعادل نحو سبعة عشر طنا (17000 كيلوغرام) من الجذور الحرة. لذا؛ فإن جسم الإنسان يحتاج إلى دفاعات فاعلة مضادة للأكسدة في كل الأوقات.
وتعمل مضادات الأكسدة على منع تكوين أو منع تأثير الجذور الحرة داخل الجسم، وذلك من خلال إعطاء إلكترون إلى الجذر الحر فيصبح ثابتا غير نشط ولا يحدِث أضرارا على الأحماض النووية (وحدات المادة الوراثية)، أو الدهون، أو البروتينات، أو الجزيئات الحيوية الأخرى.
وتصنف المادة المضادة للأكسدة بأنها تلك المادة التي لديها القدرة على تثبيط الجذور الحرة؛ لذا فإن القليل من المادة المضادة للأكسدة لا بد أن يفقد. كما أن القليل من جزيئات مضادات الأكسدة داخل جسم الإنسان مثل بعض الإنزيمات تكون غير كافية لمنع هذا الضرر تماما؛ لذلك فإن الأطعمة المحتوية على مضادات الأكسدة تكون مهمة في الحفاظ على الصحة.
وقد أثبت الكثير من الدراسات أن بعض العناصر الغذائية لها أهمية كمضادات للأكسدة مثل فيتامين إي (E)، وفيتامين سي (C)، والكاروتينيدات، والفلافونويدات، وصبغات النبات الأخرى. كما وجد أن بعض مضادات الأكسدة يمكن أن تظهر تأثيراتها المفيدة خارج الجسم أيضا، مثل ما يحدث في عملية حفظ الأطعمة.
إن إزالة الجذور الحرة بواسطة مضادات الأكسدة تبدو مهمة لصحة وحياة الإنسان، ومع ذلك، فإننا لا يمكن أن نعيش من دون الجذور الحرة، فالجسم يستخدم الجذور الحرة لتدمير الجراثيم، إضافة إلى استخدامها لإنتاج الطاقة، لكن المشكلة تكمن في أن معظم الناس يتعرضون لكميات كبيرة من الجذور الحرة، وهذا ليس صحيا.
ومع ذلك، فإن بإمكاننا تجنب العوامل التي تزيد من تعرضنا للجذور الحرة أو تزيد من إنتاج أجسامنا للجذور الحرة، فعلى سبيل المثال، تزيد أشعة الشمس، والأشعة السينية، والتدخين من إنتاج الجذور الحرة. ونظرا لأن طبقة الأوزون تنحسر في الجو، فإننا نتعرض وباستمرار إلى طاقة أكثر من الأشعة فوق البنفسجية، كما أن كثرة استهلاك الدهون والسكريات تحفز من إنتاج الجذور الحرة. كما يزيد الإجهاد وزيادة استهلاك الأكسجين خلال التمارين الرياضية العنيفة من إنتاجها. بالإضافة إلى أن معظم الجذور الحرة التي ينتجها الجسم تكون نتيجة التفاعلات الجانبية للاستخدام الاعتيادي للأكسجين لحرق الطعام لإنتاج الطاقة. ولا يزال هناك الكثير من الأمور التي لا يمكن أن نتحكم فيها. لذلك تقوم مضادات الأكسدة الغذائية في المساعدة على إعادة التوازن.
وتؤدي مضادات الأكسدة إلى تقليل التلف والوقاية من الأمراض من خلال الآليات التالية:
تحديد تكوين الجذور الحرة، القضاء على الجذور الحرة، تحفيز فاعلية الإنزيمات المضادة للأكسدة، إصلاح التلف التأكسدي، تحفيز إصلاح فاعلية الإنزيمات المضادة للأكسدة، دعم جهاز المناعة.
