미토콘드리아 손상
에너지 생산 장애 외에도 미토콘드리아의 손상은 활성산소라고 불리는 독성 분자의 생산 증가로 이어집니다. 항산화제라고 불리는 화합물은 활성산소를 세포에 독성이 없게 만드는 반응을 개시함으로써 활성산소 제거제 역할을 합니다. 증거에 따르면 활성산소에 의한 손상이 신경 질환의 병리에 기여하는 요인입니다. 활성산소가 신체의 조절 능력을 압도하면 산화 스트레스라는 상태가 발생합니다. 따라서 활성산소는 지질, 단백질 및 DNA를 나쁘게 변화시키고 많은 인간 질병을 유발합니다.활성산소는 세포 손상과 항상성 파괴를 초래하는 중요한 거대 분자를 공격합니다. 활성산소의 표적은 체내의 모든 종류의 분자를 포함합니다. 그중에서도 지질, 핵산, 단백질이 주요 타깃입니다. 따라서 산화 방지제의 외부 공급원을 적용하면 이러한 산화 스트레스를 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다.
활성산소 및 기타 활성산소종(ROS)은 인체의 정상적인 필수 대사 과정 또는 X선, 오존, 담배 흡연, 대기 오염 물질 및 산업 화학 물질에 대한 노출과 같은 외부 소스에서 파생됩니다. 활성산소와 DNA의 반응은 가닥가닥 염기 변형과 DNA 단백질 교차 결합을 포함하기 때문에, ROS는 DNA 손상을 유도합니다. 수많은 연구자들이 발암, 돌연변이 및 변형에 활성산소의 참여를 제안했습니다. 생물계에 존재하는 활성산소가 돌연변이, 변형 및 궁극적으로 암으로 이어질 수 있음이 분명합니다.
활성산소와 항산화제
자유 라디칼은 짝을 이루지 않은 전자를 포함하고 있기 때문에 다른 세포 구조와 반응성이 높은 원자 또는 분자입니다. 활성산소는 일반적인 대사 과정과 면역 체계 반응을 포함한 체내에서 진행 중인 생화학 반응의 자연적인 부산물입니다. 자유 라디칼 생성 물질은 우리가 먹는 음식, 우리가 먹는 약과 약, 우리가 마시는 공기, 그리고 우리가 마시는 물에서 발견될 수 있습니다. 이러한 물질에는 튀김, 알코올, 담배 연기, 살충제, 대기 오염 물질 등이 포함됩니다. 활성산소는 산화라는 과정을 통해 전자를 빼앗아 단백질, DNA, 세포막과 같은 세포의 일부에 손상을 입힐 수 있습니다. (이것이 활성산소 손상을 "산화 손상"이라고도 부르는 이유입니다.) 활성산소가 세포의 중요한 구성요소를 산화시키면, 그 구성요소들은 정상적인 기능을 상실하게 되는데, 이러한 손상이 누적되면 세포가 죽게 될 수도 있습니다. 활성산소의 생성 증가는 신경세포 손상을 유발하거나 가속화시켜 질병을 유발한다는 연구결과가 많습니다.
산화 방지제는 "자유 라디칼 소거제"라고도 하며, 활성 라디칼의 형성을 감소시키거나 활성 라디칼과 반응하여 중화시키는 화합물입니다. 산화 방지제는 종종 전자가 다른 세포 구성 요소를 산화시키기 전에 자유 라디칼에 전자를 기증함으로써 작동합니다. 일단 자유 라디칼의 전자가 짝을 이루면, 자유 라디칼은 안정화되어 세포에 독성이 없게 됩니다. 세포 내 항산화 물질의 가용성을 높이는 것을 목표로 하는 요법은 신경 질환을 예방하거나 진행을 늦추는 데 효과적일 수 있습니다.
산화 스트레스
산화 스트레스는 활성산소(총칭 활성산소종, ROS)가 체내 분자와 상호작용할 때 발생하는 손상에서 발생하는 병리적 상태를 말합니다. 이러한 활성 라디칼은 DNA, 단백질 및 지질과 같은 세포의 모든 구성 요소를 손상시키고 암 및 심장 질환 및 신경 퇴행성 장애와 같은 다양한 질병 상태를 유발할 수 있습니다.
DNA의 산화적 손상
많은 실험들은 DNA와 RNA가 산화적 손상에 취약하다는 증거를 분명히 제시합니다. 특히 노화와 암에서 DNA가 주요 표적으로 고려되는 것으로 보고되었습니다.[3]
Free Radical Damage
자유 급진주의란 정확히 무엇입니까?
자유 라디칼은 하나 또는 그 이상의 짝을 이루지 않은 전자를 가지고 있는 특히 반응성이 있는 원자 또는 원자 그룹입니다. 고등학교 화학을 기억한다면 전자가 쌍으로 온다는 것을 기억할 것입니다. 전자 한 개가 그 쌍에서 손실되면 원자가 손실된 전자를 대체할 수 있는 곳이라면 어디든 갈 수 있을 것처럼 보이기 때문에 원자를 "매우 반응성이 높은" 상태로 만듭니다. 당신의 몸에서, 그 대체 전자들은 당신의 몸에 있는 세포들로부터 옵니다. 그 과정에서 그 세포들을 파괴합니다. 활성산소는 활성산소의 출현과 활성산소를 해독하거나 그로 인한 손상을 복구하는 능력 사이에서 우리 몸이 더 이상 균형을 유지할 수 없는 산화적 스트레스 상태에 빠집니다. 그렇기 때문에 활성산소는 DNA를 손상시키고, 생화학적 화합물을 변화시키고, 세포막을 부식시키고, 세포를 완전히 파괴함으로써 파괴하는 세포 살인자 역할을 합니다.
참고문헌:
- 항산화제
- 국립보건원
- 산화 스트레스
참고 항목:
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What Exactly Is a Free Radical?
A free radical is an especially reactive atom or group of atoms that has one or more unpaired electrons. If you remember your high school chemistry, you will remember that electrons come in pairs. When one electron is lost from that pair, it makes the atom "highly reactive" as it looks to replace that lost electron anywhere it can. In your body, those replacement electrons come from cells in your body--destroying those cells in the process. Free radicals put your body in a state of oxidative stress in which your body is no longer able to maintain a balance between the appearance of reactive oxygen species and its ability to detoxify those free radicals or to repair the resulting damage. That's why free radicals function as cellular killers that wreak havoc by damaging DNA, altering biochemical compounds, corroding cell membranes, and destroying cells outright. [1]
Mitochondrial Damage
Aside from impaired energy production, damage to the Mitochondria leads also to increased production of toxic molecules called free radicals. Compounds called antioxidants act as free radical scavengers by initiating reactions that make free radicals non-toxic to cells. Evidence indicates that damage by free radicals is a contributing factor to the pathology of neurological diseases. If free radicals overwhelm the body's ability to regulate them, a condition known as oxidative stress ensues. Free radicals thus adversely alter lipids, proteins, and DNA and trigger a number of human diseases.Free radicals attack important macromolecules leading to cell damage and homeostatic disruption. Targets of free radicals include all kinds of molecules in the body. Among them, lipids, nucleic acids, and proteins are the major targets. Hence application of external source of antioxidants can assist in coping this oxidative stress.
Free radicals and other Reactive Oxygen Species (ROS) are derived either from normal essential metabolic processes in the human body or from external sources such as exposure to X-rays, ozone, cigarette smoking, air pollutants, and industrial chemicals. ROS induce DNA damage, as the reaction of free radicals with DNA includes strand break base modification and DNA protein cross-links. Numerous investigators have proposed participation of free radicals in carcinogenesis, mutation, and transformation; it is clear that their presence in biosystem could lead to mutation, transformation, and ultimately cancer.
Free Radicals and Antioxidants
Free radicals are atoms or molecules that are highly reactive with other cellular structures because they contain unpaired electrons. Free radicals are natural by-products of ongoing biochemical reactions in the body, including ordinary metabolic processes and immune system responses. Free radical-generating substances can be found in the food we eat, the drugs and medicines we take, the air we breathe, and the water we drink. These substances include fried foods, alcohol, tobacco smoke, pesticides, air pollutants, and many more. Free radicals can cause damage to parts of cells such as proteins, DNA, and cell membranes by stealing their electrons through a process called oxidation. (This is why free radical damage is also called “oxidative damage.”) When free radicals oxidize important components of the cell, those components lose their ability to function normally, and the accumulation of such damage may cause the cell to die. Numerous studies indicate that increased production of free radicals causes or accelerates nerve cell injury and leads to disease.
Antioxidants , also known as “free radical scavengers,” are compounds that either reduce the formation of free radicals or react with and neutralize them. Antioxidants often work by donating an electron to the free radical before it can oxidize other cell components. Once the electrons of the free radical are paired, the free radical is stabilized and becomes non-toxic to cells. Therapy aimed at increasing the availability of antioxidants in cells may be effective in preventing or slowing the course of neurological diseases. [2]
Oxidative Stress
Oxidative stress refers to a pathological state that arises from the damage caused by free radicals (collectively known of as reactive oxygen species, ROS) when they interact with molecules in the body. These free radicals can damage any component of the cell such as the DNA, the proteins and the lipids and give rise to cancer and various other disease states such as heart disease and neurodegenerative disorders.
Oxidative damage to DNA
Many experiments clearly provide evidences that DNA and RNA are susceptible to oxidative damage. It has been reported that especially in aging and cancer, DNA is considered as a major target..[3]
References:
- Antioxidant
- National Institutes of Health
- Oxidative Stress
See Also: