Download
1 / 26
280 likes | 715 Views
محاضرة. يلقيها :. الأستاذ الدكتور/ عبد المطلب مسعد رمضان. مكة المكرمة- كلية المعلمين- قسم الكيمياء. الشقوق الحرة (العوامل المؤكسدة) ومضادات الأكسدة. الأوكسجين. عنصر الأوكسجين يعتبر أهم العناصر الموجودة فى الطبيعة فهو مصدر الحياة لمعظم الكائنات الحية.
E N D
محاضرة يلقيها : الأستاذ الدكتور/ عبد المطلب مسعد رمضان مكة المكرمة- كلية المعلمين- قسم الكيمياء
الشقوق الحرة (العوامل المؤكسدة) ومضادات الأكسدة .
الأوكسجين عنصر الأوكسجين يعتبر أهم العناصر الموجودة فى الطبيعة فهو مصدر الحياة لمعظم الكائنات الحية. إن الإنسان يمكن أن يستغنى عن غياب الماء فترة زمنية قد تصل إلى يوم أو يومين ولكن لا يستطيع أن يستغنى عن وجود الأوكسجين لفترة زمنية لا تتجاوز الدقيقتين. وتتضح أهمية الأوكسجين من النسبة العالية التى يتواجد بها فى جسم الإنسان كما يبدو من الجدول التالى :
العنصر الرمز الكتلة النسبة المئوية الأوكسجينO 5و 45 65 الكربونC 6و 12 18 الهيدروجين H 0و7 10 النيتروجين N 1و2 3 الكالسيوم Ca 05و1 5و1 الفوسفور P 7و0 1 كمية بعض العناصر فى جسم شخص بالغ وزنة 70 كيلو جرام
1- صور الأوكسجين الطبيعية النافعة : أ- الأوكسجين الجزيئى(O2) ترجع فائدته الى انه مصدر التنفس فى معظم العمليات الحيوية داخل خلايا الكائنات الحية. (O3) ب- غاز الأوزون له دور فعال فى منع الأشعة فوق البنفسجية من الوصول الى سطح الكرة الأرضية.
2- صور الأوكسجين الضارة : O2.-, O22-, O2-, HO2., HO., HO-, H2O2 شق السوبر أوكسيد (O2.-) يعتبر هو الأساس فى التحور إلى الصور المختلفة المذكورة أعلاه .
نشأة شق السوبر أوكسيد (O2.-) فى الانسان يوجد عنصر الحديد فى صورته الثنائية )Fe2+( مرتبط بجزء عضوى يسمى الهيم وهو عبارة عن حلقات البورفرين كما يتضح من الرسم التالى :
حيث يتكون مركب الهيموجلوبين الذى يعتبر المكون الأساسى لخلايا الدم الحمراء. و فى أثناء عملية التنفس يعمل الحديد على نقل الأوكسجين من الرئتين الى جميع أنسجة الجسم لكى تتم عملية أكسدة العناصر الغذائية المولدة للطاقة. وعملية امتصاص ونقل الأوكسجين يمكن تمثيلها بالمعادلات التالية :
Fe2+ + O2 Fe2+_ O2 Fe2+_ O2 + Cells Fe2+ +Cell _ O2 Fe2+_O2Fe3+ +O2.- ولكن تحت ظروف غير معروفة يحدث خلل فى عملية تبادل (O2( الطبيعية الموضحة فى المعادلات أعلاه وينفصل الأوكسجين على هيئة شق السوبر أوكسيد ويتأكسد (Fe2+ ) الى (Fe3+ ) كما يلى:
هذه الصورة النشطة لشق السوبر أوكسيد هى المصدر الأولى لانتاج الصور النشطة الأخرى والتى تلعب دور خطير جدا على صحة الانسان والعديد من الكائنات الحية. هذا وقد أوضحت بعض الدراسات الحديثة أن هناك ما يقرب من 5 إلى10% من عمليات التنفس يحدث معها هذا التحور لجزىء الأوكسجين لينتج شق السوبر أوكسيد النشط .
أضرار شق السوبر أوكسيد (O2.-) 1- الشيخوخة المبكرة . 2- الإصابة بالسرطان وكذلك مرض السكر. 3- الالتهابات المختلفة والمجهولة الأسباب . 4- التشنجات والنوبات العصبية وأعراض مرض الصرع . 5- يلعب دوراً رئيسياً فى حدوث مرض تصلب الشرايين . 6-الأمراض الروماتيزمية وألام الصداع المؤقت والمزمن .
ميكانيكية تأثير شق السوبر أوكسيد (O2.-) ترجع خطورة شق السوبر أوكسيد أيون الى : أ- صغر حجم الشق يجعله يستطيع أن ينفذ بسهولة الى العديد من الخلايا و يؤثر فيها وهذا مكمن الخطورة. ب- قدرة الشق على أن يكون عامل مؤكسد قوى وكذلك عامل مختزل قوى.
1- يرجع دور شق السوبر أوكسيد فى أحداث الشيخوخة المبكرة الى أتلاف الخلايا الحية عن طريق أكسدتها نظرا لقدرة التأكسد العالية التى يتمتع بها. 2- أكدت الدراسات الحديثة أن الخلايا المصابة بالسرطان محاطة بتركيز عالى من هذا الشق الحر وكذلك الحال لمرضى السكر حيث وجد أن البنكرياس المسئول عن إفراز مادة الأنسولين المسئولة عن هضم السكر يجاوره تركيزات عالية من الشق.
3- فى حالة الإصابة بالصداع وبالتشنجات وكذلك النوبات العصبية أوضحت القياسات المعملية أن خلايا المخ يجاورها تركيزات عالية من شق السوبر أوكسيد. 4- أكدت ايضا الدراسات الحديثة أن قدرة التأكسد العالية لهذا الشق تسبب فى أكسدة الكوليسترول الجليسريدات المتراكمة فى الشرايين وتحولها الى الحالة الصلبة مما يؤدى الى الإصابة بمرض تصلب الشرايين.
أنزيمات إزالة شق السوبر أوكسيد(O2.-) Super Oxide Dismutase (SOD) أوضحت الدراسات العلمية المختلفة أن هناك عدة عائلات من الأنزيمات الفلزية تقوم بدور حيوى فى التخلص من هذه الصورة الضارة للأوكسجين (O2.-). هذه الأنزيمات يطلق عليها مزيل شق السوبر أوكسيد Super Oxide Dismutase ويرمز لها بالرمز (SOD)
توجد ثلاثة عائلات لأنزيم السوبر أوكسيد هى : 1- العائلة الأولى التى تحتوى على عنصر النحاس (Cu) ويرمز لها بالرمز Cu-SOD والتى توجد فى الدم وخلايا المخ. 2- عائلة المنجنيز Mn-SOD وتتركز فى الكبد ومواضع أخرى من الجسم. 3- عائلة الحديد Fe-SOD وتوجد فى الكلى وأعضاء مختلفة فى الجسم.
M-SOD + O2- + H+SOD + H2O2 وهذه الصورة H2O2 أيضا ضارة جداً ويتخلص الجسم منهانهائيا بواسطة أنزيم فلزى أخر يسمى الكتاليز ( catalase ) طبقا للمعادلة التالية: 2H2O2 + catalase 2H2O + O2 وعملية إزالة شق السوبر أوكسيد تتم طبقا للمعادلة التالية : M = Cu or Mn or Fe
والآن يأتى سؤال هام طالما أن الجسم يستطيع أن يتخلص من هذة الصورة الضارة . فما السبب فى ظهور تلك الأمراض المختلفة والخطيرة بتأثير O2- ؟ الإجابة: أكيد أن هناك نقص فى هذه الأنزيمات الفلزية داخل الجسم. والسؤال التالى: ما هو السبب فى نقص هذه الأنزيمات ؟
أسباب نقص الأنزيم أولا: كبر السن . ثانيا: أسباب وراثية . ثالثا: النظام الغذائى للانسان . رابعا: خلل معين يطرأ مؤقتا على الكائنالحى .
التغلب على نقص الأنزيم 1- الاهتمام بالنظام الغذائى. 2- البعد عن التدخين الإيجابى والسلبى. 3- التحفظ الشديد فى تناول المضادات الحيوية. 4- عدم تناول الشاى مباشرة بعد تناول الوجبات الغذائية. .SOD5 - استخلاص بعض أنزيمات من مصادر طبيعية 6- تحضير بعض المركبات الكيميائية والتى تقوم بدور حفزى مماثل لتلك الأنزيمات الطبيعية ومن أشهر هذه المركبات متراكب الأسبرين مع النحاس والمنجنيز.
7- التعرف على الجينات المسئولة عن إنتاج أنزيماتSOD وإعادة حقنها فى الخلايا والأعضاء التى تعانى من نقص فى هذه الأنزيمات . هذه العملية هى الأفضل على الإطلاق ولذا ظهرت دراسة هامة تعرف بالهندسة الأنزيمية والتى من خلالها يمكن التعرف على الجينات المسئولة عن إنتاج الأنزيمات المختلفة حيث يتم استخلاصها وإعادة حقنها فى الأعضاء التى تعانى نقص لهذه الأنزيمات, وهنالك يمكن للانسان أن يتخلص من مشاكله بشكل طبيعى وبدون اللجوء لتناول الأدوية وتجنب ما صاحبها من مشاكل وأضرار جانبية.
مضادات الأكسدة الطبيعية أ- فيتامين هـ : 1- يحمى كرات الدم الحمراء من التحلل ويمنع تليف الكبد الناتج من وجود الشقوق الحرة ( العوامل المؤكسدة). 2- يحمى فيتامين (جـ) , وفيتامين (أ) والكاروتين من الأكسدة سواء داخل أو خارج الجسم 3- يمنع تأكسد الأحماض الدهنية غير المشبعة فى الأغذية الدهنيةوالزيوت, الأحماض الدهنية غير المشبعة المتعددة والفوسفوليبيدات المكونين للأغشية الخلوية فى الجسم .
ب- فيتامين جـ ( حمض الأسكوربيك): 1- حماية العناصر الغذائيةالتى تدخل فى تكوين الأنسجة وأغشيةالخلايا منالأكسدة مثل فيتامين (أ) وفيتامين (ب) والأحماض الدهنية غير المشبعة المتعددة 2- ويضاف كذلك لبعض الأغذية كمادة مانعة للأكسدة. ألا أن الإكثار من تعاطى فيتامين (جـ) غير مرغوب فيه نظرا لأنة تتكون أملاح مع الكالسيوم تترسب فى الكلى فتتكون بعض الحصوات.
1- تتفاعل فيتامينات(جـ أو هـ ) أو اى مضاد أكسدة صناعى أخر مع الشقوق الحرة التى تتكون نتيجة لبعض العمليات الحيوية لإعاقة تفاعل الأكسدة التسلسلى كما يلى: AH + Free Radical A. + H2O2 ميكانيكية عمل الفيتامينات كمضاد أكسدة 2- الارتباط بالأوكسجين الموجود بوفرة حول الخلايا أو الغذاء ومنع عمليات الأكسدة الغير مرغوبة.
جـ - معدن السيلينيوم 1- بمساعدة فيتامين(هـ ) يمنع أكسدة كرات الدم الحمراء 2- يعمل بمفردة كمضاد للأكسدة بدلا من فيتامين (هـ). 3- يلعب دور رئيسى فى حماية أغشية الخلايا من التأكسد اذ أنة يدخل فى تركيب أنزيم معدنى يسمى :جلوتاثيون بيرأوكسيداز والذى يلعب دور هام فى منع تكوين الشقوق الحرة.
