„Gyök (kémia)” változatai közötti eltérés

A '''szabadgyökök''' (angolul: ''free radicals'') olyan [[atom]]ok vagy [[molekula|molekulák]], amelyek egy vagy több párosítatlan vegyérték elektronnal, vagy nyitott elektronhéjjal rendelkeznek, vagyis olyanok mintha egy vagy több [[kovalens kötés]] szabadon lógna róluk. A ''szabadgyökök'' olyan molekulák vagy molekulafragmentek, amelyek külső elektronpályájukon egy egyedülálló, párosítatlan [[elektron]]t tartalmaznak, emiatt igen fokozott a reakciókészségük.<ref>prof.dr. Dinya Zoltán: A flavonoidok bemutatása, alkalmazási területei. 3. old. jr. G.L. Bt. 2013.</ref>. A szabadgyökök olyan reaktív oxigén-, nitrogén-, kén- vagy szénközpontú molekulák, illetve molekularészletek, amelyek párosítatlan elektronnal rendelkeznek, ezért rendkívül agresszívak és rövid életidejűek, hiszen nagyon gyorsan kémiai reakcióba lépnek más vegyületekkel elektronszerzés céljából.<ref>Cadenas, 1989.</ref>. A "kamikáze-molekulák" a szabadgyökök, mert megsemmisülnek a szabadgyök-reakciókban, a folyamat végeredményben ahhoz vezet, hogy a célmolekula struktúrájában és funkciójában változást okoznak.<ref>[http://mindentudas.hu/elodasok-cikkek/item/115-kamik%C3%A1ze-molekul%C3%A1k-a-szabadgy%C3%B6k%C3%B6k-befoly%C3%A1sol%C3%A1sa-a-c-vitamint%C3%B3l-a-viagr%C3%A1ig.html Kamikáze molekulák: A szabadgyökök befolyásolása a C-vitamintól a Viagráig SZABÓ CSABA - VII. szemeszter, 2005.09.26.]</ref>. „Az antioxidánsok és szabadgyökök áthatják az egész életet – a redox biológiát alkotják. A szabadgyökök nem mind rosszak és az antioxidánsok nem mind jók! Az élet tulajdonképpen a kettő közötti egyensúly.”<ref>Barry Halliwell Plant Physiology, June 2006, Vol. 141, pp. 312–322,</ref> Ezek az élő szervezetben olyan oxido-redukciós kaszkádrendszert indíthatnak meg, amely károsítja a fehérjéket, a nukleinsavakat és a lipideket.<ref>(Pacifici et al., 1991)</ref>. Olyan ingatag és reaktív részecskék, amelyek egy másik elektron után kutatnak, hogy új párt hozzanak létre. Károsító hatásukat azzal fejtik ki, hogy testünk ép sejtjeiből igyekeznek elvenni a keresett elektront. Ezt a „szabad kapacitást” a szervezetünk bármely ép sejtjében próbálják megtalálni, illetve onnan felvenni. Sejtrongáló (DNS-rongáló) tevékenységük miatt sejtméregnek is nevezzük a szabadgyököket.<ref>Szabadgyökök és antioxidánsok – a legjobb antioxidáns növények Dr. Juhász Miklós, SZTE Növénybiológiai Tanszék, Szeged 2012. december</ref>. Néhány kivétellel ezek [[kémia]]ilag nagyon reaktívak más anyagokkal, sőt még a velük azonos anyagok irányába is, és rövid az élettartamuk. Nevezetes példa a [[hidroxilgyök]] (HO•), egy olyan ''molekula'', amelyik egy [[hidrogén]]nel kevesebb a [[víz]]molekulánál, és az [[oxigén]]jéhez egy szabad [[vegyérték]] kapcsolódik.

A ''szabadgyökök'' szerepének megértése forradalmat jelentett az orvostudományban, és alapjaiban változtatta meg a betegségek kialakulásával és kezelésével kapcsolatos felfogásunkat.<ref>Kamikáze molekulák: A szabadgyökök befolyásolása a C-vitamintól a Viagráig ENG SZABÓ CSABA - VII. szemeszter, 2005.09.26.</ref>. A szabadgyökök okozta ártalmak kutatása az [[orvostudomány]] gyorsan fejlődő területe.<ref>Ruzsnyik I., Szent-Györgyi A. Nature 138. 27 (1936)</ref>. Az élő szervezetben élettani körülmények között is keletkeznek, de bejuthatnak külső környezetből is, élelmiszerekkel (avasodás a legismertebb oxidációs folyamat), belégzéssel vagy a bőrön keresztül. Kialakulásukban az [[UV-sugárzás|UV]]-, [[radioaktivitás|radioaktív]]-, [[mikrohullámú sugárzás]], [[dohányzás|dohányfüst]], [[ipari oldószerek]], [[vegyszerek]], "[[elektroszmog]]" fontos szerepet játszanak. „A szabadgyököket féken tartva az [[antioxidáns]]ok jelenthetik az élet és a halál közötti különbséget, emellett befolyásolják, milyen gyorsan és mennyire öregszünk… Az emberi szervezetben játszott szerepük egyszerűen csodálatos”.<ref>Pharmanex University</ref>. A káros ''szabadgyökök'' jelentős részét a szervezetünk képes eliminálni. A védelmi mechanizmusok [[enzim]]es és nem enzimes elemek összefüggő rendszeréből állnak, ám ezek sok esetben elégtelenek. Számos tudományos felismerés igazolja a szabadgyökök közvetlen vagy közvetett hatását a [[szignáltraszdukcióra]].<ref>(McKenzie 1996, Pavlick 2002, Ramachandiran 2002)</ref>. A szervezet ''redox - homeosztázisát'' bonyolult, érzékeny rendszer biztosítja, amelyben külső és belső tényezők egyaránt szerepet kapnak. Az élő szervezet működésének feltétele a ''szabadgyök''–[[antioxidáns]] egyensúly, amely nélkülözhetetlen a [[sejtproliferáció]] és az [[apoptózis|apoptotikus]] sejtpusztulás szigorú kontrolljához.

Számos krónikus betegség kialakulásában jelentős szerepe van a szabadgyök-antioxidáns egyensúly eltolódásának, így pl.: [[daganat]]os betegségekben, [[immunrendszer]]rel kapcsolatos elváltozásokban, zsírmájban, epekőbetegségben, gyulladásos bélbetegségekben, vastagbél-rákban.<ref>MTA Doktora Pályázat Doktori Értekezés: A redox–homeosztázis változása és az antioxidánsok jelentősége máj- és bélbetegségekben, Dr. Blázovics Anna Budapest, 2005</ref>. Számos betegség patofiziológiájában feltételezik a szabadgyökök és az általuk okozott oxidatív stressz szerepét,<ref>Fehér J, Vereckei A. szabadgyök reakciók jelentősége az orvostudományban. Medicina, Biogal, Budapest, 1985</ref>, azonban e folyamatoknak pontosabb megismerése, annak eldöntése, hogy az oxidatív stressz oka vagy következménye az egyes betegségeknek, még ma is a kutatás tárgya.<ref>Halliwell B. Free radicals, antioxidants and human disease: curiosity, cause, or consequence? Lancet 344, 721-724, 1994</ref>. Ezekben betegségekben a természetes antioxidáns védekezés csökkenését mutatták ki. A kutatók felvetették, hogy a természetes antioxidáns anyagok pótlásával esetleg az oxidatív károsodás csökkenthető, és ezzel a betegségek progressziója késleltethető.<ref>Maxwell S. Prospects for the use of antioxidant therapies. Drugs 49(3), 345-361, 1995</ref>.

A [[légkör]]ben szerepet játszó [[oxigén]]tartalmú ''szabadgyökök'': az OH, a HO₂, az RO₂ (alkilperoxil-gyök), az RCO (acil-gyök), RC(O)O₂ (acilperoxil-gyök) és az RO (alkoxil-gyök).<ref>Kley, 1997, Atkinson, 2000, Seinfeld, 2006</ref>. A ''légkörben'' előforduló oxigéntartalmú szerves vegyületek a [[troposzféra]] ökoszisztémájának kiemelkedően fontos szereplői. Lebomlási folyamataikban reaktív ''szabadgyökök'' képződnek, amelyek döntő mértékben meghatározzák a troposzféra [[oxidáció]]s kapacitását, az [[OH.|OH]]–gyök–és [[ózon]]koncentrációt és a ''nitrogén–oxidok'' [[légkör]]i átalakulását. Az oxigéntartalmú [[Szerves vegyület|szerves]] molekulák meglepően nagy koncentrációban vannak jelen a légkörben. A természetes eredetű emisszió mellett az emberi tevékenységből (ipar, közlekedés stb.) származó szénhidrogének oxidációjával keletkeznek a légkörben.<ref>Singh 2004.</ref>. <br />

A szerves molekulák lebomlása során, a fentiekben vázolt reakciómechanizmusokban különböző szabadgyökök és oxigén tartalmú szerves molekulák (alkoholok, aldehidek, ketonok, stb.) keletkeznek. Az utóbbiak, az un. oxigén tartalmú illékony légköri összetevők. A tárgyalt reakcióciklusok nagyon fontos vonása, hogy bennük O₃ keletkezik.<ref>Zügner Gábor László MTA TTK, Anyag- és Környezetkémiai Intézet Környezetkémiai és Katalízis Osztály, Légkörkémiai Csoport 2012</ref>.

A [[légkör]]ben található [[karbonilcsoport|karbonilvegyületek]] közül fontosak az [[aldehid]]ek és [[keton]]ok. Az [[aceton]] és a ''metil-etil-keton'' a légkörben meglepően nagy koncentrációban fordul elő. Az aceton átlagos koncentrációja a ''világtengerek'' fölött ~0,5 ppb, míg a [[kontinens]]ek fölött a szennyezetlen [[levegő]]ben 1,5–3 ppb,<ref>Lewis 2005.</ref>, a .metil-etil-keton koncentrációját a [[Csendes-óceán]] fölött ~50 ppt–nek mérték.<ref>Singh 2004</ref>.

a felső troposzférában, ahol a víznek kicsi a koncentrációja, az aceton fotolízise a legjelentősebb HO_x–forrás (OH és HO₂).<ref>Jaeglé 2001.</ref>. Az aceton kulcsszereplője a felső troposzféra O₃– és NO_x–ciklusainak is.

Légköri lebomlásuk köztitermékei az ''acetilperoxil–gyök'' és a ''propionilperoxil–gyök'', melyek [[nitrogén–dioxid]]dal reagálva ''peroxil–nitrátokat'' (PAN, PPN) képeznek.<ref>McDade 1982</ref>. Ezek a legfontosabb NO_x tároló molekulák a troposzférában.<ref>Jaeglé 2001., Janson 2001., Melloui 2003.</ref>.

„Jó az ózon” a sztratoszférában, mert véd az UV sugárzástól. A CFC anyagok (freonok), pl CFC-11 (CFCl₃) károsítják a Földet védő [[ózonréteg]]et.<ref>, Molina és Rowland (1974), Nobel díj: 1995</ref>.

A szabadgyökök képződése a normális anyagcsere folyamatokhoz, így a terminális oxidációhoz köthető, másrészt a szervezetben lejátszódó biokémiai folyamatok következményei. A keletkező szabadgyökök a lipideket alkotó zsírsavmolekulákat, a szénhidrátokat, fehérjéket és nukleinsavakat is károsíthatják, gyökös mechanizmusú láncreakcióval. A lipidek károsodása a lipidperoxidáció, amely során elsősorban hidroperoxidok keletkeznek, amelyek agresszívan támadják meg az egyéb molekulákat, mint az enzimeket, fehérjéket és aminosavakat stb. Következményként a membránok kilyukadhatnak, felszakadhatnak, ami a destruktív lizoszómás enzimek kiszabadulását eredményezheti, így a szövet károsodhat. A lipidperoxidáció következtében esszenciális zsírsavhiány alakul ki, amely károsítja a membránok (elsősorban a mitokondrium, lizoszóma, plazmamembrán) finom szerkezetét, funkcióját, zavart okozhatnak a sejtek közötti kommunikációban, végső esetben a sejtek nekrotikus pusztulásához vezethetnek.<ref>Cadenas, 1989; Djuric és mtsai., 1998; Heinonen és mtsai., 1998; Lugasi és Blázovics, 2004.</ref>.

A szabadgyökök külső és belső faktorok, biotikus és abiotikus stresszhatások következményeiként is indukálódhatnak.<ref>(Toporcov és mtsai. 2004.; Benzie, 2000.</ref>.

Azt a folyamatot, amelynek során a [[lipidek|lipidmolekula]] szabadgyök-állapotba kerül, ''lipidperoxidációnak'' hívjuk; ekkor peroxi-szabadgyök keletkezik.<ref>Marnett LJ. (1999) Lipid peroxidation-DNA damage by malonaldehyde Mutat Res, 424(1-2):83-85.</ref>. Azt a folyamatot, amikor a lipidszabadgyök állapotba hozzuk a libidet szabadgyök iniciátor segítségével, mely így képes reakcióba lépni az oxigénnel, ennek eredményeként a reakció során peroxiszabadgyök keletkezik, lipidperoxidációnak nevezzük. Nem enzimatikus zsírsav-oxidáció a lipidperoxidáció. A lipidperoxidáció során a szabadgyök H⁺-iont von el a többszörösen telítetlen membrán zsírsavaitól ([[linolsav]], [[linolénsav]], [[arachidonsav]] és származékai) és a [[lipoproteinek|lipoprotein]] oldallánctól. A keletkezett lipid gyök igen reaktív, más lipid gyökök forrása lehet, illetve telítetlen zsírsavakkal reagálva lipid-peroxidokat vagy ciklikus szerkezetű peroxidokat képez (izoprosztánok). A lipidperoxidáció végtermékei a malonaldehidek és gáz halmazállapotú termékek az etán, pentán is többek között.

A legjobb példa a stabil gyökre a molekuláris dioxigén (O₂), oxigén vagy molekuláris oxigén. Egy másik gyakori példa a nitrogén-monoxid (NO). Szerves csoport lehet hosszú életű, ha azokban előfordulnak konjugált Π-rendszerek, mint például az α-tokoferolból ( E-vitamin ) származó szabadgyökök. Van több száz példa a thiazyl gyökre, amely azt mutatja, hogy kis reakcióképessége és termodinamikai stabilitása csak nagyon korlátozott mértékben a π rezonancia stabilizációnak köszönhető.<ref>Cyclic and Heterocyclic Thiazenes RICHARD T. OAKLEY [http://www.chembio.uoguelph.ca/oakley/papers/rto_086.pdf Progress in Inorganic Chenzistry]; Volunze 36 Edited by Stephen J. Lippard Copyright © 1988 by John Wiley & Sons, Inc.</ref>.

A ''szabadgyökök'' természetes affinitásuk miatt spontán reakcióba lépnek minden molekulával, szerkezeti és működésbeli változásokat idézve elő azokban.<ref>Acker, 1994</ref>. A szervezet az immunspecifikus killer-mechanizmusokban használja fel a szabadgyökök reakcióképességét. Ilyen esetben a szabadgyökök nélkülözhetetlen védő- és túlélési mechanizmusok részeként vállalnak szerepet.<ref>Albina és Reichner, 1998</ref>. A fagociták és a makrofágok is olyan fagocitáló sejtek, melyek specifikus gyököket képeznek annak érdekében, hogy a szervezet számára idegen anyagot (antigén) megsemmisítsék, illetve az immunkompetens sejteket aktiválják.<ref>(Tompa, 2005)</ref>. Az immunrendszer által képzett gyökök tevékenysége széles körű: szerepük van az anabolizmusban és az információátvitelben, valamint az anyagátvitelben, vagy akár a fehérjehormonok egymás közötti kapcsolatának megteremtésében.<ref>(Knight, 2000)</ref>. A respirációs lánc és az anyagcseréhez tartozó oxidatív enzimek kimeríthetetlen forrásai az újonnan képződő szabadgyököknek és reaktív oxigénrészecskéknek.<ref>(Russel et al., 2000)</ref>. A szervezetben lejátszódó lipidperoxidáció elsősorban a sejtmembránok foszfolipidjeit érinti, de közvetett módon a keringésben lévő lipoproteinek is károsodhatnak.<ref>(Cheeseman, 1993)</ref>. Az artherosclerosis folyamatában az oxidált LDL valószínűleg nagy szerepet játszik.<ref>(Glass és Witztum, 2001)</ref>. A lipidek peroxidációjának egyes termékei az aminosavak, fehérjék és nukleinsavak károsodását is okozhatják.<ref>(Burcham, 1998; Rice-Evans és Bruchdorfer, 1992)</ref>. A szervezet a pro-oxidáns/antioxidáns egyensúly fenntartása érdekében sajátos védelmi mechanizmust hozott létre. Ezt a védelmi mechanizmust a szervezetben termelődött enzimek és a táplálékból felvett antioxidáns tulajdonságú anyagok alkotják. Az antioxidáns enzimek közé tartozik a szuperoxid diszmutáz, a kataláz, a glutation peroxidáz és a glutation S-transzferáz. Az utóbbi csoporthoz tartozik a C-vitamin, az E-vitamin, a béta-karotin és olyan nyomelemek, mint a szelén.<ref>(Belitz et al., 2007)</ref>.

A szabadgyökök az egészséges szervezetben az alapvető anyagcsere folyamatok során keletkeznek folyamatosan az aerob metabolizmus során, speciális enzimek hatására vagy egyéb biokémiai reakciók során.<ref>Gutteridge JMC 1995</ref>. A légköri oxigén megjelenésével egy időben alakultak ki az eukarióta sejtek, az endogén oxigén stressz és az oxigénnel szembeni védekezés. Az élőlények szigorúan egymásra épülő védekező mechanizmusai lehetővé teszik, hogy a szabad-gyökös reakciók bizonyos határokig a membránstruktúrák és enzimfunkciók károsodása nélkül végbemehessenek. Így a szabad gyökök fiziológiás szerepe biztosított. Az egészséges szervezet képes a szabadgyök - túlprodukciót megakadályozni. Alapvető feltétel az alacsony szöveti oxigén tenzió, ami kb. 26 Hgmm, vagy ennél kisebb érték.

Akkor keletkezik, ha az oxigén molekula külső héjára egy elektron kerül, ami létrejöhet nem enzimatikus úton, pl. a mitokondriális elektron transzport láncban a szemiubikinonnal való reakció során vagy enzimek közreműködésével.<ref name="Dröge W. 2002">(Dröge W. 2002)</ref>. A nikotinamid adenin dinukleotid (foszfát) NAD(P)H-oxidáz és a mitokondrium eredetű szuperoxid gyök adja az érrendszerbe kerülő O²•^- gyök legnagyobb hányadát.<ref>(Harrison D és mtsai 2003)</ref>. Az érsimaizomsejtekben működő ''NAD(P)H oxidáz'' szerkezete eltér a fagocitákban található enzimtől.<ref name="Madamanchi NR és mtsai 2005">(Madamanchi NR és mtsai 2005)</ref>. Gyulladás során az addig inaktív formában jelen lévő enzim immunglobulinhoz kötött baktériumok, immunkomplexek complement, leukotriének hatására aktiválódik és ez indítja el a fagocita respirációs burst-t, a szuperoxid gyök kiáramlást.<ref>Babior BM. 1984</ref>. Szuperoxid gyök keletkezik a xantin oxidáz működése során kóros körülmények között és az arachidonsav metabolizmusban a lipoxigenázok hatására.<ref name="Dröge W. 2002"/>. A szuperoxid gyök vizes közegben gyorsan átalakul, hidrogén-peroxid (H2O2) és víz keletkezik (dizmutációs reakció során), amely reakciót a szuperoxid-dizmutáz (SOD) enzim jelentősen felgyorsítja.<ref>(McCord JM, Fridovich I 1998)</ref>.

A legfontosabb tulajdonsága, hogy hidroxilgyökké alakul fém ionok jelenlétében. Az aktív hidroxilgyök (OH•^-) a Haber-Weiss reakció során keletkezik szuperoxid anion és hidrogén-peroxid reakciója során. A vas katalizálta Haber-Weiss reakció vagy Fenton reakció során szuperoxid anion helyett vasion (Fe²⁺) az elektron donor. Fiziológiás körülmények között a vas transzporterek meggátolják a vas felszabadulását és elérhetőségét a Haber-Weiss reakció katalizálására.<ref>(Kehrer JP. 2000)</ref>.

Az endothelialis nitrogén-monoxid szintáz (eNOS) termeli, kulcsfontosságú az érműködés élettanában. Ha az L-arginin és a tetrahidrobiopterin (THB4), az eNOS enzim kofaktorai nem állnak megfelelő mennyiségben rendelkezésre, akkor az enzim szuperoxid aniont termel. Ennek következtében csökken az endothelium függő ér relaxáció, mert az NO reagál a szuperoxid gyökkel és peroxinitrit gyök alakul ki.<ref name="Madamanchi NR és mtsai 2005"/>. A peroxinitrit hatására lipidek peroxidációja, DNS törése, enzimek és ioncsatornák működésének gátlása, fehérjék oxidálása, nitrálása, a mitokondriális légzés gátlása alakul ki. A peroxinitrit alacsonyabb koncentrációban apoptózis trigger, magasabb koncentrációban nekrózist okoz.

Elsődlegesen baktericid hatású, az aktivált polimorfonukleáris sejtekben termelődik, mieloperoxidáz hatására hidrogénperoxid és kloridion reakciója során. A membránokon átjutva fémionok jelenlétében nagy reaktivitású hidroxilgyök képződéshez vezet. Részt vesz a lipid peroxidációban és a DNS károsításban.<ref>(Schraufstatter IU és mtsai 1990)</ref>.

Fokozottan képződnek szabadgyökök különböző gyógyszerek, antibiotikumok, antineopláziás szerek (bleomycin, adriamycin, doxorubicin,<ref>(Bruynzeel AM és mtsai 2006)</ref>, metotrexát, penicillamin, fenilbutazon hatására. A szervezetet érő elektromágneses sugárzás (röntgen, gamma sugárzás,<ref>(Soloviev AI és mtsai 2003)</ref>, az UV sugárzás; a dohányzás és anorganikus részecskék (azbeszt, kvarc, szilicium-dioxid), gázok (ózon) belélegzése; valamint toxinok; xenobiotikumok (peszticidek, herbicidek, fémek, kémiai szennyező anyagok) szervezetbe jutása is jelentős szabadgyök képződést indíthat el.<ref>(Stohs SJ. 1995, Amacher DE. 2006)</ref>.

A szabadgyökök képesek arra, hogy az antioxidáns rendszerek működését gátolják, pl. úgy, hogy elfogyasztják a rendelkezésre álló antioxidánsokat, így pozitív visszacsatolásos kör alakul ki. A sejtek egy másodlagos oxidatív károsodásra érzékenyebbek lesznek. Az önrontó kör folytatódik, és a sejt károsodása tovább nő egészen akár a sejthalálig. A sejtpusztulás stressz-indukált ion-deregulációját, vagy szabadgyökös folyamatait, melyet fizikai, kémiai és biológiai változások idéznek elő, el kell választani az apoptózistól, a programozott sejthaláltól, a genetikailag determinált öngyilkos folyamattól, melyek során azonban szabadgyökös mechanizmusok fontos szerepet játszanak.<ref>(Polyak K. és mtsai 1997)</ref>.

A PARP-1 enzim három doménből áll: DNS kötő, automodifikációs és NAD+ kötő doménből . Az aktivált PARP a NAD+-ot hasítja, nikotinamid és ADP-ribóz jön létre. A PARP ADP-ribózt polimerizál a sejtmagban lévő fehérjékre, hisztonokra, transzkripciós faktorokra és a PARP enzimre magára.<ref>(Burkle A 2005)</ref>. A PARP enzim számos transzkripciós faktor működését is befolyásolja, a nukleáris faktor κB mediálta transzkripció elősegítésével, aminek központi szerepe van pl. a gyulladásos citokinek, kemokinek, adhéziós molekulák, gyulladásos mediátorok expressziójában.<ref>(Szabó G és mtsai 2004a, Virag L, Szabo C 2002)</ref>.

A [[sejt]] túlélését veszélyezteti, mert a sejt NAD⁺-raktárait elfogyasztja, a célfehérjéken az ADP-ribóz láncot meghosszabbítja. Mivel a NAD⁺ jelenléte a [[mitokondrium|mitokondriális]] [[elektron]] transzporthoz elengedhetetlen, a NAD⁺ elhasználásával a következményes ATP-hiány ''sejthalálhoz'' vezet. Az [[oxigén]] és [[nitrogén]] szabadgyökök és a sejtmagon belüli Ca²⁺ felhalmozódás megnöveli a PARP aktivitását. A [[DNS]] egyes szál törés elengedhetetlenül szükséges elindítója a PARP-aktivációnak. A ''peroxinitrit'' egy labilis, ''toxikus'' [[molekula]], ami a ''szuperoxid'' és a [[nitrogén-monoxid]] reakciója során jön létre. A peroxinitrit és az aktív [[hidroxilgyök]] felelős a DNS egyes szál törésért. Környezeti toxikus anyagok, genotoxikus, vagy citotoxikus drogok és az ionizáló sugárzás, valamint nitrogén-monoxid és szuperoxid anion keletkezésével járó folyamatok a kiváltói a DNS szál törésnek.<ref>(Szabo Cs. 2003)</ref>.

A PARP [[gén]] hiányos egerek vizsgálatával kimutatták, hogy a PARP túlműködése számos [[oxidatív stressz]] mediálta kórfolyamatban részt vesz: szívizom ischaemia, reperfusios károsodás, gyulladás, diabetes mellitus, diabetes okozta cardiovascularis betegségek, keringési shock, stroke, szívhipertófia, szívelégtelenség, traumás központi idegrendszeri károsodás, arthritis, colitis, allergiás encefalomyelitis és a gyulladás számos más formájában.<ref>(Virag L, Szabo C 2002)</ref>.

A stressz következményeit csak későn érzékeli az élő szervezet, ezért speciális vizsgálatokkal történő kimutatása rendkívül fontos, mellyel a napi stresszhatások káros következményeire még időben figyelmeztet. Az oxidatív stresszt vizsgálhatjuk közvetett módon, a védelem oldaláról, az antioxidáns hatású komponensek mérésével vagy a támadás oldaláról közvetlenül az oxidált metabolitok mérése révén, vagy a két módszer kombinációjával.<ref>(Del Rio D. és mtsai 2002)</ref>. Számos in vitro meghatározás áll rendelkezésre a reaktív oxigén vagy nitrogén gyökök kimutatására. A reaktív oxigén és nitrogén gyökök in vitro elektron spin rezonanciával (ami a párosítatlan elektront detektálja) vagy kemilumineszcenciával mérhetőek, de ezeknek a direkt módszereknek a laboratóriumi alkalmazása nehézségekbe ütközik a módszerek költségessége, valamint a szabadgyökök instabilitása miatt. A szabadgyökök reaktívak, féléletidejük igen rövid, ezért rutin célból történő közvetlen mérésük általában nem végezhető a szövetekben, sejtekben és testfolyadékokban. A szabadgyökökkel történő reakció során átalakult molekulák számos esetben sokkal stabilabbak, mint maguk a szabadgyökök, így pl. a stabil metabolitjaik (nitrát, nitrit) vagy a károsított lipid, fehérje vagy nukleinsav termékek mutathatók ki nagyobb biztonsággal.<ref>(Zweier JL és mtsai 1987, Dalle-Donne I. és mtsai 2006)</ref>.

A [[sejtmembrán]]okat alkotó [[lipidek]] peroxidálódása káros folyamat, mert ennek következménye a membrán átjárhatóságának növekedése, a membránhoz kötött [[receptor (biokémia)|receptorok]], [[enzimek]] inaktiválódása és így a sejtintegritás károsodása.<ref>(Gutteridge JM. 1995)</ref>. A lipid peroxidokat sokszor alkalmazzák az oxidatív stressz biomarkereként, így pl. a malondialdehidet (MDA), 4-hidroxi-2-nonenalt, az izoprosztánokat. Ezek a termékek másodlagos citotoxikus messengerként ott is maradnak a szövetekben, és további károsodásokat idézhetnek elő.<ref>(Dalle-Donne I és mtsai 2006)</ref>.<br />

A [[plazma|plazmában]] és a [[vizelet]]ben a legkevésbé invazív ex vivo módszer az oxidatív stressz mérésére betegekben . Az izoprosztánok nem-enzimatikus úton keletkezett lipidperoxidációs termékek. arachidonsavból, eikozapentaénsavból, dodekahexaénsavból, LDL-ből a foszfolipázok hasítják le, majd ürülnek a szabad izoprosztánok (8-izo-PGF2α) a vizelettel.<ref>(Mallat Z és mtsai 1998, Sakamoto H és mtsai 2002. Morrow JD 1990, 2005.)</ref>.

Minden aminosav képes oxidálódni, a legérzékenyebbek az aromás aminosavak (fenilalanin, tirozin, triptofán, hisztidin) és a kéntartalmú aminosavak: a cisztein-cisztinné alakulhat (tioredoxin reduktáz visszaalakítja), a metioninból metionin szulfoxid lesz, amit a metionin szulfoxid reduktáz alakít vissza . Amikor a szabadgyökök a sejt DNS-hez kapcsolódnak, a DNS kettős spirál kigöngyölödik, bázispárok hibás leolvasása jöhet létre. Mutagén, teratogén, carcinogén hatásuk van. DNS-fehérje keresztkötések alakulnak ki, a DNS vázban törés jön létre, a dezoxiribóz-foszfát váz valamint a purin-pirimidin váz károsodik, a bázisok szabaddá válnak. Az oxidált nukleinsav származékokat (pl. 8 hidroxi 20 deoxi-guanozin) a következő laboratóriumi módszerekkel lehet kimutatni: pl. HPLC, gázkromatográfia, tömegspektrometria, folyadékkromatográfia, tandem tömegspektrometria. Az oxidált és a nem oxidált nukleinsavak koncentrációja között 6 nagyságrend a különbség.<ref>(Dean RT és mtsai 1997) (Del Rio D és mtsai 2002)</ref>.

Megfigyelték, hogy az AOPP plazma szintek szoros összefüggést mutattak a plazmában mért ''ditirozinnal'', ami az oxidált fehérjék egyik fajtája és a ''pentozidinnel'', azzal a markerrel, ami a fehérjék glikációját jelzi oxidatív stressz jelenléte esetén, viszont nem mutattak összefüggést a tiobarbitursav reaktív anyagokkal. Az ''AOPP'' szintek a ''kreatinin'' szintekkel is szoros összefüggést mutattak, a krónikus veseelégtelenség fennállása esetén az AOPP a betegség progresszióját is jelzi.<ref>(Witko- Sarsat V. és mtsai 1996)</ref>. Az AOPP mérőmódszer elve, hogy in vitro körülmények között savas közegben a hozzáadott jód beépül a mintákban jelen lévő tirozin származékokba (ditirozin, pentozidin és karbonil) és ezáltal jelentősen nő a fényelnyelés 340 nm-en (Capeillere-Blandin C. és mtsai 2004). Emelkedett AOPP plazma szinteket mutattak ki a következő megbetegedésekben: HIV pozitív betegekben a monocita aktivációval arányosan, 17 hipoxiás koraszülöttekben, továbbá diabetes mellitus 1. és 2. típusában, koszorúérbetegségben, szisztémás szklerózisban, izomdisztrófiában, és reeclampsiában.

Az oxidatív stressz szerepét több mint 100 betegségben, számos kórfolyamatban feltételezik.<ref>(Harrison D. és mtsai 2003) (Haidara MA. és mtsai 2006), (Moreira PI. és mtsai 2005), (Phillis JW és mtsai 2006), (Roebuck KA 1999), (Macdonald J. és mtsai 2003), (Marczin N és mtsai 2003), (Linton S és mtsai 2001), (Hare JM. 2001) (Amacher DE. 2006).</ref>.

A fiziológiás körülmények között keletkezô szabadgyökök természetes enzimatikus és nem enzimatikus kontroll alatt állnak. A szabadgyökök okozta károsodásokkal szemben összetett, integrált védelmi rendszer biztosítja a sejtalkotó molekulák védelmét. Az antioxidánsok olyan molekulák, amelyek csekély mennyiségben vannak jelen az oxidálandó szubszráthoz képest, és jelentős mértékben csökkenteni, vagy akár gátolni is képesek annak oxidációját. Az emberi szervezetben az antioxidánsok szinergizáló, egymást erősítő, regeneráló hatással rendelkeznek, így az antioxidánsok együtt jóval hatékonyabbak a szabadgyökökkel szemben, mint külön-külön.<ref>Chaudiere és Ferrari-Iliou, 1999; Benzie, 2000; Vertuani és mtsai., 2004.</ref>. Az egyik legalapvetőbb példa, hogy a glutátion regenálja az aszkorbátot, és az aszkorbát regeneálja az α-tokoferolt. Mindezek miatt a teljes antioxidáns kapacitás jóval hasznosabb és reálisabb információt ad, mint az egyes antioxidánsok koncentrációja a mintában, illetve az antioxidáns kapacitásuk külön-külön.<ref>Ghiselli és mtsai., 2000.</ref>. A nem jól, vagy a nem megfelelő dózisban alkalmazott antioxidánsokat tartalmazó táplálékkiegészítők szedésénél is számolni kell a prooxidáció kialakulásával és károsító hatásával. A szervezetbe való túlzott bevitelük esetén az antioxidánsok maguk is prooxidánsokká válhatnak és hasonlóan a szabadgyökökhöz a szervezet károsodásához vezethetnek.

Az [[antioxidáns]] kapacitás a vizsgált rendszerre vonatkozó összes antioxidáns vegyület együttes gyökfogó hatását jelenti. Ennek pontos, számszerű meghatározására egyre nagyobb igény jelentkezik, így számos analitikai metodikát, mérőrendszert fejlesztettek ki. Folyamatosan tart a metodikák módosítása, finomítása, így napjainkra az alkalmazott módszerek száma már meghaladja a százat.<ref>Cornetti, 2009.</ref>. A legtöbb irodalom nemcsak egy, hanem többféle módszert használ az antioxidáns kapacitás meghatározására. Ennek oka a fogalom összetettségében rejlik, hiszen egyik módszer sem képes a valódi – a természetes módon lezajló reakciók összességét modellezni.<ref>Frankel és Meyer, 2000.</ref>. Minden metodika specifikus bizonyos antioxidánsokra, illetve reakciókra, de egyik sem képes az összes antioxidáns valódi antioxidáns erejét mérni. A különböző laboratóriumok más és más méréseket alkalmaznak, így a kapott eredmények sokszor nehezen, vagy alig összevethetők. Egyes módszerek között vannak összefüggések, ezt sokszor a hasonló elvvel magyarázzák , de számos esetben a kapott eredmények még ekkor sem korrelálnak.<ref>Frankel és Meyer, 2000; Ou és mtsai., 2002b; Pellegrini és mtsai., 2003. Niki, 2002.</ref>. Nem mindegy, hogy vizsgálatainkat milyen céllal végezzük, és melyik módszert választjuk a méréshez. Ugyanazon komponens más rendszerben máshogy fog viselkedni. Többféle mérési módszert alkalmazva vonhatunk le csak következtetést, arra vonatkozólag, hogy egy minta mennyire ’jó’ antioxidáns, a mi általunk felállított mesterséges körülmények között. Az [[Emberi test|emberi]] szervezetben való viselkedésük és pontos hatásmechanizmusuk a különböző komponensek egymással való kölcsönhatásától és a felszívódásától is nagymértékben függ, ami még jobban megnehezíti a kutatók feladatát annak megítélésében, hogy melyik módszerrel mért adatok jellemezhetik legjobban a szervezetben kifejtett hatásukat.

Cserző szumák (Rhus coriaria), [[kurkuma]] (Curcuma domestica), [[szegfűszegolaj]] (Syzygium aromaticum), oregano.<ref>http://www.antioxidans.hu/antioxid%C3%A1ns-n%C3%B6v%C3%A9nyek.html</ref>.