نظرية الجذور الحرة والتشيخ free radical theory of aging هذه النظرية تقول أن تشيخ الكائن الحي يحدث بسبب أن الخلايا تجمع جذورا حرة مفسدة مع الوقت. .[1] الجذر الحر هو أي ذرة أو جزيء يكون فيها إلكترون واحد غير مقترن بإلكترون آخر في الغلاف الخارجي.[2]، فبينما توجد جذور حرة قليلة مثل ميلانين وليست نشطة التفاعل، فإن معظم الجذور الحرة البيولوجية ذات تفاعلية عالية. .[3]
معظم التكوينات البيولوجية (الحيوية) يحدث فيها تلف بسبب جذور حرة تكون مقترنة بـ إجهاد تأكسدي. مضادات التأكسد هي مواد اختزال وتحد من التضرر البيولوجي عن طريق تخميل الجذور الحرة.[4]
إن نظرية الجذور الحرة كانت في البدء تأخذ في حسبانها جذور حرة مثل فوق الأكاسيد (O2−), ثم توسعت للأخذ في الاعتبار التضرر التأكسدي من أنواع أخرى من الأكسجين النشط مثل فوق أكسيد الهيدروجين (H2O2), أو البيروكسي نتريت peroxynitrite (OONO−).[4]
صاغ «دنهام هارمان» نظرية الجذور الحرة والتشيخ في الخمسينيات من القرن الماضي [5] وفي السبعينيات امتد التفكير في أنواع من الأكسجين النشطة تنتجها المتقدرات.[6] في بعض الكائنات مثل الخميرةودروسوفيلا (ذبابة الفاكهة) تشير الاختبارات إلى أن تقليل التضرر التأكسدي يمكن أن يطيل العمر.[7] ولكن في الفئران فإن واحد من 18 تغيير من نوع (SOD-1 deletion) تبطل عمل مضادات الأكسدة وعملت على تقصير العمر.[8]
بالمثل في حالة الديدان الأسطوانية من نوع Caenorhabditis elegans ، أدى تخميل إنتاج مضاد التأكسد الطبيعي superoxide dismutase إلى تأثير بإطالة العمر.
.[9] لا زالت التساؤلات مفتوحة عما إذا كان خفض التضرر التأكسدي إلى أقل من المستوى الطبيعي كافيا لإطالة العمر.
خلفية
عاملان رئيسيان وجّها اهتمام «هيرمان» إلى نظريته:
1) نظرية معدل الحياة التي تقول أن طول العمر هو دالة عكسية لمعدل الأيض، وهذا بدوره يتزايد بتزايد أستهلاك الأكسجين،
أهم مصادر أنواع الأكسجين النشط في الكائنات الحية ، تنشأ في المتقدرات.
وبملاحظة أن التعرض للأشعة المؤينة تسبب «طفراتوسرطانوشيخوخة»؛ هذا ما دعى «هيرمان» إلى الاعتقاد في أن جذور الأكسجين الحرة التي تنتج خلال التنفس الطبيعي قد تتسبب في تراكم أضرار قد تعرض أعضاء الجسم لفقد وظيفتها، وبالتالي تؤدي في النهاية إلى الموت.[10][11]
كما تشير بعض البحوث إلى أن الجذور الحرة وبعض أنواع النتروجين النشيط يمكن أن تبدأ وتزيد من آلية موت الخلايا في الجسم، مثل الاستماتة وفي بعض الحالات المستعصية النخر.[14]
في عام 1972 قام «هيرمان» بتحسين نظريته الأولى إلى ما يعرف «بنظرية المتقدرات للتشيخ».[12] وطبقا للفهم الحديث لها فإن تلك النظرية تنادي بأن أنواع من الأكسجين النشط تنشأ في المتقدرات، وتعمل على الإضرار ببعض جزيئات المتقدرة ومن ضمنها الليبيدات، والبروتينات وعلى الأخص دنا المتقدرة.[15] تلك الإتلافات تسبب طفرات مما تزيد من إنتاج بعض أنواع الأكسجين النشط، وتسّرع تراكم الجذور الحرة في الخلايا.[15] تلك النظرية المتعلقة بدور المتقدرات أصبحت تلاقي رضاءا كبيرا في الأوساط الطبية، على أنها قد تلعب دورا مؤثرا لعملية التشيخ.[16] ومنذ نظرية هيرمات الأولى عن دور الجذور الحرة في التشيخ أدخلت عليها تعديلات وتحسينات حسب خبرات تلت.[16]
من جهة أخرى، إن تعاطي الطعام بمقادير أقل تعني خفض للإجهاد التأكسدي للخلايا مما يقلل أيضا من كمية الجذور الحرة في الجسم، وبالتالي ضرر أقل للخلايا. وحقيقة، أن خفض عدد السعرات التي تتناولها بعض الكائنات التي تـُجرى عليها تجارب معملية تبين إطالة ملحوظة في العمر. وقد أدى إمداد بعض حيوانات التجارب بمركبات مضادة للتأكسد إلى إطالة في متوسط أعمارها، وهذا عندما تـُعطى تلك المواد لها مبكرا من عمرها. ولكن لم يحدث إطالة في الحد الأقصى للأعمار.[17]
مراجع
^Hekimi S, Lapointe J, Wen Y. Taking a "good" look at free radicals in the aging process. Trends In Cell Biology. 2011;21(10) 569-76.
^Erbas M, Sekerci H. IMPORTANCE OF FREE RADICALS AND OCCURRING DURING FOOD PROCESSING. SERBEST RADÏKALLERÏN ONEMÏ VE GIDA ÏSLEME SIRASINDA OLUSUMU. 2011;36(6) 349-56.
^Herrling T, Jung K, Fuchs J (2008). "The role of melanin as protector against free radicals in skin and its role as free radical indicator in hair". Spectrochimica Acta Part A: Molecular & Biomolecular Spectroscopy. ج. 69 ع. 5: 1429–35. DOI:10.1016/j.saa.2007.09.030.
^ ابSpeakman JR، Selman C (2011). "The free-radical damage theory: Accumulating evidence against a simple link of oxidative stress to ageing and lifespan". BioEssays. ج. 33 ع. 4: 255–9. DOI:10.1002/bies.201000132. PMID:21290398.
^ ابHarman D (2009). "Origin and evolution of the free radical theory of aging: a brief personal history, 1954–2009". Biogerontology. ج. 10 ع. 6: 773–81. DOI:10.1007/s10522-009-9234-2.
^Clancy D, Birdsall J. Flies, worms and the Free Radical Theory of ageing. Ageing Research Reviews. (0).
^Chatterjee S، Lardinois O، Bhattacharjee S، Tucker J، Corbett J، Deterding L، وآخرون (2011). "Oxidative stress induces protein and DNA radical formation in follicular dendritic cells of the germinal center and modulates its cell death patterns in late sepsis". Free Radical Biology and Medicine. ج. 50 ع. 8: 988–99. DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2010.12.037.
^ ابJang YC، Remmen HV (2009). "The mitochondrial theory of aging: Insight from transgenic and knockout mouse models". Experimental Gerontology. ج. 44 ع. 4: 256–60. DOI:10.1016/j.exger.2008.12.006.
^ ابGruber J، Schaffer S، Halliwell B (2008). "The mitochondrial free radical theory of ageing--where do we stand?". Frontiers in Bioscience. ج. 13: 6554–79. DOI:10.2741/3174.
^B. N. Ames u. a.: Oxidants, antioxidants, and the degenerative diseases of aging. In: PNAS 90, 1993, S. 7915–7922, PMID 8367443, ببمد سنترال47258.
