מלחמת נוגדי החמצון ברדיקלים חופשיים

מהם רדיקלים חופשיים?

רדיקלים חופשיים (free radicals) מוגדרים כאטומים או מולקולות שחסרים בהם אלקטרון או אלקטרונים. תכונה זו הופכת אותם לבלתי יציבים ופעילים ביותר בניסיונם ללכוד אלקטרון חופשי מאטום סמוך או ממולקולה סמוכה כדי להשיב לעצמם את האיזון. מבחינה כימית, רדיקלים חופשיים יכולים להתחבר לחומרים אחרים ולנטרל אותם. בחיפושם אחר אלקטרון נוסף, הם תוקפים את התא, עלולים להזיק לחלקים ממנו ואף לגרום נזק לסביבתו.

מאיפה הם מגיעים?

רדיקלים חופשיים מסוימים, כמו למשל הסופראוקסיד, הם תוצרים טבעיים של חילוף החומרים במיטוכונדריה (אברוני התא המפיקים אנרגיה ומאחסנים חלק מהחומר התורשתי). מערכת החיסון מייצרת רדיקלים חופשיים כדי להילחם בנגיפים ובחיידקים. גורמי סביבה כמו זיהום אוויר, הרעלות, קרינה וחומרי הדברה מפיקים גם הם רדיקלים חופשיים. מערכות ביולוגיות מתעמתות כל הזמן עם רדיקלים חופשיים טבעיים מבית (תוצרים של חילוף חומרים) ומחוץ (תהליכי חמצון סביבתיים). זהו תהליך אין סופי של איזון ויציאה מאיזון, נזק ותיקון, מניעה, התקפה והגנה.

נוגדי חמצון

נוגדי חמצון הם קבוצה גדולה ומגוונת של חומרים המנטרלים את השפעתם של הרדיקלים החופשיים באמצעות תרומה של אלקטרון ליציבותם ובכך מניעת נזק לתאים ולרקמות.
לנוגדי החמצון תכונות רבות ודרכי פעולה מגוונות ולכן הגדרתם אינה אחידה. המשותף לכל נוגדי החמצון הוא יכולתם לתרום אלקטרון או אטום חמצן ובכך למנוע או לעכב חמצון. דרכי פעולתם של נוגדי החמצון כוללות מניעת היווצרות הרדיקלים, איסוף הרדיקלים, עצירת התפתחותם, ויסות הביטוי הגנטי שלהם ועוד.

נוגדי החמצון הנפוצים במזון הם ויטמינים C ו-E, פוליפנולים וקרטנואידים. חומצה ליפואית, קו-אנזים 10Q, סליניום ומתכות (ברזל, נחושת ואבץ) משמשים גם הם כנוגדי חמצון וכן אנזימים מסוימים (סופראוקסיד, לדוגמא) המנטרלים רדיקלים חופשיים.

שמירת האיזון בין רדיקלים חופשיים לנוגדי החימצון חיונית למניעת נזק מולקולרי תאי ורקמתי לגוף.

עקת חמצון

מצב של 'עקת חמצון' (oxidative stress) מתרחש כאשר תהליכי החמצון גוברים, מטים את האיזון ואינם מנוטרלים על ידי נוגדי החמצון הטבעיים של התא. עקת חמצון נובעת מעקה סביבתית (קרינה, למשל), מאמץ יתר, מחלות מטבוליות והזדקנות.

מערכות נוגדי חמצון

מערכות נוגדי החמצון בגוף מתקשרות ביניהן באמצעות תהליכים אנזימטיים ואחרים ונוגדי החמצון ממוחזרים באמצעות תהליכים ביולוגיים. עקת חמצון מחלישה את התקשורת בין המערכות ותוספת של נוגדי חמצון במזון יכולה למנוע או למזער את נזקי החמצון של הרדיקלים החופשיים.

לכל תאי הגוף מערכות הגנה מורכבות נוגדות חמצון המשלבות מרכיבי מזון החיוניים לתא, אנזימים ומולקולות ייחודיות. ויסות פעולתן של מערכות אלו הוא חיוני להגנת התא מפני נזקי החמצון העלולים לפגוע בתא ולקצר את חייו.

נזקי הרדיקלים החופשיים

כאשר רדיקלים חופשיים פוגעים בדנ"א הממוקם בגרעין, הם מחבלים בתהליך שכפול התא ובקוד הגנטי ואחראים למומים רבים, כמו מניעת שכפול ושינויים סרטניים בתא. פגיעת הרדיקל החופשי במיטוכונדריה (שהגנתה מוגבלת) תחבל גם בייצור האנרגיה התאית.

לנוגדי החימצון השפעה גם על ביטויי הגן, בשני אפנים: באמצעות שינוי מצב חימצון-חיזור בתא או באמצעות סימון מטרות מולקולריות. התוצאה היא השפעה על הביטוי הגני לגדילת התא, התפתחותו ותפקודו.

מערכת החיסון

לנוגדי החמצון השפעה קריטית על מערכת החיסון בהיותם חלק מתחמושת התא להרס פולשים זרים כמו נגיפים וחיידקים. כך, לדוגמא, תאי דם לבנים מסויימים (ניאוטרופילים) מייצרים סופראוקסידים המסייעים בהשמדת מיקרו-אורגניזמים פתוגנים. תאי מערכת החיסון המייצרים רדיקלים חופשיים לחיסול הפתוגנים פיתחו גם מערכת הגנה המונעת הרס עצמי בידי אותם רדיקלים.

מערכת החיסון רגישה במיוחד לעקת חימצון. התקשורת הבין-תאית חיונית לתפקודם התקין של תאי מערכת החיסון וזו מתבצעת דרך מעטפת התאים העשירה בחומצות שומן בלתי רוויות. מעטפת התאים (החוליה החלשה) רגישה במיוחד לתהליכי חמצון הפוגעים בתפקוד מערכת החיסון ובתקשורת בין תאית, מכאן חשיבותם הרבה של נוגדי החמצון.



נוגדי חמצון אופטימליים במזון של כלבים וחתולים

החברות הגדולות המייצרות מזון איכותי לחיות מחמד מתחרות ביניהן על הנוסחה האופטימלית ומציעות 'חבילות נוגדי חמצון'. הדגש במחקר ובפרסום מושם על שיפור תפקודה של מערכת החיסון ומכאן, כמובן, מניעת מחלות.

אחת השיטות הנפוצות להערכת יעילותה של 'חבילת נוגדי חמצון' היא השוואה של רמות נוגדנים ספציפיים בעקבות הזרקת חיסון לכלבים וחתולים שהוזנו במזונות זהים, עם וללא נוגדי החמצון שבבדיקה. מודל זה הראה במחקרים רבים כי אכן נוגדי חמצון מעלים את רמות הנוגדנים ומציעים הגנה טובה יותר לגורים מפני מחלות זיהומיות.

המודלים השונים, החיסונים השונים, טכניקות המדידה השונות והפרוטוקולים השונים מקשים מאוד על ביצוע השוואה מהימנה בין המחקרים להסקת מסקנות לגבי נוגדי החמצון האופטימליים.

תיאוריית ההזדקנות

העניין ההולך וגובר בתהליך ההזדקנות ותוחלת החיים העולה ברוב מדינות העולם (הן בקרב אנשים והן בקרב חיות מחמד) הניב תיאוריות רבות להסבר התופעה: תיאוריות החמצן, השחיקה והבלאי, הטולומרים, הגנטיקה ורבות אחרות מעידות על דמיון פורה, מיעוט ידע והבנה מוגבלת.

ובכל זאת, תיאוריית הרדיקלים החופשיים להסבר תהליך ההזדקנות שווה עיון ומעוררת מחשבה יצירתית. לטענתה של תיאוריה זו, הרדיקלים החופשיים עומדים מאחורי ההזדקנות וקריסת מערכות הגוף. הוגה התיאוריה, ד"ר גרשמן (1954), טען כי הצטברות של רדיקלים חופשיים לאורך שנים של חילוף חומרים, גורמת להידרדרות הגוף עם הזמן. מחלות כמו סרטן, התקפי לב, דלקות פרקים ואלצהיימר הן ביטויים של תהליכי הזדקנות כתוצאה ממתקפה בלתי פוסקת של רדיקלים חופשיים על רקמות הגוף וחילוף החומרים.

שנים רבות התעלמה הרפואה מתיאוריה זו ורק לאחרונה זכתה לעדנה מחודשת בזכות גילויים חדשים אודות נזקי הרדיקלים למיטוכונדריה ופגיעה בכושר ייצור האנרגיה התאית אשר מחמירה עם הגיל.

פגיעה בתפקוד המיטוכונדריה פותחת במעגל אימה של ייצור עוד ועוד רדיקלים חופשיים ואובדן ההגנה נגדם. אותם רדיקלים תוקפים גם שכבות שומניות וכולסטרול בדם. הכולסטרול הופך רעיל ו'דביק', עלול לחסום עורקים ובהמשך לגרום להתקף לב, שבץ ובמקרים אחרים להתפתחות של סרטן.

לסיכום

ההבנה המתחדדת לגבי חשיבותם של נוגדי חמצון כאמצעי להגנה מפני נזקי הרדיקלים החופשיים (מבית ומחוץ) מעודדת חיפוש אחר דרכים לשימוש בנוגדי החמצון במזון ובתוספי מזון. תרומתם הניכרת של נוגדי החמצון הטבעיים להגנה מפני מחלות, לשיפור תפקוד מערכת החיסון ולהאטה של תהליכי הזדקנות הגוף אינה מוטלת עוד בספק ובעתיד הקרוב נמשיך לראות שימושים רבים בנוגדי חמצון כטיפול מונע או משלים לתחלואי הגוף שלנו ושל מחמדינו.

מאת: ד"ר אילן סקורינסקי, וטרינר