Свободные радикалы – содержащие кислород молекулы с одним недостающим электроном. Поэтому они находят подходящий электрон и забирают его у клеток нашего организма. Такой процесс получил название окисление. Он оказывает сильнейшее стрессовое воздействие на клетки. Поэтому мы и говорим об оксидативном стрессе. Далее клетка, у которой был похищен электрон, тоже отправляется на поиск электрона. Таким образом запускается цепная реакция. Чем больше в организме свободных радикалов, тем больше цепных реакций в нем происходит.
Но в то же время свободные радикалы выполняют и очень важную задачу – это химическое оружие нашей иммунной системы. При воспалениях они образуют защитные клетки, способные убивать возбудителей и избавляться от чужеродных веществ. Обычно у организма достаточно собственных защитных сил, чтобы противостоять избытку свободных радикалов.

Большинство РФК постоянно образуются в клетке, но их уровень в норме настолько небольшой, что клетка либо инактивирует их с помощью антиоксидантной системы, либо заменяет повреждённые молекулы. Таким образом РФК, образующиеся в качестве побочных продуктов нормального клеточного метаболизма (в основном из-за небольшой утечки электронов в дыхательной цепи митохондрий, а также других реакций в цитоплазме), не вызывают повреждения клетки. Однако уровень РФК, превышающий защитные возможности клетки, вызывает серьёзные клеточные нарушения (например, истощение АТФ) и как результат разрушение клетки. В зависимости от силы стресса клетки могут погибнуть в результате апоптоза, когда внутреннее содержимое клетки успевает деградировать до нетоксичных продуктов распада, или в результате некроза, когда сила окислительного стресса слишком велика.
Так же наш организм получает свободные радикалы извне как результат воздействия на него физических и химических процессов (напр., при использовании средств защиты растений, УФ-излучении, электромагнитном излучении), вместе с пищей (жиры, консерванты, ароматизаторы, красители), при воздействии токсических веществ окружающей среды (свинец, кадмий, ртуть, смог) или в процессе дыхания (напр., дым сигарет), при употреблении алкоголя, лекарств и наркотиков. Повышенному риску подвергают себя и спортсмены-профессионалы. Поскольку при занятии спортом увеличивается потребление кислорода, то увеличивается и количество свободных радикалов.
Избыточные свободные радикалы повреждают клетки организма или вообще разрушают их. Это ведет к старению клеток, которое проявляется такими симптомами, как морщины, варикоз вен, сердечно-сосудистые заболевания, деменция, ухудшение зрения, проблемы с суставами. Свободные радикалы способствуют возникновению таких заболеваний, как атеросклероз, болезнь Альцгеймера, ревматизм, рак, сахарный диабет, уязвимость к инфекциям, болезни кожи и депрессии.
Механизм действия. Наиболее опасная часть окислительного стресса — это образование реактивных форм кислорода (РФК), в которые входят свободные радикалы и пероксиды. Один из наименее реактивных РФК, супероксид, спонтанно или в присутствии переходных металлов превращается в более агрессивные (гидроксильный радикал и др.), что может вызвать повреждение многих клеточных компонентов — липидов, ДНК и белков (как результат их окисления). Например, неферментативное окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов наших тканей, представляет собой цепную реакцию. Эта цепная реакция инициируется свободным радикалом, например, гидроксильным радикалом OH⋅ . В результате развития цепи происходит перекисное окисление цепей ненасыщенных жирных кислот в фосфолипидах мембран с образованием гидроперекисей LOOH . В присутствии ионов железа цепи разветвляются, поскольку протекает реакция ионов железа с гидроперекисями и суммарная скорость реакции перекисного окисления липидов многократно возрастает.