Reactive Oxygen Species (ROS)

Reactive Oxygen Species (ROS) เป็นอนุมูลอิสระ ที่สำคัญของร่างกายมนุษย์ ที่ได้รับการกล่าวขวัญถึงกันมาก  เรามาทำความรู้จักกับเจ้า ROS กันอย่างละเอียดยิ่งขึ้นดีกว่าครับ

Reactive Oxygen Species (ROS) มีหลายรูปแบบ เช่น

1. เป็นโมเลกุล เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (Hydrogen peroxide)
2. เป็นไอออน เช่น ไฮโปรคลอไร้ท์ ไอออน (Hypochlorite ion)
3. เป็น radical เช่น ไฮดรอกซีล แรดิคอล (Hydroxyl Radical) ตัวนี้จะมีความ reactive มากที่สุดกว่าทุกตัว
4. เป็นทั้งไอออนและ radical เช่น Superoxide anion

อนุมูล (Radical หรือ Free Radical)

เป็นกลุ่มของอะตอมที่มีหนึ่งอะตอมของมันมีอิเลคตรอน ที่ไม่อยู่เป็นคู่อยู่ที่วงนอกสุดของวงโคจรของอิเลคตรอน ทำให้เกิดอนุมูลที่ไม่เสถียรอย่างมาก และสามารถทำปฏิกิริยาได้อย่างรวดเร็วกับโมเลกุลหรืออนุมูลอื่นๆ เพื่อที่จะทำให้ตนเองมีสถานะที่เสถียร

การก่อกำเนิดของ ROS

สามารถก่อกำเนิดได้หลายกลไก ดังต่อไปนี้

1. เกิดจากการทำปฏิกริยาของ ไอออนของรังสี กับ โมเลกุลชีวภาพ
2. เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในขบวนการของการหายใจระดับเซลล์ เกิดจากการที่มีอิเลคตรอนบางตัวมีการรั่วออกจาก Electron Transport Chain (ขบวนการหนึ่งในการสร้างพลังงานในการหายใจระดับเซลล์) โดยเฉพาะอย่างยิ่งตรงตำแหน่ง Ubiquinone แล้วอิเลคตรอนนั้นก็วิ่งเข้าไปทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของออกซิเจน ทำให้เกิด Superoxide Anion
3. สร้างขึ้นจากเอนไซม์ของ Phagocytic Cell เช่น Neutrophil และ Macrophage

• NADPH Oxidase (จากทั้ง 2 Phagocytic Cell)
• Myeloperoxidase (จาก เซลล์ Neutrophil)

ปฏิกริยาของ ROS

สารออกซิแดนท์ที่แรงอย่าง ROS สามารถทำลายโมเลกุลและโครงสร้างของเซลล์ ที่อยู่ใกล้เคียงกับมัน ปฏิกริยาที่สำคัญ คือปฏิกิริยาระหว่างอนุมูลอิสระกับสายของกรดไขมันที่อยู่ที่ผนังเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผนังของไมโตรคอนเดรีย (Mitochondria) ที่เป็นตำแหน่งที่เกิดการหายใจระดับเซลล์ แหล่งสำคัญเป็นที่ก่อเกิดของ Superoxide Anion ในปฏิกิริยาระหว่างอนุมูลอิสระและโมเลกุลอื่น เมื่ออนุมูลอิสระเข้าแย่งชิงอิเลคตรอนจากโมเลกุล เพื่อให้ตัวมันเองเสถียร มันกลับทำให้โมเลกุลที่มันทำปฏิกิริยาด้วย นั้นเป็นอนุมูลอิสระแทน แล้วจะทำปฏิกิริยาแย่งอิเลคตรอนอย่างนี้ไปเรื่อยๆ เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่จนกระทั่งอนุมูลอิสระ 2 ตัวมาพบกัน และนำอิเลคตรอนที่ไม่มีคู่ของทั้งคู่มาสร้าง Covalent Bond เชื่อมทั้ง 2 อนุมูลติดกัน และจบปฏิกริยาลง แต่ผลก็คือสายของกรดไขมันที่ผนังเซลล์ก็จะถูกทำลายหรือผิดรูปร่างไปแล้ว  Lipofuscin ที่พบในเซลล์ที่แก่ๆ อาจจะเกิดจากกลไกอันนี้

การปกป้องร่างกายจาก ROS

เซลล์ของเรามีสิ่งป้องกันอันตรายจาก ROS คือ

1. โดยเอนไซม์ SuperOxide Dismutase (SOD)
2. โดยเอนไซม์ Catalase
3. โดยโมเลกุลของสารต้านอนุมูลอิสระอื่นๆ เช่น

• Alpha-Tocopherol (วิตามินอี) สามารถทำลาย Covalent Bond ระหว่าง ROS และสายของกรดไขมันที่ผนังเซลล์
• Uric Acid (เป็นไปได้ว่าการมีอายุยืนของสัตว์เลื้อยคลาน หรือนกบางชนิดเกิดจากการที่มีกรดยูริคในร่างกายสูง)
• วิตามินซี

ประโยชน์ของ ROS ในร่างกายคน เช่น

1. เซลล์ของต่อมไทรอยด์สร้าง Hydrogen Peroxide ในการที่จะเชื่อมอะตอมของไอโอดีน เข้ากับ Thyroglobulin กลายเป็น Thyroxine
2. เซลล์ Macrophage และ Neutrophil สร้าง ROS ขึ้นมาเพื่อทำลายแบคทีเรียบางชนิดที่มันจับกินเข้าไว้ในเซลล์