Gốc tự do

Là phân tử hay một phần của nó có một điện tử (electron) tự do trên vòng phân tử hay vòng ngoài của nguyên tử.
Sản phẩm của chúng là tạo ra các gốc tự do – đó là các hợp chất mà về mặt lý hóa gây hiểm họa cho hoạt động sống của tế bào. Gốc tự do là phân tử hay một phần của nó có một điện tử (electron) tự do trên vòng phân tử hay vòng ngoài của nguyên tử. Sự có mặt của điện tử tự do này làm cho hệ thống có hai đặc tính sau: trước hết là khả năng phản ứng của chúng trong các quá trình chuyển hóa rất cao, có lẽ do đó mà các phân tử sinh học quan trọng dễ bị tổn thương; thứ hai là chúng có từ tính cao (có thể ghi được bằng các dụng cụ đo từ tính).
Trên thực tế phản ứng oxy hóa nhằm tách các hợp chất giàu năng lượng không thể thực hiện được nếu thiếu oxy. Mặt khác, oxy cũng có khả năng oxy hóa các chất đồng thời với việc tạp ra các gốc tự do có hại cho cơ thể. Độc tính của oxy đối với sự sống trên trái đất được xác định bởi mức độ tham gia vào việc tạo ra các gốc tự do của nó.
Bản thân khả năng phản ứng của oxy không độc đối với cơ thể sống. Điều cơ bản ở đây là trong quá trình khử cho tới nước đã tạo ra ba hợp chất trung gian có khả năng phản ứng rất mạnh. Hai trong số đó là các gốc tự do. Đó là gốc O2, nhóm hydroxyl (OH) và oxy già H2O2. Bất kỳ phản ứng hay hệ phản ứng nào tạo ra gốc O2 cũng đều tạo ra các H2O2 tích tụ trong cơ thể, O2 sẽ kết hợp với chúng nhằm tạo ra hydroxyl tự do (phản ứng Gaber – Vies):
O2 + H2O2 ➝ O2 + OH + OH
Phải thấy rằng, các gốc tự do được tạo thành ở bất kỳ tế bào sống nào trong quá trình xảy ra các phản ứng sống đều rất quan trọng. Tế bào không thể tồn tại được nếu thiếu các phản ứng này. Ví dụ gốc O2 tạo ra ở bất kỳ tế bào sống nào đều do khử một điện tử của oxy trong mạng lưới hô hấp của ty lạp thể. Nó tạo thành trong các phản ứng với sự tham gia của một số men oxy hóa. Gốc tự do O2 tăng lên rất nhiều trong quá trình thực bào tích cực của bạch cầu. Các gốc tự do xuất hiện trong khi phân tích ATP, lúc xuất hiện và lan truyền hung phấn trên dây thần kinh, khi bơm natri của màng tế bào làm việc, khi oxy hóa các acid béo không bão hòa…
Tác hại của các gốc tự do và H2O2 được xác định bởi khả năng thay đổi đáng kể cấu trúc của hầu hết các phân tử sinh học lón như: acid nhân, protein, lipid, glucid, làm thay đổi chức phận của chúng.