Gốc tự do

Một gốc tự do (Anh ngữ: free radical hoặc radicals) là một phân tử với một điện tử độc lập / chưa tạo thành cặp (unpaired electron) (Afzal & Armstrong, 2002). Những gốc tự do thiếu hụt electron để tạo thành "bộ tám" (octet) theo cấu trúc của Lewis (Lewis Structure). Ví dụ: khi phân tử Cl2 tách ra thành hai nguyên từ Cl. Mỗi nguyên tử Cl sẽ mang 7 electrons (valence electrons), 7 electrons tạo thành 3 cặp electrons, 1 electron độc lập (khi 2 n﻿guyên tử Cl kết hợp, electron độc thân sẽ kết hợp với nhau làm một cặp electron). Mỗi nguyên tử Cl với 7 electrons là một gốc tự do. Electron độc thân được gọi là electron số lẻ (odd electron) hoặc electron gốc (radical electron). Những electron này luôn trong tư thế sẵn sàng để kết hợp với một electron tự do của một nguyên tử khác để tạo một liên kết. Thông thường, những nguyên tử này sẽ được vẽ với một dấu chấm (vd: Cl·) để đại diện cho electron lẻ (odd electron) chưa tạo thành cặp (unpaired). Những gốc tự do rất dễ tạo ra phản ứng (reactive).

Các phản ứng

Gốc tự do liên tục được sản sinh trong chuỗi phản ứng (Free-Radical Chain reaction) trong cơ thể và các tác động từ bên ngoài. Quá trình chuyển hóa này được gói gọn trong ba bước chính

Bước khởi đầu

Sản sinh gốc tự do. Phản ứng tách phân tử Cl2 thành hai gốc tự do là ví dụ.

Bước truyền dẫn

Là những phản ứng mà những gốc tự do dễ phản ứng (reactive) này phản ứng với một phân tử ổn định khác (stable molecule) để tạo thành sản phẩm (product) và một gốc tự do. Do tính chất dễ phản ứng (reactive), những gốc tự do này tiếp tục phản ứng với các phân tử ổn định khác cho đến khi không còn tác nhân (reactant) hoặc những gốc tự do hoàn toàn bị phá huỷ (destroyed).
Do đó, nó không cân bằng, đầy đủ và trở nên rất bất ổn, dễ tạo ra phản ứng. Nó luôn luôn tìm cách chiếm đoạt điện tử mà nó thiếu từ các phân tử khác, và lần lượt tạo ra một chuỗi những gốc tự do mới, gây rối loạn cho sinh hoạt bình thường của tế bào. Các khoa học gia ví chúng như những tên sở khanh chuyên đi ve vãn, phá hoại hạnh phúc của các cuộc hôn nhân đang êm đẹp.
Gốc tự do luôn trong tình trạng “đơn thân độc mã” nên thường xuyên “nhòm ngó” đến những phân tử “hàng xóm”. Lợi dụng lúc “hàng xóm” lơ là cảnh giác, chúng sẽ nhanh tay cướp lấy một điện tử để “có đôi có cặp” đủ đầy như một phân tử bình thường. Đương nhiên, khi này gã phân tử “hàng xóm” lại trở thành kẻ cô đơn, và tiếp tục đi “rình” những phân tử “lân cận” khác, gây ra chuỗi “bi kịch” kéo dài.

Bước kết thúc

Là khi những phản ứng phụ phá huỷ (side reaction destroy) gốc tự do hoặc làm chậm hoặc dừng phản ứng.

Tác hại với sức khỏe cơ thể

Gốc tự do có nhiều tác hại với sức khỏe cơ thể, nó là nguồn gốc của sự lão hóa và hơn 100 bệnh tật nguy hiểm bao gồm các bệnh về não, mắt, da, hệ miễn dịch, tim, mạch máu, phổi, thận, đa cơ quan và khớp. Ở mức độ nặng, gốc tự do gây nên nhiều bệnh nguy hiểm và gây ung thư do sau khi “cướp” điện tử, gốc tự do làm tổn thương màng tế bào, phản ứng mạnh với các phân tử protein, DNA và các axit béo, dẫn đến những biến đổi gây tổn hại, rối loạn và làm chết tế bào.
Số lượng của gốc tự do tích lũy theo tuổi và tác hại ngày càng nghiêm trọng. Dù vậy, ngay từ khi sinh ra, cơ thể con người đã phải đối mặt với gốc tự do. Tuổi tác ngày càng tăng thì số lượng gốc tự do cũng không ngừng sản sinh, tấn công vào nhiều bộ phận của cơ thể. Đáng chú ý, khi cuộc sống căng thẳng cũng là lúc “đội quân” gốc tự do “thừa cơ” gia tăng nhanh chóng, thúc đẩy sự lão hóa và làm các bệnh lý sớm phát triển. Ước tính, mỗi tế bào phải hứng chịu khoảng 10.000 gốc tự do tấn công mỗi ngày. Vì vậy, trong cuộc đời của một người sống tới 70 tuổi, thì có chừng 17 tấn gốc tự do được tạo ra.

Tên vài gốc tự do

Lipid peroxit và các sản phẩm oxy hóa của nó (Lipid Oxidation Products - LOPs)