항산화제가 어떤 방식으로 전자를 주고받으며 세포 손상을 억제하는지 궁금합니다.

Question

항산화작용은 단순히 생리학적 현상에 그치지 않고 화학 반응과 밀접한 관련이 있습니다. 항산화제가 활성산소를 제거하는 과정에서 일어나는 화학적 원리를 설명하고, 대표적인 항산화제가 어떤 방식으로 전자를 주고받으며 세포 손상을 억제하는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

우리 몸의 ​활성산소가 위험한 화학적 이유는 외각 전자가 짝을 짓지 못한 라디칼 상태이기 때문입니다. ​화학적으로 분자는 전자가 쌍을 이룰 때 가장 에너지가 낮고 안정합니다. 하지만 활성산소는 전자가 하나 부족하여 불안정한 고에너지 상태입니다. 이 때문에 주변에 있는 세포막, DNA, 단백질을 마구잡이로 공격해 전자를 강제로 빼앗습니다. 전자를 빼앗긴 세포 구성 성분은 구조가 붕괴되면서 제 기능을 잃고 세포 손상으로 이어집니다.

이때 항산화제는 활성산소에 자신의 전자를 흔쾌히 내어주어 무해한 분자로 환원시킵니다. ​전자를 준 항산화제 역시 라디칼이 되지만, 방향족 고리 등 고유의 공명 구조 덕분에 홀전자를 분자 전체로 분산시켜 스스로 안정을 유지합니다. 세포막을 지키는 비타민 E, 수용성 환경의 비타민 C, 세포 내부의 글루타티온 등은 서로 전자를 주고받는 연쇄 릴레이를 형성하며 활성산소의 독성을 안전하게 소멸시켜 세포 손상을 억제합니다.

결국 항산화 작용이란 활성산소가 가진 위험한 에너지를 여러 단계의 전자 이동 메커니즘과 공명 구조를 통해 야금야금 깎아내어 무해한 수준으로 떨어뜨리는 정교한 화학적 방어 시스템이라고 볼 수 있습니다.