Happi on tietyissä olosuhteissa hyvin vaarallinen aine, ja pitää hyvin paikkansa myös ihmisen aineenvaihdunnassa, että tuli on hyvä renki mutta huono isäntä.
Elimistömme soluissa tapahtuu miljoonia ja miljoonia kemiallisia reaktioita joka hetki. Hyvin suuressa osassa niistä on jollakin tavalla osallisena hengittämämme ilman happi. Kun sanomme, että alkoholi "palaa" elimistössä vakionopeudella, se ei tietenkään pala sinisellä liekillä niin kuin spriilampussa. Elimistömme entsyymit, ne valkuaisaineet, jotka säätelevät kemiallisia reaktioita, tekevät hapettumisesta eli palamisesta hallitun reaktion. Siitä vapautuva energia ei leviä ympäristöönsä suoraan lämpönä, vaan se sitoutuu uusiin kemiallisiin yhdisteisiin, jotka samassa tai eri solussa käytetään eteenpäin. Tyypillinen tällainen energian eteenpäin kuljettaja on adenosiinitrifosfaatti eli ATP. Tämän hallitun palamisen kehittyminen on ollut yksi ratkaisevista seikoista, jotka ovat tehneet solujemme elämän mahdolliseksi.
Täydellistä ei ole
Mikään maailmassa ei ole kuitenkaan virheetöntä, vaikka sillä olisi ollut aikaa kehittyä paremmaksi ja turvallisemmaksi kolme miljardia vuotta. Kun happi ylläpitää palamista eli hapettumista, sen on ensin muututtava ilmassa olevasta kaksi happiatomia sisältävästä happimolekyylistä happiradikaaleiksi, jotka ovat paljon ärjympiä aineita kuin molekyylihappi. Koska ne ovat ympäristölleen hyvin vaarallisia, ne on pidettävä tiukemmassa kontrollissa kuin tuli vuolukiviuunissa. Uunissakin olevasta tulesta voi aina lennellä kipunoita tai jopa pudota kekäle, jotka tekevät vahinkoa ympäristölleen. Näin käy myös happiradikaaleille.
Happi aseena
Happi on myös sota-ase. Bakteereita ja muita vieraita eliöitä ja esineitä tuhoavat elimistön solut, kuten syöjäsolut eli makrofagit, käyttävät happiradikaaleja vahingoittamaan vieraita makromolekyylejä. Siten ne hapettavat, "polttavat", näitä tunkeutujia. Pieniä kappaleita makrofagit fagosytoivat eli ottavat sisäänsä, ja tuhoavat ne sitten sisällään happiradikaaleilla ja entsyymeillä. Jos tämä sota käy kovin kiivaaksi, siitäkin lentelee kipunoita ympäriinsä. Ääriesimerkki on keuhkoihin joutunut asbestikuitu, jota makrofagit yrittävät epätoivoisesti tuhota, vaikka se on niitä paljon isompi. Se on silloin kuin liian iso halko, josta vain osa mahtuu uuniin ja tuli ryöpsähtelee uunin ulkopuolellekin. Makrofageistakin lähtee silloin runsaasti happiradikaaleja ympäröivään keuhkokudokseen.
Omiakin ammutaan
Vapaaksi päässeet happiradikaalit tuhoavat myös omien solujen makromolekyylejä. Ne voivat mm. vahingoittaa DNA-molekyylejä, joissa on huolellisessa järjestyksessä solun perimä. Siksi elimistössä on tehokas järjestelmä entsyymejä pitämässä happiradikaalipitoisuuksia kurissa. Jos niitä kuitenkin muodostuu paljon, ovat myös omat kudokset vaikeuksissa.
Amerikkalaiset Bruce Ames ja Lois Gold ovat arvioineet, että jokaiseen rotan soluun tulee biljoona (1012) happimolekyyliä vuorokaudessa. Näistä syntyy 10 miljardia (1010) happiradikaalia. Nämä synnyttävät 100 000 (105) DNA-vauriota, joista 99 % pystytään korjaamaan, mutta 1 000 (103) jää korjaamatta, eli jokaiseen soluun syntyy tuhat mutaatiota päivässä. Näistä ehtii elämän aikana kertyä rotan jokaiseen soluun miljoona perimävauriota. Ihmisellä tahti on hitaampi, mutta elinaika pidempi, joten perimävaurioita ehtii kertyä suunnilleen sama määrä. Suurin osa näistä vaurioista on onneksi merkityksettömiä, koska ne ovat sellaisessa kohdassa DNA:ta, että niistä ei ole haitallisia seurauksia. Mutta osa voi olla esimerkiksi syövän synnyn kannalta tärkeässä geenissä, jolloin voi syntyä syöpäsolu.
Vaurioita kertyy
Edellä kerrottu tekee ymmärrettäväksi sen, että solut vaurioituvat vähitellen vanhetessaan, ja että osa niistä muuttuu syöpäsoluiksi ilman minkäänlaista ulkoisen "syöpäkemikaalin" tai säteilyn vaikutusta. Se tekee myös ymmärrettäväksi sen, että syövän todennäköisyys lisääntyy koko ajan elinvuosien lisääntyessä. Happi valaisee myös hyvin sitä asiaa, että ei ole olemassa "hyviä kemikaaleja" ja "pahoja kemikaaleja", vaan kaikilla hyödyllisilläkin aineilla on haittansa, jos niitä on väärässä paikassa tai sopimattomia määriä. Suuret määrät "itsestään" syntyviä mutaatioita vievät pohjan pois siltä ajatukselta, että yksikin mutaatioita aiheuttava molekyyli jotakin kemikaalia voi aiheuttaa syövän. Teoriassa voi, mutta on eri asia, mitä merkitystä yhdellä lisämutaatiolla on joka päivä syntyvien lukuisten mutaatioiden rinnalla. Keskeinen asia ei ole, mitä syntyy, vaan kuinka paljon.
