Radicais livres

Prévia do material em texto

Espécies reativas de oxigênio (ERO)
Espécies reativas de oxigênio (ERO) podem ser divididas em:
Radicalares
Hidroxila (OH-)
Superóxido (O2-)
Não radicalares
Oxigênio (O2)
Peróxido de hidrogênio (H2O2)
Alguns deles podem ser altamente reativos, reagindo e alterando lipídios, proteínas e DNA.
Hidroxila (OH-)
Pode ser formada por:
Reação de H2O2 com metais de transição; 
Homólise da água por exposição a radiação ionizante – o que ocorre com frequência na pele cronicamente exposta ao sol, podendo gerar câncer de pele;
Podem causar danos ao DNA, ao RNA, a proteínas, lipídios (inclusive os de membranas celular, nuclear e mitocondriais).
Ataque aos aminoácidos que compõem proteínas podem gerar danos, como clivagens de ligações com ou sem geração de fragmentos e ligações cruzadas, o que pode ter como consequência a perda de atividade enzimática, dificuldade no transporte ativo através de membranas celulares, citólise e morte celular.
Com frequência, a hidroxila ataca lipídios de membrana – a reação ocorre na porção susceptível da cadeia lipídica, onde haverá a formação de um novo centro de radical livre.
Oxigênio Singlet (¹O2)
È causa intermediária ou direta do dano fotoinduzido em organismos.
Em meio orgânico, reage principalmente em choque, com transferência de energia, sem reação química, seguida pela dissipação de energia sob forma de calor.
Reagem com diversas biomoléculas, mas principalmente com carotenoides e ácidos graxos – quando mais insaturações um ácido graxo tiver, mais rapidamente o oxigênio singlet irá os alterar.
Superóxido (O2-)
A atuação do superóxido diretamente como oxidante é fraca.
As mitocôndrias são fontes ricas de O2- e, portanto, devem possuir muita superóxido dismutase, enzima que converte o radical superóxido em peróxido de hidrogênio.
Por outro lado, é base fraca, cujo ácido conjugado, o hidroperóxido (HOO-), é mais reativo:
Ele é capaz de gerar radical hidroxila pela redução de quelatos de Ferro III:
Também pode reagir com OH- e produzir oxigênio singlet:
Por outro lado, o radical superóxido é importante na eliminação fagolisossômica de micro-organismos patogênicos.
Peróxido de hidrogênio (H2O2)
Por si só, o H2O2 é inofensivo. Contudo, pode se difundir facilmente pelas membranas celulares. Como as células são ricas em metais de transição, pode haver a geração de radicais hidroxila (OH-) no interior celular:
Pode ser produzida por:
Dismutação do radical superóxido (O2-) por enzimas oxidases (ex: superóxido dismutase);
Β-oxidação de ácidos graxos;
Pode ser eliminada por catalases e glutationas peroxidases. As mitocôndrias são ricas em superóxido dismutase, gerando muito H2O2 que, apesar das enzimas que eliminam o peróxido de hidrogênio, não são suficientes, e grande parte deste radical livre escapa para a célula.
Mecanismos de defesa contra ERO
Os radicais livres promovem reações com substratos biológicos podendo ocasionar danos às biomoléculas e, conseqüentemente, afetar a saúde humana. Os danos mais graves são aqueles causados ao DNA e RNA. Se a cadeia do DNA é quebrada, pode ser reconectada em outra posição alterando, assim, a ordem de suas bases. Esse é um dos processos básicos da mutação e o acúmulo de bases danificadas pode desencadear a oncogênese.
Uma enzima que tenha seus aminoácidos alterados pode perder sua atividade ou, ainda, assumir atividade diferente. Ocorrendo na membrana celular, a oxidação de lipídios interfere no transporte ativo e passivo normal através da membrana, ou ocasiona a ruptura dessa, levando à morte celular. A oxidação de lipídios no sangue agride as paredes das artérias e veias, facilitando o acúmulo desses lipídios, com conseqüente aterosclerose, podendo causar trombose, infarto ou acidente vascular cerebral.
1 – Sistema da superóxido dismutase
Composto por dois tipos de enzimas SOD, que catalisam a destruição do radical ânion superóxido O2•-, convertendo-o em oxigênio e peróxido de hidrogênio. A decomposição do radical ânion superóxido O2•- ocorre naturalmente porém, por ser uma reação de segunda ordem, necessita que ocorra colisão entre duas moléculas de O2•-, de forma que há necessidade de maior concentração do radical ânion superóxido. A presença da enzima SOD favorece essa dismutação tornando a reação de primeira ordem, eliminando a necessidade da colisão entre as moléculas. A ação desta enzima permite a eliminação do O2•- mesmo em baixas concentrações. Existem duas formas de SOD no organismo, a primeira contém Cu2+ e Zn2+ como centros redox e ocorre no citosol, sendo que sua atividade não é afetada pelo estresse oxidativo. A segunda contém Mn2+ como centro redox, ocorre na mitocôndria e sua atividade aumenta com o estresse oxidativo.
2 – Sistema da catalase
Formado pela enzima catalase que atua na dismutação do peróxido de hidrogênio (H2O2) em oxigênio e água:
3 – Sistema da glutationa
O terceiro sistema é composto pela GSH (glutationa reduzida) em conjunto com duas enzimas GPx (glutationa peroxidase) e GR (glutationa redutase). A presença do selênio na enzima (selenocisteína) explica a importância desse metal e sua atuação como antioxidante nos organismos vivos. Esse sistema também catalisa a dismutação do peróxido de hidrogênio em água e oxigênio, sendo que a glutationa opera em ciclos entre sua forma oxidada e sua forma reduzida. A GSH reduz o H2O2 a H2O em presença de GPx, formando uma ponte dissulfeto e, em seguida, a GSH é regenerada pela GR:
Referência
Estresse oxidativo: relação entre geração de espécies reativas e defesa do organismo - André L. B. S. BarreirosI; Jorge M. DavidI, *; Juceni P. DavidII
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422006000100021&script=sci_arttext