Radicais livres e antioxidantes

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Discentes: 
Caroline Santos Pereira e Paula Thayse 
Ramos da Cruz
Docente: Alessandra Teixeira
Componente curricular: Bioquímica I 
UEPB - Farmácia
RADICAIS LIVRES 
e 
ANTIOXIDANTES
RADICAIS LIVRES
“O oxigênio constitui tanto um benefício quanto uma 
ameaça aos organismos vivos e aqueles que se 
capacitaram a usufruir de seus benefícios tiveram, por 
necessidade, de desenvolver uma série de defesas contra 
os seus perigos.” (FRIDOVICH, 1977)
- Átomos, moléculas ou íons derivados do oxigênio, que em sua grande maioria 
possuem alta reatividade → reações de oxirredução
- Classes:
- Espécies reativas de oxigênio (EROs);
- Espécies reativas de nitrogênio (ERNs);
- Espécies reativas de enxofre (EREs) - não abordaremos
- Didaticamente:
- Radicais livres
- Compostos não radicalares
ESPÉCIES REATIVAS
RADICAIS LIVRES: O QUE É?
- Possui um número ímpar de elétrons na 
sua última camada eletrônica;
- Obtidos por cisão homolítica ou 
homólise de ligações covalentes;
RADICAIS LIVRES: O QUE É?
ELÉTRONS 
DESEMPARELHADOS
Átomos ou grupos de 
átomos que apresentam 
um ou mais elétrons livres 
(valências livres)
REATIVOS
A presença de elétrons 
desemparelhados torna a 
maioria dos radicais livres 
muito reativa frente a 
outras espécies com 
elétrons desemparelhados
INSTÁVEIS
Possuem um tempo de 
meia-vida curto
Caracteristicas principais:
RADICAIS LIVRES: COMO SÃO 
FORMADOS?
- Algumas fontes endógenas:
- Mitocôndrias;
- Células do sistema 
imunológico;
- Células nervosas;
- Células epiteliais;
- Células endoteliais;
- Macrófagos;
- Algumas fontes externas que 
induzem a formação dos RL:
- Radiação UV;
- Tabagismo;
- Poluentes;
- Pesticidas;
- Estresse;
- Alimentação 
desequilibrada; 
- Inflamações...
PRINCIPAIS ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO
Radical Superóxido(O₂•-):
- O mais comum e abundante na célula. 
- Produzido na cadeia respiratória nas mitocôndrias 
e pelas células do sistema imunológico 
- Agente redutor (císteina) 
- Eliminado pela enzima SOD
Radical hidroxila (OH•):
- Espécie mais reativa e com o menor tempo de 
meia-vida,
- Reage rapidamente com quase todas as 
biomoléculas,
- Não existe defesa antioxidante enzimática 
- Radical livre mais danoso para as células. 
- Reações do peróxido de hidrogênio com metais de 
transição e homólise da água por exposição à 
radiação ionizante.
Radical Peroxila (ROO∙):
- Formados durante a decomposição de peróxidos 
orgânicos e reações de carbono radicalar com 
oxigênio, como na peroxidação lipídica.
- Retira hidrogênios do meio iniciando reações em 
cadeia de radicais livres 
Peróxido de hidrogênio (H₂O₂): 
- Espécie reativa de oxigênio
- Reação com metais de transição → radical hidroxila
Reação de Fenton:
- Formado na matriz mitocondrial
- Capacidade de inativar enzimas, degradar proteínas 
como mioglobina, hemoglobina e citocromo c e oxidar 
o DNA e lipídeos
- Atravessar membranas biológicas
Oxigênio singlet (O2)
- Forma excitada de oxigênio molecular → não possui 
elétrons desemparelhados
- Capaz de modificar o DNA diretamente
- Meia-vida baixa
- Gerado pelos fagócitos, por indução luminosa, por 
reações catalisadas por peroxidases e outras. 
- Dano celular → oxidação de grupos essenciais de 
aminoácidos(triptofano, metionina, histidina e 
resíduos de cisteína) 
- Inicio da peroxidação lipídica → alcoxila e peroxila.
PRINCIPAIS ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO
Óxido nítrico (NO•):
- Sintetizado pela enzima óxido nítrico 
sintase (NOS) 
- Variedade de processos biológicos 
(relaxamento muscular, neurotransmissão e 
regulação imune). 
- Fator relaxante derivado do endotélio
- Potente vasodilatador, envolvido na 
regulação da pressão arterial. 
- Difunde-se rapidamente entre e dentro das 
células. 
- Quando exposto ao ar, reage com oxigênio 
para formar NO2 •
Dióxido de nitrogênio (NO2 •):
- Formado a partir da exposição de NO• ao 
ar ou da protonação de peroxinitrito
- 2NO• + O2 → 2 NO2 • 
- Potente iniciador da peroxidação lipídica 
em fluidos biológicos.
PRINCIPAIS ESPÉCIES REATIVAS DE NITROGÊNIO 
ESTRESSE OXIDATIVO
- Desequilibrio → “Caixa de pandora” (Denham Harman)
- Algumas causas:
- Poluição, alimentação desequilibrada, exposição a 
radiação UV, stress, inflamações
- Algumas consequências: 
- Peroxidação lipídica;
- Lesões no material genético;
- Oxidação de receptores hormonais e enzimas;
CONSEQUÊNCIAS DE UM EXCESSO 
DE RADICAIS LIVRES
Peroxidação lipidíca ou lipoperoxidação
- ERO agridem os ácidos graxos poliinsaturados dos fosfolipídeos das membranas das células
- A fosfolipase → desintegra os fosfolipídeos → liberação de ácidos graxos não saturados → 
ações deletérias dos peróxidos lipídicos:
⇒ Ruptura das membranas celulares (bombas NA/K e Ca/Mg);
⇒ Mutações do DNA - ácido desoxiribonucléico;
⇒ Oxidação dos lipídeos insaturados;
⇒ Formação de resíduos químicos como o malondialdeído;
⇒ Comprometimento dos componentes da matriz extracelular, proteoglicanos, colágeno e elastina. 
⇒ Relaciona-se com o desenvolvimento da aterosclerose.
ANTIOXIDANTES
ANTIOXIDANTES
Os antioxidantes são substâncias que, mesmo presentes em baixas 
concentrações, são capazes de atrasar ou inibir as taxas de oxidação. 
CLASSIFICAÇÃO
■ Não-enzimático■ Enzimático
Enzimas produzidas no 
organismo
Vitaminas e outras substâncias, 
como os flavonóides
ANTIOXIDANTES
■ Em sistemas aeróbicos, é essencial o equilíbrio entre agentes óxido-redutores 
(como as ERO) e o sistema de defesa antioxidante.
■ Para se proteger, a célula possui um sistema de defesa que pode atuar em 
duas linhas. 
Detoxificadora do agente antes que ele cause lesão
Função de reparar a lesão ocorrida
1.
2.
■ GSH;
■ SOD;
■ Catalase;
■ GSH-Px
■ Vitamina E
■ Ácido ascórbico;
■ GSH-Rd;
■ GSH-Px
ANTIOXIDANTES
■ A maior parte dos agentes antioxidantes está no meio intracelular;
■ A produção de enzimas diminui com o passar dos anos, então os radicais livres 
aumentam e agem mais intensamente;
■ Alimentos que contém propriedades antioxidantes podem retardar esse processo;
■ Uma alimentação balanceada, rica em diferentes tipos de hortaliças, cereais, 
leguminosas e frutas, tendo quantidades adequadas de produtos fonte de 
proteína animal, com o uso de óleos vegetais, gérmen de trigo e oleaginosas, 
podem atingir as necessidades de ingestão diária de antioxidantes sem 
necessidade de suplementação.
Em adição aos efeitos protetores dos antioxidantes endógenos, a inclusão de 
antioxidantes na dieta é de grande importância. O consumo de frutas e vegetais 
está relacionado diretamente com a diminuição do risco do desenvolvimento de 
doenças associadas ao acúmulo de radicais livres. 
■ Impedir a sua formação, principalmente pela inibição das reações 
em cadeia com o ferro e o cobre.
■ Intercepção dos radicais livres gerados pelo metabolismo celular 
ou por fontes exógenas
■ Reparo das lesões causadas pelos radicais;
■ Adaptação do organismo em resposta a geração desses radicais 
com o aumento da síntese de enzimas antioxidantes
Mecanismos de Proteção 
DEFESA 
ANTIOXIDANTE
O sistema de defesa enzimático inclui as enzimas:;
■ Superóxido Dismutase(SOD);
■ Catalase(CAT);
■ Glutationa Peroxidade(GSH-Px).
Essas enzimas agem por meio de mecanismos de prevenção, 
impedindo e/ou controlando a formação de radicais livres e 
espécies não-radicais.
Sistema Enzimático
Sistema Enzimático
Superóxido Dismutase(SOD)
■ Tem papel antioxidante fundamental;
■ Catalisa a dismutação do radical superóxido em H2O2 e O2;
■ Duas formas de SOD no organismo:
◂ Cu2+ e Zn2+ como centros redox ocorre no citosol sua atividade não é 
afetada pelo estresse oxidativo;
◂ Mn2+ como centro redox ocorre na mitocôndria sua atividade 
aumenta com o estresse oxidativo.
Sistema Enzimático
Catalase (CAT)
■ Eliminação do H2O2, quando existe aumento excessivo em sua concentração;
■ Dependente do Fe2+;
■ Utiliza exclusivamente o H2O2 como substrato, catalisando sua dismutação, 
formando H2O e O2;
■É encontrada no sangue, medula óssea, mucosas, rim e fígado;
■ Dependente de NADPH;
■ A catalase evita o acúmulo de metahemoglobina, resultante da oxidação da 
hemoglobina;
Sistema Enzimático
Glutationa reduzida (GSH), Glutation-peroxidase 
(GSH-Px) e glutationa redutase (GSH-Rd)
■ GSH pode ser considerada um dos agentes mais importantes do sistema 
de defesa antioxidante da célula;
■ Diminui a suscetibilidade à lesão renal decorrente da isquemia e 
reperfusão;
■ Atua como transportadora e reservatório da cisteína;
■ Participa da detoxificação de agentes químicos e da eliminação de 
produtos da lipoperoxidação;
■ A GSH em conjunto com a glutationa peroxidase (GSH-Px) e a glutationa 
redutase (GSH-Rd), e a presença de selênio na enzima seleno-cisteína 
denota a importância desse metal e sua atuação como antioxidante no 
organismo;
Sistema Enzimático
Glutationa reduzida (GSH), Glutation-peroxidase 
(GSH-Px) e glutationa redutase (GSH-Rd)
■ Também catalisa a dismutação do peróxido de hidrogênio em água e 
oxigênio, sendo que a glutationa opera em ciclos entre a sua forma 
oxidada e a sua forma reduzida, conforme equação:
Sistemas enzimáticos antioxidantes conforme sua 
ação biológica e seus sítios de ação
DEFESA 
ANTIOXIDANTE
■ O sistema de defesa não-enzimático inclui, especialmente, os compostos 
antioxidantes de origem dietética, entre os quais se destacam: vitaminas, minerais e 
compostos fenólicos.
■ O ácido ascórbico (vitamina C), o α-tocoferol(Vitamina E) e caratenóides (precursores 
da Vitamina A), são compostos vitamínicos potencialmente antioxidantes.
■ Entre os minerais destacam-se o zinco, cobre, selênio e magnésio.
■ O potencial antioxidante in vivo dos compostos não-enzimáticos depende de 
algumas variáveis, como: absorção e biodisponibilidade em condições fisiológicas, 
concentração plasmática ideal, tipos de radicais livres gerados no processo oxidativo, 
em qual compartimento celular foram gerados e como foram gerados.
Sistema Não - Enzimático
Sistema Não - Enzimático
Vitamina C
■ Comumente encontrado no organismo humano na forma de ascorbato, 
localizado nos tecidos orgânicos;
■ Participa de diversos processos metabólicos;
■ Atua como agente redutor, reduzindo metais de transição (em particular 
Fe3+ e Cu2+) presentes nos sítios ativos das enzimas ou nas formas livres 
no organismo;
■ Pode ser oxidado pela maioria das ERO e ERN;
■ Tendo em vista que o ascorbato reduz as ERO e ERN em espécies 
inofensivas e que os derivados do ascorbato são pouco reativos, esse 
age como antioxidante in vivo.
Sistema Não - Enzimático
Vitamina C
■ Pode reagir com superóxido e outros radicais livres e espécies 
reativas não radicais, e influenciar na biodisponibilidade do óxido 
nítrico (NO•);
■ Propriedades pró-oxidantes;
■ Indiretamente, o ascorbato pode induzir as reações de radicais 
livres;
■ Em função do Fe encontrar-se, na maior parte do tempo, ligado a 
proteínas de transporte ou armazenamento, em situação normal, as 
propriedades antioxidantes suplantam suas propriedades 
pró-oxidantes. 
Sistema Não - Enzimático
Vitamina C
■ As vitaminas C, E e o β-caroteno têm sido apontados como atuantes na 
prevenção de doenças crônicas, em especial doenças cardiovasculares 
(DCV) e câncer;
■ Acredita-se que a vitamina C estimule o sistema imunológico;
■ Uso tópico da vitamina C com benefícios fisiológicos diversos, tais como 
efeito anti-inflamatório, podendo ser usado em tratamento de 
dermatoses inflamatórias, doenças autoimunes e doenças 
fotossensibilizantes;
■ O ácido ascórbico possui a propriedade de estimular a síntese de 
colágeno, em um tratamento tópico prolongado de ácido ascórbico 
pode resultar na ativação da síntese de fibroblastos e diminuir as 
cicatrizes causadas pela idade. 
Sistema Não - Enzimático
Vitamina C
■ As vitaminas C, E e o β-caroteno têm sido apontados como atuantes na 
prevenção de doenças crônicas, em especial doenças cardiovasculares 
(DCV) e câncer;
■ Acredita-se que a vitamina C estimule o sistema imunológico;
■ Uso tópico da vitamina C com benefícios fisiológicos diversos, tais como 
efeito anti-inflamatório, podendo ser usado em tratamento de 
dermatoses inflamatórias, doenças autoimunes e doenças 
fotossensibilizantes;
■ O ácido ascórbico possui a propriedade de estimular a síntese de 
colágeno, em um tratamento tópico prolongado de ácido ascórbico 
pode resultar na ativação da síntese de fibroblastos e diminuir as 
cicatrizes causadas pela idade. 
Sistema Não - Enzimático
Tacoferóis
■ O α-tocoferol (vitamina E) é o principal antioxidante lipossolúvel nas 
membranas celulares;
■ A vitamina E é a principal responsável pela remoção dos radicais livres na 
membrana eritrocitária e tem o papel de interromper a propagação da 
lipoperoxidação;
■ Os Tacoferóis inibem a peroxidação eliminando os radicais de peróxido 
lipídico (LO2) muito mais rapidamente do que estes radicais podem reagir 
com cadeias laterais de ácidos graxos adjacentes
■ Os danos oxidativos podem ser inibidos pela ação antioxidante dessa 
vitamina, juntamente com a glutationa, a vitamina C e os carotenóides, 
constituindo um dos principais mecanismos da defesa endógena do 
organismo.
Sistema Não - Enzimático
Carotenóides
■ Precursores da Vitamina A;
■ Os carotenóides agem in vivo como desativadores do oxigênio 
singleto ou como sequestradores dos radicais peroxila, reduzindo a 
oxidação do DNA e lipídios, que está associada a doenças 
degenerativas;
■ A vitamina A é um fator importante no crescimento e na diferenciação 
celular
■ O β-caroteno, o mais importante precursor da vitamina A, está 
amplamente distribuído nos alimentos e possui ação antioxidante.
Sistema Não - Enzimático
Existe, ainda, uma série de outros antioxidantes não enzimáticos que participam da defesa contra as 
espécies reativas do oxigênio nos sistemas biológicos como, por exemplo, a ubiquinona, o ácido 
úrico, o zinco, a taurina, os flavonóides e outros compostos fenólicos de origem vegetal
■ Ubiquinona:
◂ Grande poder oxidante através do sequestro dos radicais livres e na desativação do radical ânion 
superóxido;
◂ Regeneração do tocoferol na membrana mitocondrial
■ Ácido Úrico:
◂ Encontra-se na forma de ânion urato, que é um antioxidante efetivo nos sistemas biológicos, 
capaz de proteger o DNA e lipídios de ERO e ERN, através da reação com os radicais peroxila 
(ROO∙) e NO2∙, gerando nitritos(NO2
 - ).;
◂ capaz de recuperar estruturas já atacadas que se tornaram radicais livres, e é responsável por 
estabilizar o ascorbato no plasma sanguíneo.
Sistema Não - Enzimático
■ Íons de metais de transição:
◂ Envolvidos em várias reações de radicais livres e frequentemente levam a geração de espécies 
muito reativas a partir de espécies menos reativas;
◂ O ferro ligado a proteínas não é normalmente disponível para estimular a formação de radicais 
livres, a menos seja liberado pelas proteínas. Desta forma, seu transporte e armazenamento 
(ferritina e transferrina) proporciona uma defesa antioxidante.
■ Zinco:
◂ Estudos in vivo: demonstram deficiência de zinco provoca lesões oxidativas relacionadas à ação 
de espécies reativas de oxigênio em animais e em humanos;
◂ Estudos in vitro: demonstram o antagonismo do zinco à formação de radicais livres em modelos 
bioquímicos e celulares;
◂ Essencial para a integridade e funcionalidade das membranas celulares;
◂ Contribui para a proteção antioxidante contra os efeitos de ruptura de membranas causados por 
oxidação de lipídios e proteínas, e preserva a integridade de canais iônicos, agindo assim como 
antagonista ao efeito adverso do íon Ca2+. 
Sistema Não - Enzimático
■ Compostos fenólicos: flavonóides:
◂ Os flavonóides possuem estrutura ideal para o sequestro de radicais, sendo 
antioxidantes mais efetivos que as vitaminas C e E;
◂ Podem inibir os processos da oxidação em certos sistemas.
■ Selênio::
◂ Níveis reduzidos de selênio nas células e tecidos tem como consequência 
concentrações menores da enzimaantioxidante glutationa peroxidase, 
resultando em maior suscetibilidade das células e do organismo aos danos 
oxidativos induzidos pelos radicais livres. 
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Seminário ministrado para registro 
parcial de Bioquímica I pelas alunas:
Caroline Santos Pereira e Paula 
Thayse Ramos da Cruz
OBRIGADA!
http://bit.ly/2Tynxth
http://bit.ly/2TyoMsr
http://bit.ly/2TtBDfr
■ Vizzotto, E. Radicais livres e mecanismos de proteção antioxidante. Disciplina de 
Fundamentos Bioquímicos dos Transtornos Metabólicos, Programa de Pós-Graduação em 
Ciências Veterinárias, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2017. 10p
■ BIANCHI, Maria de Lourdes Pires; ANTUNES, Lusânia Maria Greggi. Radicais livres e os 
principais antioxidantes da dieta. Rev. Nutr., Campinas , v. 12, n. 2, p. 123-130, Agosto 
1999 . Disponível em: 
<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-52731999000200001&lng
=en&nrm=iso>. acessado em 27 de outubro de 2020.
■ BARREIROS A. L. B. S.; DAVID J. M.; DAVID J. P. Estresse oxidativo: relação entre geração 
de espécies reativas e defesa do organismo Quim. Nova, v. 29, 113-123, 2006.
■ FERREIRA, A.L.A.; MATSUBARA, L.S.. Radicais livres: conceitos, doenças relacionadas, 
sistema de defesa e estresse oxidativo. Rev. Assoc. Med. Bras., São Paulo , v. 43, n. 1, p. 
61-68, Mar. 1997 . Available from 
<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-42301997000100014&lng
=en&nrm=iso> acessado em 27 de outubro de 2020.
■ BARBOSA, Kiriaque Barra Ferreira et al . Estresse oxidativo: conceito, implicações e fatores 
modulatórios. Rev. Nutr., Campinas , v. 23, n. 4, p. 629-643, Aug. 2010 . Available from 
<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-52732010000400013&lng
=en&nrm=iso>. acessado em 27 de outubro de 2020.
 REFERÊNCIAS
■ Seminário apresentado pela aluna NAILA CRISTINA BLATT DUDA na disciplina 
BIOQUÍMICA DO TECIDO ANIMAL, no Programa de Pós-Graduação em Ciências 
Veterinárias da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, no primeiro semestre de 2013. 
Professor responsável pela disciplina: Félix H. D. González.
■ Seminário apresentado pelo aluno FERNANDO KUSS na disciplina BIOQUÍMICA DO 
TECIDO ANIMAL, no Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias da 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, no primeiro semestre de 2005. Professor 
responsável pela disciplina: Félix H.D. González.
■ VASCONCELOS, T. B. de et al. Radicais livres e antioxidantes : proteção ou perigo?. 
UNOPAR Científica. Ciências Biológicas e da Saúde, v. 16, n. 3, p. 213-219, 2014.
 REFERÊNCIAS