Radicali liberi, ossigeno perossido di idrogeno terapia.

Radicali liberi, ossigeno perossido di idrogeno terapia.

Un radicale (spesso, ma inutilmente chiamato radicale libero) è un atomo o gruppo di atomi che hanno uno o più elettroni spaiati. I radicali possono avere carica positiva, negativa o neutra. Essi sono formati come intermedi necessari in una varietà di normali reazioni biochimiche, ma quando generato in eccesso o non adeguatamente controllati, radicali possono provocare disastri su una vasta gamma di macromolecole. Una caratteristica importante dei radicali è che hanno estremamente elevata reattività chimica, il che spiega non solo le loro attività biologiche normali, ma il modo in cui infliggere danni sulle cellule.

radicali di ossigeno

Ci sono molti tipi di radicali, ma quelli di maggior interesse in sistemi biologici sono derivati ​​da ossigeno, e noti collettivamente come specie reattive dell’ossigeno. L’ossigeno ha due elettroni spaiati in orbitali separati nel suo guscio esterno. Questa struttura elettronica rende ossigeno particolarmente suscettibili alla formazione di radicali.

riduzione sequenziale di ossigeno molecolare (equivalente ad aggiunta sequenziale di elettroni) porta alla formazione di un gruppo di specie reattive dell’ossigeno:

La struttura di questi radicali è mostrato nella figura seguente, insieme con la notazione usata per indicare loro. Notare la differenza tra ossidrile ione radicalico e idrossile, che non è un radicale.

Un altro radicale derivato da ossigeno è ossigeno singoletto. designato come 1 O2. Questa è una forma eccitata di ossigeno, in cui uno degli elettroni salti per un superiore assorbimento seguito orbitale di energia.

Formazione di specie reattive dell’ossigeno

radicali di ossigeno-derivati ​​sono generate costantemente come parte della vita aerobica normale. Si formano in mitocondri come l’ossigeno è ridotto lungo la catena di trasporto degli elettroni. Le specie reattive dell’ossigeno si formano anche come intermedi necessari in una serie di reazioni enzimatiche. Esempi di situazioni in cui i radicali di ossigeno vengono prodotte elevate quantità nelle cellule includono:

  • globuli bianchi come i neutrofili sono specializzate nella produzione di radicali di ossigeno, che vengono utilizzati nella difesa dell’ospite per uccidere gli agenti patogeni invasori.
  • Cellule esposte ad ambienti anormali quali ipossia o iperossia generare specie reattive dell’ossigeno abbondanti e spesso dannosi. Un certo numero di farmaci hanno effetti ossidanti sulle cellule e portare alla produzione di radicali dell’ossigeno.
  • Radiazione ionizzante è ben noto per generare radicali di ossigeno nei sistemi biologici. È interessante notare che gli effetti dannosi delle radiazioni sono più elevati nei tessuti ben ossigenate che nei tessuti carenti di ossigeno.

Effetti biologici delle reattive dell’ossigeno

E ‘meglio non pensare di radicali di ossigeno come "cattivo". Essi sono generati in un certo numero di reazioni essenziali per la vita e, come detto sopra, le cellule fagocitiche generare radicali per uccidere patogeni. Vi è anche una grande prova corpo indicando che i radicali dell’ossigeno sono coinvolti nella segnalazione intercellulare e intracellulare. Ad esempio, l’aggiunta di superossido e perossido di idrogeno per una varietà di cellule coltivate porta ad un aumento della frequenza della replicazione del DNA e la proliferazione cellulare – in altre parole, questi radicali funzionano come mitogeni.

Nonostante le loro attività benefiche, specie reattive dell’ossigeno chiaramente possono essere tossici per le cellule. Per definizione, radicali possiedono un elettrone spaiato, che li rende altamente reattivi e quindi in grado di danneggiare tutti macromolecole, tra lipidi, proteine ​​e acidi nucleici.

Perossidazione dei lipidi di membrana può avere numerosi effetti, tra cui:

  • maggiore rigidità della membrana
  • ridotta attività degli enzimi legati alla membrana (ad esempio sodio pompe)
  • attività alterata dei recettori di membrana.
  • permiability alterato

Oltre agli effetti sui fosfolipidi, radicali possono anche attaccare direttamente proteine ​​di membrana e indurre lipidi lipidi, lipidi e proteine ​​reticolazione proteina-proteina, i quali ovviamente hanno effetti sulla funzione della membrana.

I meccanismi per la protezione contro i radicali

Tre gruppi di enzimi svolgono un ruolo significativo nella protezione delle cellule dallo stress ossidativo:

superossido dismutasi (SOD) sono enzimi che catalizzano la conversione di due superossidi in perossido di idrogeno e ossigeno. Il vantaggio è che il perossido di idrogeno è sostanzialmente meno tossico che superossido. SOD accelera questa reazione disintossicante circa 10.000 volte sopra la reazione non catalizzata.

SOD sono enzimi contenenti metallo che dipendono da un manganese legato, rame o zinco per la loro attività antiossidante. Nei mammiferi, l’enzima contenente manganese è più abbondante nei mitocondri, mentre le forme di zinco o rame predominanti nel citoplasma. È interessante notare che, SOD sono inducibili enzimi – esposizione di batteri o cellule dei vertebrati a più alte concentrazioni di ossigeno risultati in un rapido aumento della concentrazione di SOD.

glutatione perossidasi è un gruppo di enzimi, il più abbondante che contengono selenio. Questi enyzmes, come catalasi, degradano il perossido di idrogeno. Inoltre riducono i perossidi organici agli alcoli, fornendo un’altra strada per eliminare ossidanti tossici.

In aggiunta a questi enzimi, glutatione transferasi, ceruloplasmina, hemoxygenase ed eventualmente diversi altri enzimi possono partecipare in controllo enzimatica di radicali di ossigeno e dei loro prodotti.

Tre antiossidanti non enzimatici di particolare importanza sono:

vitamina E è il principale antiossidante liposolubile, e svolge un ruolo fondamentale nel proteggere le membrane dal danno ossidativo. La sua attività principale è quello di intrappolare perossidico radicali nelle membrane cellulari.

Vitamina C o acido ascorbico è un antiossidante idrosolubile che può ridurre i radicali da una varietà di fonti. Sembra anche a partecipare a riciclare i radicali vitamina E. È interessante notare che la vitamina C funziona anche come un pro-ossidante in determinate circostanze.

In aggiunta a queste "tre grandi", Ci sono numerose piccole molecole che funzionano come antiossidanti. Esempi includono bilrubin, acido urico, flavonoidi e carotenoidi.

Ultimo aggiornamento 16 agosto 2003

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