domingo, 2 de novembro de 2008

O que são Radicais Livres ?

A teoria que rege os radicais livres surgiu em 1954, com o Dr. Denham Harmon, que foi o precursor da teoria do envelhecimento como conseqüência da ação dos radicais livres no organismo. Embora possam ser eliminados pelo organismo saudável, muitos são subprodutos do metabolismo celular humano normal, enquanto outros são decorrentes de dietas inadequadas como, da exposição à substâncias tóxicas, etc. Seus efeitos sobre a saúde abrangeria também todas as doenças que nos afligem.
Recorrendo à bioquímica, observamos que as moléculas são constituídas por átomos unidos através de ligações químicas formadas por um par de elétrons. Quando as ligações químicas se desfazem, cada fragmento molecular passa a conter um único elétron em sua órbita externa, agora não pareado e ávido por estabelecer nova ligação. Estes fragmentos carregados, instáveis e reativos constituem os radicais livres. Portanto, o termo radical livre é freqüentemente usado para designar qualquer átomo ou molécula com existência independente, contendo um ou mais elétrons não pareados, nos orbitais externos. Isto determina uma atração para um campo magnético, o que pode torná-lo altamente reativo, capaz de reagir com qualquer composto situado próximo à sua órbita externa, passando a ter uma função oxidante ou redutora de elétrons. Os radicais livres atuam como catalisadores, ou pontes, para desencadear reações químicas ou modificações em outras moléculas.
Cada radical livre é capaz de procurar um parceiro rompendo sua ligação química, para se grupar. Nessa busca desenfreada por novos parceiros os radicais livres destroem enzimas, atacam células, motivando nelas sérios danos estruturais ocasionando, como conseqüência, seu mau funcionamento e até a morte celular.


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Postado por Gabriel Vieira

Fontes dos Radicais Livres

Existem dois tipos de fontes de radicais livres, que podem se enquadar como endógenas, quando produzidas pelo próprio organismo como produto de uma determinada reação metabólica, ou exógenas, quando são porvenientes das condições do meio externo ao sistema biológico.

.Endógenas: As fontes endógenas geradoras de radicais livres incluem as mitocôndrias e a atividade de algumas enzimas como xantina oxidase, citocromo P450-oxidase, monoaminooxidases, as enzimas envolvidas na via de produção de prostaglandinas e tromboxanos, e a NADPH-oxidase da membrana plasmática de macrófagos. Podem também ser gerados nos peroxissomo e leucócitos.

.Exógenas: As fontes exógenas geradoras de radicais livres incluem tabaco, poluição do ar, solventes orgânicos, a dieta, anestésicos, pesticidas e radiações gama e ultravioleta.

Postado por Gabriel Vieira

Produção de Radicais Livres

Os radicais livres são átomos ou moléculas produzidas continuamente durante os processos metabólicos e atuam como mediadores para a transferência de elétrons em várias reações bioquímicas, desempenhando funções relevantes no metabolismo. As principais fontes de radicais livres são as organelas citoplasmáticas que metabolizam o oxigênio, o nitrogênio e o cloro, gerando grande quantidade de metabólitos. Podem ser gerados no citoplasma, nas mitocôndrias ou na membrana plasmática, e o seu alvo celular (proteínas, lipídeos, carboidratos e DNA) está relacionado com o seu sítio de formação. Entre as principais formas reativas de radicais livres, são incluídos:

.O2 - Ânion Superóxido
: Produzido pela cadeia de transporte de elétrons. Pode gerar radicais hidroxil pela reação de Haber Weiss.
.H2O2 - Peróxido de Hidrogênio: Não é um radical, mas um agente oxidante e, na presença de Fe2+ ou outro metal de transição, gera radical hidroxil pela reação de Fenton. Formado pela β-oxidação de ácidos graxos de cadeia muito longa nos peroxissomos.
.OH• - Radical Hidroxil: É a espécie mais reativa. Não há enzima que catalise a sua remoção. Formado pelas reações de Haber-Weiss e Fenton, e por incidência de radiação na molécula de água.
.Radical Peroxil e Radical Alcoxil: peroxidação de lipídios.


.Ânion Hipoclorito (OCl-): produzido pelas células fagocitárias pela ação da enzima mieloperoxidase. Não é um radical, porém é um poderoso oxidante e tem papel importante na fagocitose.
.Oxigênio Singlet (1O2): não é um radical, reage com as cadeias laterais de ácidos graxos poliinsaturados nos lipídios de membrana para formar peróxidos. Produzido quando o oxigênio recebe uma grande quantidade de energia.



Óxido Nítrico: O óxido nítrico é formado, principalmente, pela ação da óxido nítrico sintetase. Esta molécula age no sistema imunológico, nos mecanismos de microbicidas e de citoxidade.
Íons nitrosônio(NO+) e nitroxila(NO-)


Postado por Gabriel Vieira

Medição dos Radicais Livres

Apesar de os métodos diagnósticos ainda conterem algumas limitações, é possível ter uma noção do nível de RL por meio de exames laboratoriais que utilizam, preferencialmente o sangue ou por observação microscópica, incluindo as medições indiretas de metais pesados que agem como intermediários na produção de Radicais Livres.
Os Radicais Livres de Oxigênio (RLO) são difíceis de se detectar nos ensaios experimentais pela sua meia vida extremamente curta. Para superar essa dificuldade técnica, muitos métodos têm surgido baseados na detecção de produtos estáveis formados pela ação dos RLO em substratos específicos.
Os hidroperóxidos são os produtos estáveis formados durante a peroxidação de lipídios insaturados, como ácidos graxos e colesterol. Entre os métodos disponíveis para a detecção dos hidroperóxidos, destacam-se o TBARS e o método químico FOX (ferrous oxidation in xylenol orange).
O método TBARS é um dos mais utilizados para estudos de peroxidação lipídica, e é baseado na reação do malondialdeído com o ácido tiobarbitúrico. É um método simples e sensível para mensuração da peroxidação lipídica, embora não seja muito específico.
O método químico FOX destaca-se pela sua simplicidade, baixo custo, e várias vantagens técnicas. O método FOX é baseado na oxidação do Fe+2 (sulfato ferroso amoniacal) a Fe+3 pelos hidroperóxidos em meio ácido. Na presença de hidroperóxido forma-se um complexo químico entre o íon ferro e a substância xilenol orange, produzindo cor azul-púrpura. Este método mostra-se apropriado para estudos com amostras biológicas, como a medida de hidroperóxidos em membranas de eritrócitos, hepatócitos, ou outros tipos celulares.

Postado por Gabriel Vieira

Ação dos Radicais Livres

Os radicais irão causar alterações nas células, agindo diretamente sobre alguns componentes celulares. Os ácidos graxos poliinsaturados das membranas, por exemplo, são muito vulneráveis ao ataque de radicais livres. Estas moléculas desencadeiam reações de oxidação nos ácidos graxos da membrana lipoprotéica, denominadas de peroxidação lipídica, que afetarão a integridade estrutural e funcional da membrana celular, alterando sua fluidez e permeabilidade. Além disso, os produtos da oxidação dos lipídios da membrana podem causar alterações em certas funções celulares. Os radicais livres podem provocar também modificações nas proteínas celulares, resultando em sua fragmentação, cross linking, agregação e, em certos casos, ativação ou inativação de certas enzimas devido à reação dos radicais livres com aminoácidos constituintes da cadeia polipeptídica. A reação de radicais livres com ácidos nucléicos também foi observada, gerando mudanças em moléculas de DNA e acarretando certas aberrações cromossômicas . Além destes efeitos indiretos, há a ação tóxica resultante de altas concentrações de íon superóxido e peróxido de hidrogênio na célula.







  • Reação dos Radicais Livres com Proteínas

A oxidação dos aminoácidos pelos Radicais Livres (RLs) induz mudanças físicas nas proteínas que eles compõem, que são distribuídas em três categorias: fragmentação, agregação e suscetibilidade à digestão proteolítica.
O fenômeno da fragmentação devido aos RLs foi documentado com a albumina e o colágeno. As proteínas são seletivamente fragmentadas nos resíduos de prolina (radical hidroxila), bem como nos aminoácidos histidina e arginina (que estão em íntima associação com os metais de transição). O radical hidroxila pode ser o principal responsável pela agregação das proteínas, devido a sua capacidade de formar ligações cruzadas entre elas.
A degradação proteolítica é o resultado das alterações grosseiras da conformação protéica que podem ocorrer pela ação dos RLs.





  • Reação dos Radicais Livres com Lipídios

Estudos in vitro têm demonstrado que a peroxidação de ácidos graxos poliinsaturados usualmente envolve três processos operacionalmente definidos: iniciação, propagação e terminação.A fase da iniciação ocorre com a formação de um conjugado dieno pela subtração de um átomo de hidrogênio pelo RLO com reatividade suficiente.A fase de propagação da peroxidação lipídica decorre da interação do oxigênio molecular com o carbono, com formação do radical hidroperóxido, que subtrai hidrogênio de outras moléculas de lipídio, resultando no hidroperóxido lipídico.Com a ajuda de metais catalíticos, a decomposição dos hidroperóxidos resulta na formação dos radicais alcoxil e peroxil que podem iniciar uma reação em cadeia, propagando a peroxidação lipídica.A seguinte seqüência de reações ilustra o fenômeno:

Lípide - H + *OH à *Lípide + H2O (fase de iniciação)

*Lípide + O2 à *Lípide - O2 (formação de hidroperóxido)

*Lípide - O2 + Lípide - H à *Lípide + Lípide - H2O ( hidroperóxido lipídico)

A peroxidação lipídica é a maior fonte de produtos citotóxicos, como os aldeídos, produzidos pela decomposição de hidroperóxidos. Os principais ácidos graxos que sofrem peroxidação lipídica na célula são o linoleico, o araquidônico, e o docosahexanóico, além de outros ácidos graxos poliinsaturados.






  • Modificação do Genoma

Foram observados aproximadamente 20 tipos de alterações oxidativas do DNA pela ação dos Radicais Livres. O nível de dano estimado atinge de 8 a 83 resíduos/106 de desoxiguanosina, aumentando com a idade, no fígado, rim e baço, mas não no cérebro.A lesão do DNA mitocondrial merece destaque, pois a mitocôndria é a fonte mais importante de Radicais, e o seu DNA está exposto a níveis altos de radicais livres. Por este motivo, o DNA mitocondrial parece ser o alvo preferencial para muitos xenobióticos químicos carcinogênicos. A lesão do DNA induzida pelo radical hidroxila inclui alterações de bases e quebra da molécula. Dos cinco principais componentes do DNA, a timina e a citosina são as bases mais suscetíveis aos danos causados pelo ataque do radical hidroxila, seguidas pela adenina, guanina e o açúcar desoxirribose.

Postado por Gabriel Vieira

Os benefícios dos radicais livres

Os radicais livres apresentam importante papel no sistema imunológico, apresentam ação bactericida, fungicida, virótica, agindo como uma espetacular barreira de defesa do organismo frente à presença de microorganismos. Nesses casos os radicais livres são liberados pelos glóbulos brancos, que são estimulados a defender o organismo frente a processos infecciosos.

Eles também são utilizados terapeuticamente para acelerar a liberação do oxigênio ligado à hemoglobina nos glóbulos vermelhos do sangue, para o interior dos tecidos favorecendo as atividades metabólicas dos mesmos, muito importante nos exercícios físicos aeróbicos.
Há ainda benefícios no processo de coagulação sangüínea, cicatrização e ação na ereção peniana em humanos.


  • Óxido nítrico, um radical muito importante:

    Diferentes radicais livres, em quantidades limitadas, atuarão como agentes benéficos e essenciais em diversos processos metabólicos. Dentre os vários radicais fundamentais ao organismo destaca-se o óxido nítrico (NO). Ele é formado, principalmente, pela ação da óxido nítrico sintetase. Este óxido possui a função de: vasorrelaxamento dependente do endotélio; citotoxicidade, mediada por macrófagos; adesão e agregação plaquetária; relaxamento do corpo cavernoso peniano humano; regulação da pressão sangüínea basal etc.
    A atividade do NO foi relatada em endotélio, cerebelo, trato gastrointestinal, nervos não adrenérgico não colinérgico (NANC), macrófagos, neutrófilos, rins, células epiteliais pulmonares, mucosa gastrintestinal e miocárdio. No cérebro, o NO participa do aprendizado e da memória e pode mediar respostas excitatórias a certos aminoácidos. No trato gastrointestinal, o NO medeia o relaxamento não adrenérgico não colinérgico da musculatura longitudinal e circular do esfíncter esofagiano, estômago, duodeno, intestino delgado e esfíncter anal interno. No sistema reprodutor, o NO controla o relaxamento da musculatura lisa do corpo cavernoso peniano e seus vasos sangüíneos aferentes. Esse relaxamento muscular e vascular leva à tumescência vascular necessária à ereção.


A síntese do NO resulta da oxidação de um dos dois nitrogênios guanidino da L-arginina, que é convertida em L-citrulina. Esta reação é catalisada pela enzima NO-sintase (NOS). Uma variedade de isoformas de NOS tem sido purificada em diferentes tecidos de mamíferos e muitas já tiveram seus genes clonados. Estudos bioquímicos e análise seqüencial de aminoácidos revelaram que estas isoformas representam uma família de proteínas e, aparentemente, são produtos de três genes distintos. Assim, as isoformas da NOS são agrupadas em duas categorias, a NOS constitutiva (c-NOS), dependente de íons cálcio (Ca++) e de calmodulina, que está envolvida na sinalização celular, e a NOS induzível (i-NOS), produzida por macrófagos e outras células ativadas por citocinas. A isoforma constitutiva compreende a NOS neuronal (n-NOS, tipo I), presente normalmente nos neurônios, e a NOS endotelial (e-NOS, tipo III), presente normalmente nas células endoteliais vasculares e nas plaquetas.


Como há mecanismos de produção de NO nas plaquetas, o NO está envolvido no mecanismo de coagulação, ele inibi a adesão e agregação plaquetária. Por isso a deficiência de NO foi associada com trombose arterial.

Em 1980, FURCHOGOTT E ZAWADZKI, demonstraram que o relaxamento vascular induzido por acetilcolina era dependente da presença do fator de relaxamento dependente do endotélio (EDRF). Em 1987 foi demonstrado que esse fator de relaxamento derivado do endotélio era o radical livre NO. O óxido nítrico foi escolhido como a molécula do ano de 1992.

O óxido nítrico pode ser um oxidante ou um redutor dependendo do meio em que ele está e é rapidamente destruído pelo oxigênio, sendo que sua oxidação produz nitrito e nitrato. O NO tem o menor peso molecular de qualquer produto de secreção celular de mamíferos; sua meia-vida é curta e a especificidade de suas reações é mínima. O NO é citotóxico e vasodilatador e modula reações inflamatórias ou antiinflamatórias, dependendo do tipo celular e do estímulo.
A molécula do NO tem um elétron não pareado e reage facilmente com oxigênio, radical superóxido, ou metais de transição, como ferro, cobalto, manganês ou cobre. O NO tem alta afinidade com o heme, encontrado em proteínas intracelulares (óxido nítrico-sintase, cicloxigenase e guanilato ciclase).

São os NO resultantes da ativação da i-NOS que possuem ação citotóxicas. Parece que o NO exerce maior efeito na imunidade inespecífica do que na específica, exibindo atividade citostática contra uma notável amplitude de microorganismos patogênicos.



Várias células utilizam a arginina para sintetizar o óxido nítrico. O NO atravessa, então, o espaço do endotélio para o músculo liso vascular e estimula diretamente a enzima guanilato ciclase solúvel e a conseqüente formação de cGMP (monofosfato cíclico de guanosina) intracelular, o mecanismo de relaxamento envolve a diminuição da entrada de Ca++ para a célula, a inibição da liberação de Ca++ do retículo endoplasmático e o aumento do seqüestro de Ca++ para o retículo endoplasmático.

  • A morte programada da célula

Os radicais livres ainda estão associados ao mecanismo de apoptose. Apoptose corresponde à morte celular programada. É a autodigestão controlada por ativação de proteases endógenas resultando numa diminuição celular e condensação nuclear a qual resulta numa fragmentação do DNA. Os radicais livres do oxigênio estão envolvidos diretamente nesse processo. Necessitamos de quantidades corretas de radicais livres no organismo para ativar os mecanismos que promovem a apoptose e a inibição do crescimento tumoral. As pessoas com sistema endógeno de defesa antioxidante não muito eficaz estarão mais sujeitas às doenças provocadas pelas espécies reativas tóxicas do oxigênio (ERTO), são mais propensas a desenvolver câncer, via lesão do DNA. O uso de antioxidantes diminuirá a incidência de câncer nestas pessoas. Aquelas com sistema endógeno de defesa antioxidante muito eficaz apresentam baixos níveis de radicais livres e são mais propensas ao câncer, por outro motivo: menor eficácia de provocar apoptose das células transformadas (células pré cancerosas e células cancerosas). O uso de antioxidantes nestas pessoas aumenta ainda mais a incidência de câncer por abolir a apoptose.



Alguns eventos fisiológicos, adaptativos e patológicos envolvem apoptose na regulação celular. São eles:

- o desenvolvimento embrionário, quando ocorre destruição programada de células durante a embriogênese;


- a renovação de células epiteliais e hematopoiéticas, quando ocorre deleção celular em populações proliferativas;


- a involução cíclica dos órgãos reprodutivos da mulher e a atrofia induzida pela remoção de fatores de crescimento ou hormônios, quando ocorre involução hormônio-dependente em adultos ou crianças;


- a involução de alguns órgãos e a organogênese;


- a regressão de tumores por morte celular programada, uma vez detectada alguma falha no pareamento de bases do DNA;


- a atrofia patológica de órgãos após obstrução de ductos e a injúria celular devido a infecção viral;


- a morte de neutrófilos na reação inflamatória aguda, além da morte de células T e B na deleção de citocinas e da morte celular induzida por linfócitos T citotóxicos;


- em injúrias causadas pelo calor, radiação, fármacos antineoplásicos e hipóxia.












Postado por Raquel Borges

Antioxidantes

Para evitar os danos causados pelo Raicais Livres (RLs), o organismo desenvolveu vários mecanismos de defesa, isto é potenciais de neutralização dos RLs chamados antioxidantes. As defesas antioxidantes protegem os tecidos e líquidos corpóreos da lesão causada pelos RLs produzidos pelo metabolismo normal, pela resposta à inflamação e às doenças, ou provenientes de fontes externas. Eles estão em permanente atividade no organismo, visto que a produção de RLs também é costante. O grupo dos antioxidantes é constituído por ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa, substâncias hidrossolúveis e enzimas, alguns derivam principalmente da dieta, como no caso das vitaminas E, C, do beta caroteno, Zn e Se.
O mecanismo de ação dos antioxidantes é bem variado, desde a remoção do oxigênio do meio, varredura dos RLs, sequestro dos metais catalizadores da formação de RLs, aumeto da geração de antioxidantes endógenos ou mesmo a interação de mais de um mecanismo.



Os antioxidantes podem ser classificados como enzimáticos e não enzimáticos, conforme a estrutura do agente antioxidante. Ainda conforme a ação sobre os RLs, o antioxidante pode ser denominado de scavenger, quando ele age transformando um RL em outro menos reativo, ou quencher, quando consegue neutralizar completamente o RL através da absorção de toda a energia de excitação.

O sistema enzimático é o primeiro a agir, evitando o acúmulo de ânion radical superóxido e do peróxido de hidrogênio. O sistema enzimático é formado por diversas enzimas, destacando-se a superóxido dismutase (SOD), a catalase (CAT) e a glutation peroxidase (GPx).
A superóxido dismutase (SOD) age transformando dois ânios radicais superóxidos em um peróxido de hidrogênio, possui meia vida curta( menos de 10 min). A SOD pode ocorrer de três fomas dependendo do metal associado a ela (Cu e Zn no citoplasma de eucariontes, Mn na matriz mitocondrial e Fe em bactérias).
A glutation peroxidase (GPx) é uma enzima licalizada no citosol e na matriz mitocondrial que reduz o peróxido de hidrogênio e hidropeptídeos orgânicos utilizando o glutation (GSH), um tripeptídeo de ácido α-glutâmico, cisteína e glicina. Este atua como co-substrato da GPx, com propriedade de doador de elétrons, a qual poderá ser regenerada atravez da glutation redutase(GR) com transferência de hidrogênio do NADPH. Neste processo são transferidos dois hidrogênios dos grupamentos sulfidrila para os peróxidos, transformando-os em ácool e/ou água, resultando em glutation dissulfeto (GSSG). A GPx geralmente ocorre associada ao Se, mas pode ocorrer independente do mesmo. Os principais locais de ação da GPx são o fígado e ertitrócitos, podendo ocorrer no coração, pulmões e músculo.


Outro antioxidante enzimático é a catalase, que também age sobre o peróxido de hidrogênio tranformando-o em água e oxigênio. Está localizada nos peroxissomos, tendo por isso ação diminuta em órgãos como o coração e o cérebro, pois eles possuem relativamente poucos peroxissomos. Nesses órgãos a ação antioxidante por esta enzima ocorre quando os RLs atingem a circulação sanguínea, através da catalase eritrocitária.

A outra parte da defesa contra agentes oxidativos é a defesa não enzimática. Estas podem ser divididas em antioxidantes hidrofílicos (glutation, vitamina C, indóis, catecóis) e lipofílicos (bioflavonas, vitamina A, vitamina E). Entre os primeiros a vitamina C tem ação como scavenger e também regeneradora da vitamina E (tocoferol). Como a vitamina C é hidrossolúvel, possui maior ação no plasma sanguíneo, enquanto a vitamina E, lipossolúvel, tem maior ação em membranas celulares. O ácido úrico tembém tem ação antioxidante pela capacidade dos uratos de sequestrar RLs. Os estrógenos também são considerados antioxidantes pela sua ação como scanvengers, inibindo a oxidação lipídica das lipoproteínas de baixa densidade (LDL).
Já os carotenóides são um grupo de compostos onde se destacam os β-carotenos, precursores da vitamina A, e o licopeno, que dá a cor avermelhada ao tomate, melancia, uva, etc. Na circulação, junto com as lipoproteínas absorvidas na superfície intestinal, os carotenóides agem como sequestradores de lipoperóxidos, principalmente.
O ácido ascórbico (vitamina C) tem ação antioxidante não enzimática através do ascorbato, que tem propriedade doadora de elétrons. Sua estrutura está representada abaixo:
Há também os antioxidantes sintéticos, que são compostos produzidos em laboratórios, em sua maioria semelhantes ou iguais aos naturais, que possuem ação contra agentes oxidativos. Entre estes estão alguns compostos fenólicos cujas estruturas sao observadas abaixo:

A fonte da maioria dos antioxidantes não enzimáticos é a alimentação. Eles estão presentes principalmente em furtas, verduras e legumes, por isso uma alimentação balanceada é extremanente importante para o bom funcionamento dos mecanismos antioxidantes do nosso organismo.
Postado por Júnio Donizette
referência bibliografica: www6.ufrgs.br/bioquimica/posgrad/BTA/oxid_antiox.pdf