Ros
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Health & Medicine
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RADICALI LIBERI (RL)
O
SPECIE REATTIVE DELL’OSSIGENO (ROS)
In medicina vengono chiamati radicali
liberi anche i ROS
ROS
Definizione
Le specie reattive dell’ossigeno
comprendono:
-Forme parzialmente ridotte
dell’ossigeno (RL)
-Specie chimiche ad alta reattività
RADICALE LIBERO
Definizione
Specie chimica capace di esistenza
autonoma contenente uno o più elettroni
spaiati nell’orbitale più esterno
ELEVATA instabilità →→ REATTIVITA’
R
ELEVATA instabilità →→ REATTIVITA’
Sottrarre l’elettrone da altre molecole
R + X-H R-H + X propagazione
R + X R-X termine
Formazione di ROS = processo fisiologico
ROS
RL
SuperossidoRadicale idrossile
non radicali
Acqua ossigenataIpoclorito
Ossido NitricoOssigeno singoletto
ROS:
Come si formano ?
ANIONE SUPEROSSIDO O2-∙
mitocondri
La sua formazione avviene spontaneamente in ambienti
particolarmente ricchi di ossigeno
ACQUA OSSIGENATA H2O2
perossisomi
SODReazione di
dismutazione
Mono-amino-ossidasi (MAO)
RADICALE OSSIDRILE OH-∙
2
_
+
•
•
•
•
OH-∙
Acido arachidonico Carbonio radicalico
+O2
ROO∙
Radicale perossilipidico
MDA ROO∙ + RH ROOH + R→ ∙ Perossilipide stabile
Malonildialdeide
2
OSSIGENO SINGOLETTO 1O2
IPOCLORITO ClO-
OSSIDO NITRICO NO
eNOS
EFFETTI . anti-aggreganti . anti-infiammatori. anti-ipertensivi . controllo dell’apprendimento e della memoria. modulazione delle secrezioni e della motilità. modulazione del tono della muscolatura liscia bronchiale
eccessiva produzione di anione superossido – comportano la conversione dell’NO in perossinitrito, una forma radicalica alla quale è legata la tossicità del mediatore primario
ROS:
da dove provengono ?
Consumo di ossigeno nei mitocondriOssidazioni di molecole (es. adrenalina, noradrenalina)Produzioni da reazioni enzimatiche (es. xantine ossidasi) RADICALE SUPEROSSIDO O2-∙
FONTI ENDOGENE
PerossisomiReazioni SOD-dipendentiProduzione da reazioni enzimatiche (es. MAO)Ossidazione acidi grassi PEROSSIDO DI IDROGENO H2O2 Reazioni ossidoriduttive dell’H2O2In presenza di ferro liberoRADICALE OSSIDRILE ∙OH
Fagociti→→→ BURST OSSIDATIVO
Aumento della temperatura corporeaAumento delle catecolammineProduzione di acido latticoIpossia-riossigenazione
FAGOCITI
FONTI ESOGENE
FumoSmogRaggi UVFerro e Rame negli alimenti
= 1015 ROS e RL
=
ROS:
tossicità ?MAGGIOR REATTIVITA’ = MAGGIOR TOSSICITA’
Velocemente inattivato dalla SODNo reazioni di propagazione
Velocemente inattivato dalle CAT e GSHPossibili reazioni di propagazione
Tra i ROS è la molecola più tossicaInnesca perossidazione radicalica in tutte le celluleDanneggia tutte le molecoleReazioni di propagazioneNo meccanismi di inattivazione endogena
DANNI INDOTTI DAI ROS
Danneggiano proteine, lipidi e DNA
Danneggiano proteine, lipidi e DNA
ROS:
Sistemi di difesa
SISTEMI SCAVENGER
Presenti nell’organismo:ENDOGENI
- Catalasi-Superossidodismutasi (SOD):
-Glutatione perossidasi
Coenzima Q10Ac. UricoBilirubina (prodotti di scarto)
Riciclo del glutatione ossidato:G-S-S-G + NADPH + H+ 2 GSH + NADP+
(NADPH dalla via dei pentoso fosfati)
SISTEMI SCAVENGER – spazzini di radicali
La glutatione perossidasi è un enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, che catalizza la seguente reazione:
L'enzima è una proteina contenente un residuo di selenocisteina.
GLUTAMMICO
CISTEINA
GLICINA
RIDOTTO
OSSIDATO
Il glutatione è un forte antiossidante, sicuramente uno dei più importanti tra quelli che l'organismo è in grado di produrre.
Rilevante è la sua azione sia contro i radicali liberi o molecole come perossido di idrogeno, nitriti, nitrati, benzoati e altre.
Svolge un'importante azione nel globulo rosso, proteggendo tali cellule da pericoli ossidativi che causerebbero l'emolisi. Elemento importante per il suo funzionamento è il NADPH.
Il glutatione è un forte antiossidante, sicuramente uno dei più importanti tra quelli che l'organismo è in grado di produrre.
Rilevante è la sua azione sia contro i radicali liberi o molecole come perossido di idrogeno, nitriti, nitrati, benzoati e altre.
X
Contenuti negli alimenti:-Vit. C (idro), E (lipo), A (lipo), manganese, rame, zinco, selenio- Flavonoidi (uva mele cipolle) -polifenoli (cavolo, pomodoro, peperone, prezzemolo) - catechine (tè verde, frutti in bacche). -Terpeni (cavolo, agrumi, basilico, peperoni)- es. Resveratrolo (vino rosso), licopene (pomodoro).
RDA: Manganese 2 mg*, Rame 1.5 mg* (tossico da 10), Zinco15 mg (tossico a 75), Selenio 50 microgrammi (tossico almeno da 700)* stimata
SISTEMI SCAVENGER – spazzini di radicaliNON Presenti nell’organismo:ESOGENI
( Vit. E )
RDA 8 mg/die. Più precisamente il fabbisogno andrebbe riferito al contenuto di grassi poliinsaturi della dieta.Scarsamente tossica. Tollerata almeno fino a 2000 mg/die.Svolge azione antiossidante Contenuto in 100 g di parte edibile (mg)-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Vitamina E fegato di bue 0,5
sardine sott’olio 4.3burro 0,2olio di semi 4,7-----------------------------------------------------------------------------------------carote 0,4-----------------------------------------------------------------------------------------albicocche 0,9
mandorle 11,5
3 noci/die2 mandorle/die
VITAMINA E– tocoferolo
(Acido Ascorbico, L-ascorbato)
Parecchi studi mostrano che vit.C diminuisce durante esercizio fisicoRicerche mostrano che 600 mg vit. C a maratoneti diminuiscono l’incidenza di infezioni dei tratti respiratori superiori. Alcuni studi mostrano anche un effetto ergogenico.Necessità Normali: 60 mg/die.Allenamento quotidiano: 100 mgSport che richiedono sforzi prolungati: fino a 500mgQuantità superiori vengono eliminate con le urine
Fonti principali Contenuto in 100 g di parte edibile (mg)
-----------------------------------------------------------------------------------------------------Vitamina C peperoni 151
broccoletti di rape 110spinaci 54pomodori maturi 25fragole 54------------------------------------------------1kiwi 85 1arancia 501mandarino 421 pompelmo 56
VITAMINA C– ascorbato
La vitamina C previene il raffreddore
E’ una diceria. Non esistono studi che dimostrano una simile capacità
Esiste una soglia renale ( similmente al glucosio)Il suo metabolismo produce ossalato (calcoli)
Elim.urine
Presente come tale o come precursori non vitaminici (caroteni). Il contenuto totale viene espresso come retinolo-equivalenti (RE). RDA 1000 REVit. A ha azione antiossidante- Deve essere sconsigliato il sovradosaggio perché si accumula. Un eccesso porta a diminuzione della densità ossea e aumento del rischio di fratture dell’anca. Effetti teratogeni sul feto.I precursori (caroteni) sono deboli antiossidanti in vivo e possono essere pro-ossidanti nei polmoni. Gli sportivi nelle grandi città dovrebbero introdurre meno carotene con gli alimenti.
Contenuto in 100 g di parte edibile (µg R.E.) -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Vitamina A fegato bovino 16.500
sardine sott’olio 20 burro 960
olio di semi 0 -----------------------------------------------------------------------------------------carote 1148zucca 599spinaci 485indivia 213pomodori maturi 135-----------------------------------------------------------------------------------------
albicocche 360cachi 237melone 189
VITAMINA A– retinolo
Le vitamine funzionano da catalizzatori, cioè aumentano la velocità delle reazioni biochimiche senza essere consumate. Questo ultimo fatto spiega perché sono necessarie solo in piccola quantità. Infatti non si dispone di dati che comprovano la necessità effettiva di un supplemento vitaminico nello sportivo. Infatti si ritiene che le maggiori necessità di vitamine possano essere già compensate dalle maggiori quantità di alimenti introdotti dallo sportivo.
In caso di impegni particolarmente gravosi si può integrare con vitamine C, E, A, B12-folico.
BILANCIO OSSIDATIVO:
Fattori ossidanti = difese antiossidanti
STRESS OSSIDATIVO:
Fattori ossidanti >> difese antiossidanti
ROS:
Implicazioni patologiche
La maggior parte delle patologie e
dell’invecchiamento degli esseri viventi
sono causati da processi chimici
ossidativi, dovuti ad una ECCESSIVA
produzione di radicali liberi.
Eccesso di ROS →→→ STRESS OSSIDATIVO
Contribuiscono all’invecchiamento e malattie degenerative della vecchiaia: tumori, malattie cardiocircolatorie, cataratta, disfunzioni cerebrali, diminuzione delle difese immunitarie
Le proteine presenti negli occhi mostrano un aumento di solfossido di metionina col passare degli anni e le proteine nelle cataratte umane presentano più del 60% dei loro residui di metionina ossidati. Le cavie gravide private di glutatione, il più importante antiossidante solfidrilico delle cellule, producono una prole affetta da cataratta. La più promettente strategia di prevenzione contro questa patologia consiste nell'aumentare il consumo di antiossidanti nelle dieta e nel ridurre il fumo.
Brain = 2% del peso corporeo
Brain = consuma 20-25% di tutto l’ossigeno inspirato
Danno microvascolare => attivazione fosfolipasi C
Accumulo e attivazione di neutrofili
Emolisi
Riduzione ossigeno (ipossia)
CHCH33-CH-CH22-OH-OH0-5%0-5% entra nelle cellule entra nelle cellule della mucosa gastrica della mucosa gastrica nel primo tratto GInel primo tratto GI
85-98%85-98% viene viene metabolizzato metabolizzato nel fegatonel fegato
2-10%2-10% viene escreto viene escreto attraverso polmoni e attraverso polmoni e renireni
RADICALI LIBERI E PATOLOGIE EPATICHERADICALI LIBERI E PATOLOGIE EPATICHE
10-20%10-20%
Nel caso di intossicazione acuta di etanolo, è probabile che
l’eccesso di acetaldeide che si forma venga ossidata da alcuni
enzimi alternativi (xantina-ossidasi) con produzione di anione
superossido.