Utente:Maria Giovanna Gavin/Sandbox
Meccanismi di rimozione delle ROS
modificaLa formazione delle ROS è normale all’interno della cellula, di conseguenza gli organismi hanno sviluppato molteplici meccanismi per tenerne sotto controllo la concentrazione. Questi sistemi antiossidanti possono essere di due tipi:
- antiossidanti intracellulari:
- enzima superossido dismutasi (SOD): catalizza la trasformazione di due radicali superossido in una molecola di O2 e una di H2O2; [1]
- enzima catalasi: catalizza la formazione di una molecola di O2 e due di H2O partendo da due molecole di H2O2;[1]
- enzima glutatione perossidasi: sfrutta il glutatione per ridurre la H2O2 a H2O o le ROOH a ROH; [2]
- sostanze assunte da integratori:
- vitamine antiossidanti: A, E e C [3]
- flavonoidi e bioflavonoidi;[4]
- carotenoidi;[4]
- polifenoli.[5]
Danni da ROS
modificaNel momento in cui la produzione di ROS supera la capacità fisiologica degli antiossidanti menzionati di processarle, si crea una condizione di stress ossidativo, cioè una sofferenza a livello cellulare e tissutale che può portare alla morte delle cellule per apoptosi e necrosi; quest’ultima favorisce la sintesi di fattori infiammatori, portando ad un accumulo di danni molecolari, che contribuiscono ad un invecchiamento precoce dell’organismo. [6]
L'iperproduzione di ROS può avvenire in seguito a diverse cause, tra le quali: malattie cardiovascolari e ischemia dei tessuti, diete sbilanciate, consumo di alcol, fumo di sigaretta ed esposizione a radiazioni ionizzanti.
Le specie radicaliche presentano uno o più elettroni spaiati, si tratta cioè di specie molto reattive che, per stabilizzarsi, hanno la forte tendenza a sottrarre un elettrone o a cedere il proprio a specie non radicaliche che diventano però a loro volta dei nuovi radicali liberi dando il via a meccanismi "a catena". La reazione a catena terminerà quando un radicale libero acquisterà un altro elettrone singolo, per formare una coppia di elettroni appaiati; ciò accade quando un radicale libero ne incontra un altro.[7][8][9][10]
La stabilizzazione delle specie reattive dell'ossigeno prevede quindi l'interazione con numerose strutture cellulari a cui sottrarre elettroni, in particolare con fosfolipidi di membrana, proteine e acidi nucleici.[8]
Membrane biologiche
modificaIl danno ossidativo alle membrane biologiche prevede una perossidazione lipidica con conseguenze diverse a seconda della membrana coinvolta:
· nella membrana citoplasmatica determina l'ingresso di liquidi e ioni e la fuoriuscita del contenuto cellulare in seguito alla perdita dell'equilibrio osmotico.
· nella membrana mitocondriale determina l'apertura di pori di transizione dai quali fuoriesce il citocromo c che induce l'apoptosi cellulare.
· nella membrana lisosomiale determina la fuoriuscita nel citoplasma degli enzimi lisosomiali in grado di digerire proteine, DNA, RNA e glicogeno portando alla necrosi cellulare.
Il sistema nervoso centrale è particolarmente sensibile al danno da ROS in quanto la guaina mielinica è ricca in lipidi che possono andare incontro a perossidazione in seguito ad esempio ad emorragie cospicue durante le quali il ferro può dare origine a radicali liberi.
Proteine
modificaIl danneggiamento delle proteine prevede l'ossidazione delle catene laterali degli aminoacidi, la formazione di legami crociati fra le catene proteiche e reazioni di frammentazione a seguito della minor stabilità delle strutture polipeptidiche. In generale vi è una denaturazione delle proteine che perdono quindi la loro funzione.
Acidi nucleici
modificaA livello del DNA i radicali dell'ossigeno possono indurre la formazione di dimeri di timina coinvolti nell'invecchiamento cellulare; i fenomeni di ossidazione possono comunque avvenire su tutte le basi e sul 2-deossiribosio, ma a mettere in evidenza la presenza di stress ossidativo è principalmente l’ossidazione della deossiguanosina in 8-idrossideossiguanosina che altera la stabilità del DNA.
- ^ a b John L. Tymoczko, Jeremy M. Berg e Lubert Stryer, Principi di biochimica, Zanichelli, ISBN 978-88-0806253-6.
- ^ Donald H. Voet, Judith G. Voet e Charlotte W. Pratt, Fondamenti di biochimica, Zanichelli, ISBN 9788808420961.
- ^ Dr. S. Bompadre, Aspetti molecolari dello stress ossidativo, su centrostressossidativo.it.
- ^ a b Lauralee Sheerwood, Hillary Klandorf e Paul Yancey, Fisiologia degli animali – dai geni agli organismi, Zanichelli, ISBN 9788808070296.
- ^ Prof. Edgardo Canducci, Vitamine e antiossidanti, su unife.it.
- ^ Stress ossidativo, su agingproject.uniupo.it.
- ^ Noemi Mauro, ROS: i radicali liberi che hanno un impatto sulla natura e sulla nostra salute, su sciencecue.it.
- ^ a b Raffaele Cocomazzi, Danno da radicali liberi dell'ossigeno (ROS), su bmscience.net.
- ^ Specie reattive dell'ossigeno, su manipulusmosca.com.
- ^ Robert K. Murray, David A. Bender, Kathleen M. Botham, Peter J. Kennelly e Victor W. Rodwell, P. Anthony Weil, Harper's - Biochimica illustrata, EMSI, ISBN 9788886669917.