Utente:Martina De Pretto/Sandbox

Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) sono specie chimiche chimicamente reattive contenenti ossigeno.

Tale definizione è utilizzata in biologia, ad esempio negli studi basati sulla teoria dello stress ossidativo, proposta da Denham Harman nel 1956.

Esempi di specie reattive dell'ossigeno includono perossidi, superossidi, radicali ossidrilici, ossigeno singoletto^{[non chiaro]} e alfa-ossigeno^{[non chiaro]}.

Scavenging

Cosa sono le molecole scavenger?

Il termine scavenger tradotto dall'inglese significa «spazzino»; in biologia si intendono molecole che operano come antiossidanti, inattivando o rimuovendo, attraverso reazioni di ossidoriduzione, prodotti indesiderati derivati da reazioni chimiche. Inibiscono l'ossidazione delle molecole, che potrebbero risultare dannose per gli organismi, rendendole stabili.

Possiamo distinguere molecole enzimatiche e non-enzimatiche.

Ne fanno parte i ROS scavenger, che sono in grado di trasformare i radicali dell’ossigeno in composti non radicalici, privi cioè di reattività e tossicità.

Molecole enzimatiche

Alcuni esempi la superossido dismutasi (SOD), la glutatione perossidasi (GPX), la catalasi (CAT), la citocromo-ossidasi (CCO), le metallotioneine (MT), l’ubichinone, i composti tiolici, l’albumina e la bilirubina .

Molecole non-enzimatiche

Ne fanno parte ad esempio: la vitamina A, l'acido ascorbico (o vitamina C), la vitamina E, il glutatione (GSH), l’acido urico e i carotenoidi. Questi sono in grado di catturare i radicali liberi, bloccando la propagazione delle tipiche reazioni radicaliche a catena. Interagendo direttamente con i radicali, li inattivano e ne riducono la concentrazione.

Il ruolo delle molecole scavenger nell'eliminazione delle specie reattive

I passaggi chiave del metabolismo degli organismi sono essenzialmente due: la catalisi SOD di dismutazione del superossido a perossido di idrogeno e ossigeno, e la conversione di H₂O₂ a 2 molecole di acqua H₂O da parte della glutatione perossidasi, oppure a O₂+H₂O mediante catalisi.

L'enzima GPX utilizza come substrato il GSH. In condizioni normali, il rapporto tra GSH e GSSG (rispettivamente, la forma ossidata e la forma ridotta del glutatione) è decisamente a favore del secondo (la forma ridotta). In presenza di ROS, il GSH si comporta come molecola scavenger, e di conseguenza aumenta la quantità della forma ossidata. A questo punto, diventa fondamentale l'azione di un altro enzima, ovvero la glutatione reduttasi: il suo ruolo è di convertire la forma ossidata in quella ridotta. Si è notato come le concentrazioni di vitamina E, enzimi (SOD, catalasi e GPX) e substrati (GSH) tendano ad aumentare, o essere comunque a livelli maggiori, in quei comparti ove è più probabile si verifichi il danno a causa delle ROS e dove esso è potenzialmente più nocivo.

Come già anticipato nel paragrafo precedente, tra le molecole scavenger di natura non-enzimatica è presente la vitamina E: si tratta di una molecola liposolubile che agisce come potente antiossidante cellulare, impedendo l’ossidazione di specie fortemente insature; oltre a ciò, presiede al mantenimento dell’integrità delle componenti fosfolipidiche che si trovano nella membrana citoplasmatica, grazie alla loro natura di scavenger nei confronti delle ROS. Nel reagire coi radicali perossidici lipidici (instabili), il tocoferolo (un altro termine per indicare la vitamina E) libera idroperossidi lipidici più stabili. I radicali tocoferolici interrompono la reazione radicalica a catena proteggendo le membrane cellulari dalla perossidazione lipidica. Il radicale tocoferolico, generatosi sulla membrana, viene ridotto da agenti riducenti come ascorbato e glutatione. Reagendo con il glutatione, in particolare, il radicale tocoferolico viene ridotto a tocoferolo; la reazione è catalizzata da un enzima di membrana, il perossidoglutatione.

Esempi

ROS scavenger:

• Molecole enzimatiche:
  • Superossido dismutasi (SOD)
  • Catalasi (CAT)
  • Glutatione perossidasi (GPX), funge da substrato riducente permettendo l’eliminazione di H₂O₂ e degli idroperossidi organici (ROOH)
  • Metallotioneina

• Molecole non enzimatiche:
  • Liposolubili:
    • Vitamina A o retinolo
    • Vitamina E o tocoferolo
    • β-carotene
    • Acido lipoico, agisce nei confronti di diversi ossidanti (HO•, O₂•, HClO)
    • Coenzima Q10
  • Idrosolubili:
    • Vitamina C, agisce come scavenger nei confronti di diversi radicali (HO•, ROO• e O₂•)
    • Acido urico

Bibliografia

• Atti del convegno "Specie Reattive dell’Ossigeno (ROS): Biochimica, Patologia, Prevenzione, Laboratorio" - Palermo, 25 Maggio 2005.
• https://www.centrostressossidativo.it/aspetti-molecolari-dello-stress-ossidativo/
• Comparative study on metal homeostasis and detoxification in two Antarctic teleosts Gianfranco Santovito, Ester Piccinni, Francesco Boldrin, Paola Irato
• https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/admi.202000632?casa_token=Xm7uA5vz9P4AAAAA%3AsVCbAMhDsZMXiQStrktzHL6QLaq78gyp1CXbrYDT12f1kbsliLAf4_zqpAhLyyWvXf_FVqeU7-7629v5sA
• https://en.wikipedia.org/wiki/Scavenger_(chemistry)#:~:text=A%20scavenger%20in%20chemistry%20is,not%20cause%20any%20unfavorable%20reactions.
• Production, Signaling, and Scavenging Mechanisms of Reactive Oxygen Species in Fruit–Pathogen Interactions Ying Wang,1,2 Dongchao Ji,1,2 Tong Chen,1,3 Boqiang Li,1,3 Zhanquan Zhang,1 Guozheng Qin,1 and Shiping Tian1,2,*
• Radical Scavenger - an overview | ScienceDirect Topics
• https://www.rndsystems.com/resources/articles/reactive-oxygen-species-ros

Voci correlate

• Stress ossidativo

Collegamenti esterni

• Dipartimento di Scienze motori dell'Università di Milano - Specie reattive dell'O₂ (ROS).