Espécies Reativas de Oxigênio

São espécies químicas presentes na maioria dos sistemas biológicos. Ocorrem naturalmente em grande parte das células eucarióticas devido ao metabolismo energético dependente do uso de oxigênio. Na cadeia transportadora de elétrons, localizada na membrana interna da mitocôndria, o O₂ recebe quatro elétrons e quatro prótons resultando na formação de duas moléculas de H₂O. A redução parcial de oxigênio por adição de um elétron de cada vez, gera intermediários reativos, como os radicais superóxido (O₂^-.), hidroperoxila (HO₂^.), hidroxila (OH), e o peróxido de hidrogênio (H₂O₂)

A redução do oxigênio a água, reação cujo catalisador é a citocromo c oxidase - enzima da cadeia respiratória encontrada na membrana interna da mitocôndria - acontece sem que haja liberação de formas parcialmente reduzidas de oxigênio apesar de envolver transferências de um elétron. Essa eficiência se dá porque os intermediários da reação permanecem firmemente ligados ao centro ativo da enzima, até que ocorra a produção da água. Entretanto, existem evidências da produção de radicais superóxido nos complexos 1 e 3 da cadeia transportadora de elétrons mitocondrial por reação do FMN (flavina mononucleotídeo) ou da forma semiquinona da coenzima Q com o oxigênio. Tal processo seria intensificado à medida que o gradiente eletroquímico se tornasse elevado, por falta de ADP (no caso da fosforilação oxidativa): a conseqüente inibição da cadeia transportadora de elétrons causaria um aumento da meia vida de intermediários com elétrons não pareados, capazes de reduzir oxigênio a superóxido.

Espécies Reativas de Oxigênio comumente formadas nas células e ações:

Superóxido ( O2 -)

A maior fonte celular desse radical é a mitocôndria, devido às falhas no transporte de elétrons na cadeia respiratória. Este espécime é um grande exemplo de radicais livres capazes de oxidar ou reduzir outras espécies químicas. O Superóxido é capaz de reduzir o complexo Fe3+-citrato, citocromo C, ferritina, e enzimas que contém ligações Fe-S, contudo não é capaz de reduzir a ligação do ferro com a transferrina. Em grande parte das ocorrências, origina-se da redução do O₂^. utilizando um único elétron. Normalmente, é produzido durante a ativação máxima de, eosinófilos, macrófagos, monócitos, e neutrófilos.

Hidroperoxila (HO2†)

Corresponde à forma protonada do radical superóxido, apresentando um menor potencial de redução em relação a este. Trata-se de um composto capaz de oxidar ácidos graxos poliinsaturados ( PUFAs -poliunsaturated faty acids), iniciando, assim, o processo de lipoperoxidação.

Peróxido de hidrogênio (H2O2)

Proveniente da redução (com utilização de um único elétron) de ambos os radicais superóxido e hidroperoxila. A transformação, espontânea ou catalisada pela enzima superóxido dismutase, do superóxido é a principal fonte de peróxido de hidrogênio in vivo. O peróxido de hidrogênio constitui um composto com baixo poder oxidante. Com isso, esse composto não é capaz de oxidar PUFAs.
O que faz do peróxido de hidrogênio uma espécie química potencialmente perigosa é sua capacidade de atravessar membranas biológicas e sua alta estabilidade. Assim, esse composto migraria da mitocôndria onde é produzido até outros compartimentos celulares, como o núcleo, produzindo seus efeitos. Entrentanto, no ambiente intra-celular, a presença de variadas decomposições de peróxido de hidrogênio, por meios enzimáticos e não enzimáticos, mantêm a concentração desse composto em baixos níveis.

Radical hidroxila (†OH)

Pode originar-se da reação do peróxido de hidrogênio com metais de transição , principalmente Fe2+ e Cu+. A redução utilizando um único elétron do peróxido de hidrogênio quebra a ligação O-O, formando o radical hidroxila e o íon hidroxila. Além desses tipos de formação, também pode ser gerado pela homólise da água ou do peróxido de hidrogênio causada por radiação e pela reação de ácido hipocloroso com superóxido.

Radicais hidroxila estão envolvidos no início da lipoperoxidação em membranas biológicas, assim como em oxidação e inutilização de proteínas, DNA nuclear e DNA mitocondrial.

Apesar da freqüente associação de espécies reativas de oxigênio à razão da ocorrência doenças, sua formação nem sempre é prejudicial. Um exemplo disso é a defesa contra as infecções, mais especificamente quando bactérias estimulam os neutrófilos a produzirem espécies reativas com a finalidade de destruir o microorganismo. Contudo, poderão ocorrer vários eventos nosológicos, se houver estímulo exagerado na produção dessas espécies, e a ele estiver associada uma falha da defesa antioxidante.

Bibliografia: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0104-42301997000100014&script=sci_arttext&tlng=en e Bioquímica Básica - Bayardo B. Torres; Bioquímica, Marcelo Hermes Lima.