Oxidação de proteínas, danos a dna, câncer e envelhecimento

Oxidação de proteínas mediada por EROS

Danos a proteínas geralmente não pode ser reparados, na maioria das vezes proteínas danificadas são destruídas através de diversas enzimas. Em membranas proteínas podem ser oxidadas principalmente através de radicais peroxis ou oxigênio singleto, no citoplasma danos a proteínas mediados por radicais livres podem ocorrrer de diversas outras maneiras como a oxidação por meio de aldeídos, radicais livres ou derivados de óxido nítrico entre outros.

O superóxido é um dos principais responsáveis por danos a proteínas mediados por radicais livres, ele reduz Fe3+ de protéinas fazendo que elas percam a sua função. O radical hidroxil é outro grande mediador de oxidação de proteínas, as oxidações geradas pelo radical hidroxil geralmente são mediadas por pequenas quantidades de metais de transição da proteínas, o que leva a um padrão específico de oxidação em uma dada proteína.

Alguns resíduos contendo enxofre possuem uma especial função nas células, eles são fáceis de se oxidar, ao serem oxidados porém, certas enzimas catalizam a sua redução, assim, acredita-se que eles tenham importantes funções no controle do estresse oxidativo nas células.

Os principais produtos da oxidação de proteínas são aldeídos, que geralmente perdem a sua função, assim sua quantidade na célula pode ajudar a identificar alguma disfunção mediada por radicais livres.

Danos a DNA

Danos ao DNA mediados por EROS são causados por diversas EROS, entre elas destacam-se o radical hidroxil, o peroxinitrito e aldeídos. Danos causados por radiação UV é mediado pela homólise da água formando radicais hidroxis que resultam na formação de diversos produtos. EROS podem causar diversas alterações na estrutura do DNA que em sua maioria das vezes são corrigidos por enzimas reparadoras, porém há chance de essa reparação não ocorrer.

Câncer e envelhecimento

Enquanto a relação entre câncer e estresse oxidativo atualmente é bem fundamentada, há controvérsias sobre a relação entre envelhecimento e radicais livres. A super produção de EROS em uma célula leva a um acentuado dano em dnas, proteínas e lípidios. Em geral, danos ao DNA acabam levando a célula a uma perda de controle do ciclo celular formando células cancerígenas.

A relação de estresse oxidativo com envelhecimento nescessita de mais estudo, ela baseia-se no dano acumulativo a proteínas ,DNA e lipídios. Apesar de ser comprovado que a incidência de danos a DNA, proteínas e lipídios mediados por EROS aumenta com a idade, é difícil comprovar se esses danos são uma consequência ou uma causa do envelhecimento ou uma parte de ambos.

Referências: functional metabolism: regulation and adaptation, Free radicals and antioxidant in normal physiological functions and human diseases IJBC 2006

Painéis!!!

Depois de tanta leitura para realizar as postagens e para montar o painel, finalmente apresentamos o fruto do nosso trabalho!!!!!!!!!!!!!

O que é ferro


O ferro é um componente fundamental de hemoglobina (pigmento dos glóbulos vermelhos do sangue transportador do oxigénio) e de alguma enzimas respiratoria.









A déficiença desse mineral resulta de uma anemia, porém nosso organismo só consegue absorver um cerca de 10% desse mineral contido no cereal.então se ele fosse acompanhado com um alimento rico em vitamina c como suco de laranja, sua absorção pode chegar á 40%.

A deficiência de ferro é comum, principalmente em mulheres pela perda durante pela menstruação. além de perder este mineral pela urina e transpiração, a própria corrida pode atrapalhar a habilidade de absorção de ferro.


Como é encontrado no organismo


Sais minerais e vitaminas funcionam como "co-factores" do metabolismo no organismo. Sem eles as reacções metabólicas ficariam tão lentas que não seriam efectivas. Os sais minerais desempenham funções vitais em nosso corpo como manter o equilíbrio de fluidos, controlar a contracção muscular, carregar oxigénio para a musculatura e regular o metabolismo energético.Embora presentes na dieta, alguns minerais nem sempre são ingeridos nas quantidades suficientes para satisfazer as necessidades metabólicas, especialmente durante a fase de crescimento, estreasse, trauma, perda de sangue e algumas doenças. Muitos corredores também tem deficiência de minerais. Isto porque exercício vigoroso acelera a perda pela urina e suor.Existem duas doença relacionadas ao excesso ou deficiença de ferro no organismo : hemocromatose e anemia ferropravian,respectivamente.hemocromatose , ou hematocromatose , é uma doença em que ocorre acumulo de ferro nos tecidos , principalmente no fígado, no pancréas , no coração e na hipófise.o ferro em excesso é utilizado para a produção de hemoglobina, diminuindo a concentração.

A presença do ferro é indispensável ao desenvolvimento correto de numerosas funções fisiológicas.



referencias bibliograficas:

http://www.saudenarede.com.br/?p=av&id=Radicais_Livres
pilates/ emagrecimento /obesidade/ carboidratos /índice de massa corporal IMC peso ideal
http://www.saudenarede.com.br/?p=av&id=Tudo_sobre_vitaminas

A catalase

A catalase é uma enzima que está relacionada à dissipação de radicais livres dentro das células. Seu mecanismo de ação se faz presente sendo um dos muitos sistemas que a célula dispõe para se livrar das espécies radicalares. A catalase está normalmente localizada em uma organela celular de nome peroxissomo (sendo também encontrada nas mitocôndrias do coração de mamíferos) e uma forma de ação interessante dessa enzima se faz quando esta age conjuntamente com uma outra enzima, de nome superóxido dismutase. As duas enzimas atuam convertendo o superóxido em água. Outra reação importante é a da própria catalase, agindo “isoladamente”, pois age sobre um a reação de conversão de peróxido de hidrogênio em água. Por esse tipo de ação é que a catalase é classificada dentro do grupo dos antioxidantes primários enzimáticos. Além disso, a catalase se faz presente em todos os tecidos dos vertebrados, sendo particularmente importante e com alta atividade nos eritrócitos, fígado, dentre outros e apresentando baixa atividade no cérebro.

As primeiras observações feitas sobre a catalase datam do início do século XIX, mais especificamente em 1818, quando Louis Jacques Thénard, um químico francês, observou o borbulhamento de soluções de H2O2, quando as mesmas eram adicionadas a tecidos lesionados. O isolamento das catalases só se deu, entretanto, no começo do século XX.

A catalase de mamíferos é um a enzima homotetramérica de 230.813 kDa que contém uma molécula de NADPH e um grupo heme por subunidade. Em relação à sua localização celular, como já mencionado(em mitocôndrias e peroxissomos), tendo em vista a ação da catalase, é visível que a presença dessa enzima ali traz ao indivíduo uma vantagem evolutiva em relação aos demais, já que essas duas organelas apresentam intensa produção de H2O2.

As reações que envolvem a catalase e a superóxido dismutase (citada anteriormente como parte do mecanismo de defesa antioxidante) estão abaixo representadas:

A ação da catalase se dá da seguinte forma: “O ciclo catalítico da catalase de mamíferos envolve a reação do Ferro3+ -catalase com uma molécula de H2O2, formando o composto I, o qual contém o ferro em um estado de valência formal Fe5+, sendo provavelmente Fe4+ ligado a um radical π-cation porfirina. Depois o composto I recebe dois elétrons de outra molécula de H2O2, liberando H2O e O2” – trecho retirado de OXYGEN IN BIOLOGY AND BIOCHEMISTRY:ROLE OF FREE RADICALS de Hermes Lima.

Muitos estudos sugerem ser a catalase mais efetiva em combater o estresse oxidativo quando as concentrações de peróxido de hidrogênio estão muito elevadas.

A falta de catalase em um indivíduo pode ser superada, na maioria dos casos, por uma reorganização dos outros componentes do sistema de defesa antioxidante, desde que não aconteça do estresse oxidativo piorar.

Bibliografia:

OXYGEN IN BIOLOGY AND BIOCHEMISTRY:ROLE OF FREE RADICALSMARCELO HERMES-LIMA

Bioquímica Ilustrada- 3ª edição de Pamela C. Champe, Richard A. e Denise R.

Bioquímica Básica de Bayardo B. Torres.

http://www.wolframalpha.com/

Ferritina/ transferrina

O ferro consiste em um íon de grande relevância para o funcionamento adequado de diversos processos celulares, como é constatado a partir de sua participação na cadeia transportadora de elétrons, no transporte de oxigênio, e na síntese de DNA. Contudo, deve-se evitar altas concentrações desse íon em nosso corpo, já que por meio da reação de Fentom (explicada em postagens anteriores) o Ferro pode promover a geração de radicais livres e consequentemente permitir, por exemplo, a ocorrência da oxidação de lipídeos formadores da membrana plasmática de células.

O ferro obtido a partir da alimentação e destinado ao armazenamento é complexado primeiramente à ferroportina em um segundo momento à transferrina plasmática (sendo estas duas proteínas responsáveis pelo transporte desse íon no sangue) e então liberado para a ferritina intracelular (responsável por armazenar esse íon), cuja síntese está relacionada à concentração celular desse íon. Altos níveis intracelulares de ferro atuam aumentando a expressão gênica da ferritina, enquanto que baixos níveis de ferro diminuem esse processo. Tal mecanismo de inibição da produção de ferritina por meio do ferro acontece devido a regulação no RNAm que codifica a mesma.

Dois elementos são importantes para esse processo: IRE (elementos de resposta ao ferro) e IRP (proteínas reguladoras de ferro).

IRE são estruturas localizadas nas extremidades 5’ ou 3’ do RNAm que codifica o metabolismo do ferro. Dependendo da ligação do IRE (em 5’ ou em 3’) a associação IRE-IRP ativa ou inativa o processo de produção de ferritina. Em situações de baixa concentração de ferro o IRE se associa a 5’ e promove o bloqueio da síntese de ferritina, sendo que o contrário ocorre quando os níveis de ferro se encontram elevados (o IRE se liga a 3’ e a produção de ferritina é estimulada).

Além disto, esta situação metabólica promove a ligação do IRP-IRE na região 3’ do RNAm que codifica o receptor de transferrina, processo que estabiliza esse RNAm e estimula sua tradução para aumentar o número de receptores de transferrina na superfície da célula. Dessa forma o ferro que estava sendo carregado pela transferrina plasmática é então liberado para a estocagem intracelular a partir de sua associação á ferritina.

A transferrina e a ferritina por serem responsáveis por seqüestrar o ferro da circulação sanguínea, representam importantes mecanismos de defesa antioxidante, visto que, ao se ligar ao ferro e armazena-lo, respectivamente, estão também diminuindo a formação de espécies radicalares por esse íon.

Fonte bibliográfica: Functional Methabolism, Marcelo Hermes Lima.

A melatonina

A melatonina é um hormônio produzido a partir da serotonina e que é encontrado em diversos animais e plantas, sendo, no caso dos seres humanos, uma secreção da glândula pineal. As funções da melatonina se relacionam principalmente com a regulação do sono (estimulando-o), sendo liberada em ambientes calmos e com pouca luz. A atividade da melatonina, portanto, se relaciona ao controle e regulação de ciclos (ou ritmos) circadianos. A aceleração do metabolismo, ocasionada por estímulos externos, como o som, a luz, odores fortes, dentre outros, se relaciona diretamente com a liberação de melatonina, que é inibida. Adicionalmente, esse composto desempenha um papel muito importante no fortalecimento do sistema imunológico em humanos.

Outro fato interessante a ser tratado sobre essa substância é o fato de que a quantidade de melatonina produzida pelo organismo decresce com o passar do tempo (depois da puberdade), chegando a concentrações sanguíneas irrisórias nos idosos. Esse fator levou, então, alguns pesquisadores a desconfiarem da relação da melatonina com o envelhecimento e o que gerou uma hipótese de que a perda gradual dessa substância poderia antecipar o envelhecimento. A partir de várias pesquisas feitas, chegou-se a algumas evidências sobre esse composto, pois foi constatada, dentre várias outras aplicações, uma atividade antioxidante da melatonina.
Como já mencionado em postagens anteriores, a melatonina encontra-se na classificação de antioxidantes primários não enzimáticos, mas que, ao contrário da vitamina C e vitamina E abordadas aqui, são produzidas pelo próprio corpo. A sua atividade antioxidante testada in vitro mostra ser ela capaz de inibir a peroxidação lipídica e capaz de neutralizar o radical hidroxila, óxido nítrico, oxigênio singuleto e HOCl. Entretanto, estudos mostram que para ter atividades antioxidantes endógenas, ele deve estar presente em concentrações muito mais altas do que as concentrações fisiológicas do corpo. Há, entretanto, indicações que relacionam a melatonina a mecanismos de regulação redox e, dessa forma, com o estímulo ao aumento de atividade de algumas enzimas antioxidantes, além de relacioná-la também à imunomodulação, crescimento celular e diferenciação óssea. Outro fato válido de se ressaltar é que esse composto é utilizado experimentalmente como agente protetor contra vários processos e compostos que causam danos a tecidos via mecanismos radicalares.
Pesquisas relacionadas ao tema:
Em 1991, o pesquisador Pierpaoli, italiano, em colaboração com o russo Lesnikov demonstraram, a partir de um estudo feito com ratos, um papel inquestionável da glândula pineal no controle do envelhecimento.
Em 1993 um dos maiores pesquisadores sobre a glândula pineal, o pesquisador Russel Reiter, da Universidade do Texas, em San Antônio – Estados Unidos, mostrou, juntamente com seus colaboradores, que a melatonina é um antioxidante natural mais potente que as vitaminas C e E, o que corroborou com a descrição das ações da melatonina como fator anti-envelhecimento.
Dessa forma, além de atividades hormonais, que envolve a regulação dos ciclos circadianos, a melatonina protege as células contra os danos provocados por radicais livres. A melatonina passou a ser vista como uma das melhores defesas contra os distúrbios inerentes ao envelhecimento, representando uma das maiores revoluções médicas de nossos tempos, tendo estudos relacionados a ela envolvendo o tratamento do câncer, hipertensão, dentre várias outras doenças que acometem idosos.

Bibliografia:
OXYGEN IN BIOLOGY AND BIOCHEMISTRY: ROLE OF FREE RADICALS- Marcelo Hermes Lima, capítulo 12

http://pt.shvoong.com/medicine-and-health/1737329-melatonina-mais-potente-que-vitaminas/

Para as futuras mamães :D

Para as futuras mamães que podem estar lendo nosso blog aqui vai uma postagem para elas: A importância do ferro na gravidez e a sua relação com o stress oxidativo.
A sabedoria popular sempre apregoou o fato de que as grávidas devem comer muito feijão, beterraba e outros alimentos ricos em ferro para que o bebê nascesse sadio e fortinho. Agora sabe-se que não se trata apenas de uma superstição popularesca mas que esse conselho é da maior importância médico-clínica.

Durante a gravidez, o volume sanguíneo da mãe deve aumentar consideravelmente de modo que possa haver entrega de nutrientes tanto para ela quanto para o rebento. Logo, deve haver uma maior mobilização de ferro materno para a geração de novos eritrócitos capazes de levar oxigênio ao feto. Entretanto o aumento do plasma sanguíneo é maior do que o aumento efetivo de eritrócitos e dessa forma temos um quadro em que, proporcionalmente, há uma anemia gravídica, ou seja, além de uma grande quantidade de ferro ser retirada das reservas maternas ele ainda é insuficiente para suprir as demandas do binômio mãe-filho. Torna-se evidente, portanto, que a grávida deve ter um mínimo controle sobre a ingestão de ferro afim de que esse tipo de complicação não ocorra.
Até aqui se falou da falta de ferro durante a gravidez, porém a presença excessiva desse mineral durante o período gestacional também pode configurar um problema grave visto que na grávida uma nova estrutura esta presente: a placenta. Esse órgão é de suma importância, pois faz a comunicação entre a mãe e o feto, servindo de passagem para o sangue, nutrientes e oxigenação. A placenta é uma estrutura muito rica em mitocôndrias e devido a essa característica ela apresenta um potencial de provocar um stress oxidativo muito alto. Como já foi falado em postagens anteriores, o ferro atua na formação de radicais livres quando interage com o oxigênio. Logo as futuras mamães têm uma “faca de dois legumes” nas mãos: se por um lado necessitam de uma dieta um pouco mais focada no ferro, o excesso (mesmo que pequeno) desse mineral atuará juntamente com a fonte de alimentação do bebê (placenta) para produzir espécies químicas que podem levar a um desenvolvimento inadequado da gestação. Casos de nascimento precoce, bebês com media de peso abaixo do esperado e concentração elevada de ferro no sangue são algumas das possíveis conseqüências de um balanço inadequado da dieta de ferro.

O mais importante para vocês, futuras mamães, é procurar um médico e buscar sempre manter uma alimentação balanceada durante a gravidez!

referencias bibliográficas:

http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1516-84842010005000057&script=sci_arttext

http://jn.nutrition.org/cgi/content/abstract/133/5/1700S

ORAC

ORAC , do inglês Oxygen Radical Absorbance Capacity é uma forma de se medir as capacidades antioxidantes de determinados compostos. O problema desse método de análise, tão citado pela mídia divulgadora de produtos citados pelas mesmas como excelentes antioxidantes, é que ele é válido para amostras in vitro e não há realmente um estudo que comprove a sua validade para os humanos in vivo. Além disso, existem diversos fatores que fazem esse teste ser negativamente visto por muitos bioquímicos e especialistas no assunto, como por exemplo o fato de o teste ser feito com apenas um tipo de radical, como será visto abaixo, o que não comprova a sua eficácia para outros radicais livres.
A forma do teste se baseia em uma reação de oxidação que envolve a proteína fluorescente beta-ficoetrina ou também fluoresceína depois que a mesma foi misturada com compostos geradores de radicais livres, dentre os quais podemos incluir os compostos azo-iniciadores, ou seja, compostos que carregam o grupo funcional R1-N=N-R2, sendo R1 e R2 um grupo arila ou um alquila. Esses compostos azo-iniciadores produzem radical peroxil depois de serem submetidos a aquecimento e dessa forma danificam a proteína fluorescente, diminuindo assim a sua fluorescência. Um antioxidante, como já discutido aqui é capaz de, quando colocado nesse meio, reduzir esses danos gerados, “protegendo” a molécula; dessa forma, quanto maior for a capacidade antioxidante do composto, mais o composto fluorescente permanece fluorescendo. Esse padrão de fluorescência é facilmente identificado com o uso de fluorômetros. O teste em si toma como referência o fato de que a fluorescência à medida em que a reação de oxidação continua vai caindo e, a partir de um tempo padrão, analisa uma amostra nas mesmas condições com o antioxidante envolvido. A diminuição da fluorescência vai sendo medida enquanto o antioxidante está diminuindo a taxa desse decaimento de flourescência. Dessa forma, a curva obtida primeiramente (sem o antioxidante) é plotada juntamente com a curva obtida com o antioxidante e a área entre essas curvas é calculada. Posteriormente, o grau de “proteção” do antioxidante é avaliado de acordo com o antioxidante trolox, que foi citado nos posts anteriores ( um análogo solúvel da vitamina E), que foi adotado como sendo o padrão para essa avaliação, servindo como comparação. Por essa razão se usa muito o termo Equivalente Trolox (TE).
Alimentos com maiores pontuações na escala ORAC, então, são tidos como alimentos mais capazes de reduzir os efeitos dos Radicais Livres. Os cravos ocupam o primeiro lugar da lista: Nativos da Indonésia e utilizado no mundo inteiro como tempero, eles aparecem com 314.446 TE.

O açaí também aparece entre os primeiros da lista, com 102.700 TE.

Dessa forma, o método ORAC continua sendo utilizado pela mídia e mal visto por muitos bioquímicos.

Bibliografia:

Cao G, Alessio H, Cutler R (1993). "Oxygen-radical absorbance capacity assay for antioxidants". Free Radic Biol Med

Oxygen Radical Absorbance Capacity of Selected Foods - 2007; Nutrient Data Laboratory, Agricultural Research Service

peroxidação de lipídios

radicais livres podem levar a uma oxidação de lipídios poliinsaturados e proteínas em membranas, os principais iniciadores da peroxidação de lipídios são os radicais hidroxila e o hidroperóxido, vale ressaltar que os radicais NO^. e O2^-.(porém o ONOOH e/ou seus produtos de decomposição estão relacionados com a lipoperoxidação).EROS podem atuar sobre lipídios de duas formas: abstraindo H^. ou pela adição de um EROS podem atuar EROS, a adição ocorre em ligações duplas entre carbonos enquanto que a abstração de H^. ocorre principalmente em grupos metilenos bis-alílicos(RC=CH-CH2-C=CR). Esses radicais geralmente sofrem um rearranjo formando dienos conjugados. A prática de irradiação para preservar alimentos estimula a peroxidação de lipídios através da homólise da água (além de outros efeitos).

Se dois radicais carbonos colidirem haverá formação de ligações entre cadeias laterais de lipídios, porém essas reações ocorrem significativamente quando a concentração de O2 é muito baixa, geralmente os radicais carbono reagem com o O2 formando os radicais peroxis, com proteínas de membranas ou colesterol.

Os radicais peroxis por sua vez podem reagir com outros lípidios abstraindo H^. formando outro radicais peroxis e hidroperóxidos lipídicos.

O ferro (ligado a outros compostos) é um intensificador da lipoperoxidação, ele pode participar de reações de transferência de elétrons formando OH^., Fe II pode sequestrar H^. de hidroperóxidos lipídicos formando radicais alcoxis (RO^.) que podem abstrair H^. de AGPIs ou hidroperóxidos enquanto o Fe III pode abstrair H^. de hidroperóxidos. Outros metais de transição também afetam a lipoperoxidação.

O oxigênio singleto também está envolvido na lipoperoxidação, ele reage com duplas ligações em lipídio formando hidroperóxidos facilitando a liporperoxidação (o HOO. por exemplo pode reagir com LOOH formando LOO.), portanto não inicia reações em cadeia. ele pode ser formado através da iluminação de lipídios na presença de sensitizadores de 1O2 (isso está relacionado com algumas doenças de visão) ou quando dois radicais peroxis reagem entre si.

A lipoperoxidação leva a uma perda na fluidez de membranas, maior facilidade de lipídios trocarem de camada lipídica, aumento da permeabilidade da membrana a substâncias indesejáveis, danificar enzimas e proteínas e ligar proteínas de membrana entre si, diminuindo sua mobilidade lateral e rotacional.

Algumas consequências da lipoperoxidação, produtos, funções e formas reparação.

A peroxidação de lipídios pode estar relacionada a alguns processos celulares, por exemplo, quando a [Ca++] aumenta intracelularmente devido ao estresse oxidativo, fosfolipases A2 clivam ácidos araquidônicos da membrana que sofrem oxidação e estimulam a síntese(como precursores) de eicosanóides (moléculas que atuam como hormônios locais).

Continua oxidação de cadeias laterais de ácidos graxos e sua fragmentação para produzir aldeídos e hidrocarbonos leva eventualmente a perda de integridade de membranas, o que tem diversas consequências. Alguns produtos da lipoperoxidação podem levar a danos em proteínas.

Hidroperóxidos de lipídios podem agir na proliferação celular, altas concentrações a bloqueiam. Alguns isoprostanos (resultados da peroxidação de fosfolipídios) estão relacionados a vasoconstrição. A decomposição de LOOH, LOO^. ou LO^. forma principalmente(quantitativamente) aldeídos, tais aldeídos são bastante tóxicos, também é produzido etanos e propanos (importantes na medição da intensidade da lipoperoxidação.

A lipoperoxidação também pode estar envolvida com processos de sinalização celular através de vias específicas. Prostaglandinas e leucotrienos, por exemplo, são derivados da peroxidação de AGPIs, processo mediado por lipoxigenases, fazem parte de vários processos fisiológicos, sendo essenciais em sinalizadores em inflamações.

Pode haver reparo da lipoperoxidação através de vários processos, LOOH em membranas podem ser reduzidos a álcoois pela PHGPx. Cadeias laterais oxidadas podem ser clivadas pela fosfolipase A2, uma vez livres, a GPx1 as metabolizam. PAF acetilhidrolases também atuam na reparação de membranas.

Bibliografia: Free radicals in biology and medicine(2007);

http://www.jbc.org/content/269/42/26066.full.pdf e;

Functional metabolism, regulation and adaptation (2004).

Polifenóis, bons antioxidantes

Os polifenóis costituem um grupo químico que possui uma ou mais unidades de fenol por molécula. Estas espécies químicas podem ser encontradas em chás, vinhos, café, diversas frutas e vegetais.

A ação antioxidante dos polifenóis está relacionada a sua capacidade de se ligar ao Ferro, composto que normalmente está presente nas reações de formação de determinados radicais livres e EROs e as conseqüências destas, tais como a peroxidação de membranas plasmáticas de células, dentre outros. A ação oxidativa do Ferro não está restrita a organismos vivos, mas também está relacionada
à degradação de alimentos. Isso ocorre porque o Fe, por meio de todas as reações químicas que o utilizam para gerar radicais livres (especialmente OH*), acaba atuando como um agente determinante da degradação dos alimentos e de madeira.

Muitos estudos foram feitos acerca da ação protetora dos polifenóis (como o catecol) sobre esses dois compostos.

Existem pesquisas que não obtiveram resultados positivos para a ação antioxidante do polifenol, como a de Contreras e colegas, o qual verificou que ocorria uma degradação intensificada da madeira após o tratamento com diversos polifenóis catecóis, incluindo catecol, acido 2,3 dihidroxibenzóico, e compostos semelhantes que foram isolados de determinados fungos. Sob condições de pH baixo, esses compostos atuaram reduzindo o Fe3+ a Fe2+ ao se encontrarem em sua forma monocomplexada.

Todavia não se constatou a atividade do Tiron no mecanismo ciclo-redox, visto que este catecol não é capaz de reduzir Fe3+.

Por outro lado, cientistas como Binbuga e colegas, comprovaram a ação conservativa do n-propil galato ao ser aplicado sobre a madeira. Assim, esse grupo de investigadores atribuiu o efeito conservador à quelação do Ferro nas condições ácidas presentes na situação em que a madeira se encontrava. O n-propil galato atuou como quelador do ferro devido a sua ação ação anti-fungos, já que acaba por atrapalhar a reação de Fenton e os ciclos de oxi-redução de que o fungo se utiliza para degradar a madeira.

Além de contribuírem para a preservação de madeira, muitos estudos atribuem aos polifenóis a capacidade de preservar alimentos, cosméticos e produtos farmacêuticos. Contudo, ação dos polifenóis na conservação destes compostos atua de modo diferente da conservação da madeira: ao invés de interagir com o Ferro evitando que este promova a produção de radicais livres, os polifenóis promoverão o seqüestro destas espécies químicas. Apesar de ter efeitos benéficos o polifenol forma complexos Ferro-polifenóis, os quais têm sido relacionados a caracteres negativos presentes nos alimentos, tais como escurecimento das frutas fatiadas.

Referência bibliográfica:

A Review of the Antioxidant Mechanisms of Polyphenol

Compounds Related to Iron Binding

Nathan R. Perron Æ Julia L. Brumaghim

Introdução a estresse oxidativo e mais detalhes sobre oxigênio singleto

Introdução a estresse oxidativo

O oxigênio puro é uma substância bastante tóxica ao organismo, ele mata ratos em 4 a 7 dias de inspiração, 6h respirando um ar de oxigênio puro pode causar dores nos pulmões, na garganta e tosse enquanto 24 horas causa danos nos alvéolos.

É interessante mencionar que os efeitos tóxicos do oxigênio em organismos anaeróbicos são em parte distintos dos observados em organismos aeróbicos, enquanto em organismos anaeróbicos seu efeito tóxico se da pela inibição de enzimas, oxidação de radicais glicis (intermediários catalíticos) e pela oxidação do sítio ativo da nitrogenase (uma importante enzima no processo de fixação do nitrogênio), em organismos aeróbicos a sua toxidade se deve principalmente à compostos derivados dele que peroxidam lipídios, carbonilam proteínas e causam danos no DNA, esses efeitos são resultados do estresse oxidativo.

Uma definição bastante útil de estresse oxidativo é: desequilíbrio entre níveis de agentes pro-oxidantes e agentes antioxidantes no qual o primeiro se sobressai causando danos potenciais.

Oxigênio singleto

A sua formação in vivo pode ser produtos de reações de fotosensitização: algumas moléculas quando iluminadas entram em um estado ativado e podem transferir essa energia extra ao O2, uma molécula altamente reativa. Indivíduos com porfiria possuem uma alteração que leva a uma produção defeituosa de grupos heme, o que leva a uma acumulação de porfirinas, moléculas que quando ilumidadas em meio aquoso levam a produção de radicais hidroxilas, superóxidos e oxigênio singleto. Essa doença leva a formação de inchaço e bolhas. Uma evidência da atuação do oxigênio singleto nessa doença é que a aplicação oral de B carotenos(substância que absorve a energia do oxigênio singleto) acarreta uma diminuição de sintomas.

Há também outras formas de produção do oxigênio singleto como a decomposição de peroxinitrato em pH neutro, estudos mostram também que hidroperóxidos timinas (presentes no dna) podem reagir com íons metálicos ou HOCl formando oxigênio singleto, sendo portanto uma potencial fonte de oxigênio singleto no DNA.

Bibliografia: Free radicals in biochemistry and medicine, functional metabolism: regulation and adaptation, http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2009/DT/b905560f, Thymine hydroperoxide as a potential source of singlet molecular oxygen in DNA

Radicais Livres como sinalizadores celulares

Normalmente, o conhecimento acerca dos radicais livres restringe-os como sendo a causa de diversas doenças. Todavia, pesquisas têm investigado os efeitos dos radicais livres como espécies químicas de extrema importância para os eventos ocorridos no interior da célula.
Em alguns estudos foram verificadas as atividades dos radicais livres como sinalizadores moleculares. Dependendo do tipo de efeito que essas espécies químicas causam na célula, elas podem ser classificadas em 5 categorias principais:

1. Citocinas, fatores de crescimento e ação hormonal e secreção

2. Transporte iônico

3. Transcrição

4. Neuromodulação

5. Apoptose

A maioria dos estudos que caracterizam essa diferente capacidade dos radicais livres não cita qual a fonte destes ou qual seu alvo de ação, pois ainda apresentam-se como meras constatações da importância desses espécimes nos processos celulares. Grande parte desses estudos utiliza seqüestradores químicos ou enzimáticos de radicais livres, adição de espécies reativas de oxigênio- EROs- ou espécies reativas de nitrogênio-ERNs exógenas, ou previne a produção endógena dessas espécies usando inibidores específicos. Em alguns casos, verifica-se a ação direta dos radicais livres na resposta celular, enquanto que em outros essas espécies modificam o ambiente celular pela alteração que causam na expressão gênica.

Um exemplo de como as EROs são importantes está associado ao estímulo que essas espécies químicas exercem sobre a ação dos fatores de crescimento em células musculares lisas dos vasos sanguíneos.

Em estudos que buscaram comprovar a relação acima, verificou-se o aumento dos níveis celulares de peróxido de hidrogênio logo que foi administrado o fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF em inglês). Aumentando-se o nível intracelular de antioxidantes,como a glutationa, e de enzimas seqüestradoras de radicais livres, como a catalase, evitou-se o aumento de espécies reativas de oxigênio (EROS). Esses seqüestradores de radicais livres acarretaram o bloqueio: da síntese de DNA, da fosforilação da tirosina de certas proteínas induzida pela PDGF (fator de crescimento derivado de plaquetas), da quimiotaxia e da estimulação da proteína quinase ativada por mitógenos. Assim, a PDGF ligou-se a seu receptor nas células musculares lisas e promoveu a geração intracelular de EROs. O mecanismo molecular pelo qual as EROS estabelecem uma relação entre a ativação de receptores da quinase de tirosina e os sinais subseqüentes permanecem desconhecidos. Uma hipótese para a descrição desse mecanismo corresponde ao funcionamento das EROs como inativadoras da ação de fosfatase sobre a tirosina da proteína, o que levaria a um aumento da fosforilação da tirosina da proteína. Outra hipótese consiste na ativação direta de sinais críticos, como p21 ras, pelas EROS e ERN e a conseqüente ativação de eventos subseqüentes (como modificação dos processos transcricionais). De fato, muitos fatores de transcrição são modificados diretamente pelas EROS e ERNS e consequentemente sua atividade de transcrição encontra-se alterada.

Fonte bibliográfica: http://www.fasebj.org/cgi/reprint/11/2/118

Vitamina E e seus efeitos antioxidantes

A vitamina E, também conhecida como “vitamina da fertilidade”, ou tocoferol (pois, como será visto mais para frente é o composto presente em maiores quantidades dentro da família da vitamina E) é muitas vezes relacionada com a função de anti-esterilidade, sendo responsável por garantir o bom funcionamento de órgãos genitais masculinos e femininos e relacionada à fertilidade. Além disso, também é conhecida por sua relação com o melhor aproveitamento dos alimentos, sendo importante na dieta de todos os animais. Porém, tal qual fizemos com a vitamina C, vamos dar mais enfoque à função antioxidante dessa vitamina.
Como antioxidante a Vitamina E age na membrana celular, prevenindo danos à mesma quando inibe a peroxidação lipídica. Além disso, favorece o metabolismo celular além de sua falta afetar os processos de recuperação. Um mecanismo importante relacionado a essa vitamina é o fato de que ela evita a peroxidação de ácidos graxos poliinsaturados que ocorrem em membranas por todo o corpo, ajudando também na regeneração dos tecidos. A ação da vitamina E também consiste em uma ajuda na circulação e há estudos que mostram sua relação com o aumento dos glóbulos vermelhos. Sua ação também se estende para a prevenção de anemia hemolítica em bebês prematuros.
A “vitamina da fertilidade” pode ser encontrada em verduras, espinafre, óleos vegetais, ovos, castanhas, margarinas, banana, nozes, dentre outros.
A vitamina E é composta por oito compostos lipossolúveis, dentre os quais se incluem α- β- γ- δ-tocoferóis e α- β- γ- δ-tocotrienóis e todos esses têm a função de funcionar como antioxidantes das membranas para prevenir a propagação da peroxidação de lipídios. No caso dos animais o componente mais ativo da família da vitamina E é o α-tocoferol, o qual está presente em maiores concentrações na membrana celular e no plasma, sendo parte das lipoproteínas.
A reação do α-tocoferol com peroxil de ácidos graxos poliinsaturados forma radical α-tocoferil e LOOH. No caso da sua reação com outros radicais, pode-se ver no exemplo abaixo.

Os radicais α-tocoferil podem ser posteriormente reciclados, sem uso de enzimas, formando α-tocoferol, por outros antioxidantes, como coenima Q, ascorbato e carotenóides, tal como visto abaixo para coenzima Q e ascorbato.
Um ponto que é válido ressaltar nessa abordagem é que a concentração da vitamina E nas membranas celulares é muito baixa em membranas biológicas, o que, em parte, parece ser explicado por essa contínua reciclagem de α-tocoferol e outros tocoferóis.
Outro fato interessante é que indiretamente o α-tocoferol inibe danos ao DNA e a proteínas, pois, dentre outras maneiras, age sobre os produtos da peroxidação lipídica, que podem danificar resíduos de proteína e bases de DNA
Como citado anteriormente, o conteúdo de vitamina E nos humanos vem sendo associado aos níveis de incidência de problemas cardiovasculares (e de vários tipos de câncer também), mostrando efeitos positivos, porém, apesar de não ter sido tratado anteriormente, alguns estudos mostram que a vitamina E não trás efeitos significativos, pois possivelmente apenas indivíduo com níveis de vitamina E bastante baixos é que apresentam significativos efeitos a esse tipo de “tratamento”. Então porque muitas vezes se trata a vitamina E como tratamento certo para esse tipo de problemas? O fato é que muitas vezes a vitamina E não é administrada sozinha, pois é muito difícil de se isolar o efeito da mesma de vários outros efeitos de outros antioxidantes e de fatores que possam gerar realmente esse tipo de confusão.
O trolox, um análogo da vitamina E sintético e SOLÚVEL, também é um poderoso antioxidante que age efetivamente contra a a peroxidacao de lipídios. O valor do potencial padrão de redução do radical trolox/trolox e do α-tocoferil/ α-tocoferol é praticamente o mesmo.
Dessa forma, tal qual a vitamina C, muitas das atividades e ações atribuídas à vitamina E até hoje não foram totalmente confirmadas e aceitas por vários bioquímicos, mesmo que muitos efeitos antioxidantes dessa vitamina já tenham sido comprovados.

Bibliografia:

Capítulo 12-"Oxygen in Biology and Biochemestry: Role of Free Radicals"- do livro Functional Metabolism - Marcelo Hermes-Lima

http://vitaminas.netsaber.com.br/index.php?c=62

Radicais Livres e Asma

O tecido pulmonar possui um sistema protetor contra agentes oxidantes bem desenvolvido, já que esse conjunto de células encontra-se em contato constante com o próprio oxigênio e com outros oxidantes. Apesar de ter caprichado na natureza dessa proteção, o organismo pode entrar em estresse oxidativo quando há um desequilíbrio entre as concentrações de agentes oxidantes e de anti-oxidantes.

Uma conhecida manifestação do estresse oxidativo das células pulmonares e a asma.

Tambem colaboram para a manifestação dos sintomas da asma inflamações causadas por infecções virais e poluentes. Sendo assim, as células responsáveis por responder aos estímulos inflamatórios enviados ao epitélio pulmonar (eosinófilos, macrófagos, neutrófilos, monócitos e células residentes do proprio tecido pulmonar) consistem em poderosos produtores de oxidantes quando são ativadas.

A produção de ácidos hipo-haletos é de extrema importância para que o organismo hospedeiro possa se defender contra agentes infecciosos. Os macrófagos e monócitos , por meio da atividade de sua enzima lisossomal mieloperoxidase (MPO), e os eosinófilos, pela ação da eosinófilo peroxidase (EPO), catalisam a oxidação de haletos utilizando H2O2 e formam ácidos hipo-haletos. O problema dessas reações tão necessárias à defesa da célula é que elas formam também o radical hidroxil (OH*), que (como ja foi dito em outras postagens) é um dos radicais livres mais reativos e danosos ao organismo.

Além de tudo isso, as espécies reativas de oxigênio formadas pela atividade das mieloperoxidases e pelas eosinofilo peroxidases podem reagir com nitrito e H2O2 e formar espécies reativas de nitrogênio, agravando ainda mais o dano às células pulmonares.

Em certos modelos experimentais constatou-se a possibilidade produzir os sintomas da asma ao se utilizar agentes oxidantes. Dentre os efeitos pode-se observar broncoconstriccao. Observou-se também que agentes redutores produziam um efeito contrário: relaxamento das celulas musculares lisas das vias aéreas. Verificou-se que a exposição, in vitro, de células pulmonares estruturais e inflamatórias a oxidantes causa a liberação de citocinas e seus receptores, fatores de crescimento, metabólitos do ácido aracdônico envolvidos no processo inflamatório da asma. No interior do núcleo, os agentes oxidantes atuam modificando a expressão gênica, induzindo a producao de um fator nuclear e um ativador de proteina que promovem o aumento da expressação de fatores pró-inflamatórios.

Evidências da contribuição de oxidantes para a ocorrência de asma

Em comparações feitas entre indivíduos asmáticos e normais: verificou-se que os níveis de EPO e/ou MPO encontram-se aumentados na lavagem do fluido broncoalveolar dos doentes. Além disso, muitos marcadores do estresse oxidativo (como malondialdeido e acidos tiobarbitúricos) foram encontrados em concentrações aumentadas em urina, plasma, fluido broncoalveolar e tecido pulmonar de indivíduos asmáticos.

Atualmente, também existem técnicas que permitem a dosagem de H2O2 e NO presentes no ar exalado pelos indivíduos.

Defesas antioxidantes em asma

Estudos indicam que a asma pode se manifestar em indivíduos que apresentam suas defesas anti-oxidantes debilitadas ou com baixo funcionamento. Constatou-se, por exemplo, que, em condições estáveis, a atividade da CuZn-SOD é mais baixa em asmáticos do que em indivíduos saudáveis. A atividade do complexo inibidor de peroxinitrito também é mais baixa nos indivíduos doentes.

Os níveis de NO livres são geralmente mais baixos no sistema respiratório porque o NO produzido endógenamente pela NO sintase e complexado com agentes redutores como tióis, incluindo glutationa, para formar uma reserva maior de NO disponível para a bioatividade na forma de S- nitrotiois, que são relativamente resistentes a oxidantes.

Verificou-se que os níveis do broncodilatador endógeno S-nitrosoglutationa (GSNO) encontram-se reduzidos em criancas que morreram de asma, o que permitiu a elaboração de uma hipótese que correlaciona o catabolismo de GSNO ao efeito inibidor do relaxamento muscular das vias aéreas característico de asmáticos.

Estudos tentaram comprovar a relação inversa da ingestão da vitamina C com a ocorrência de asma, contudo ainda não há evidências suficientes para a recomendação de ingestão dessa vitamina para indivíduos qua apresentam propensão a apresentar asma. Por outro lado, pesquisas com a vitamina E relatam a inibição da resposta a estímulos alergênicos em animais e a relação inversa com incidência de asma. Espera-se que os resultados das diversas pesquisas acerca do tema possam colaborar para diminuir os efeitos negativos da asma.

Referência bibliográfica: Comhair SA, Bhathena PR, Farver C, Thunnissen FB,
Erzurum SC. Extracellular glutationa peroxidase
induction in asthmatic lungs: evidence for redox
regulation of expression in human airway epithelial
cells. FASEB J. 2001;15:70-8.

O papel do ferro no organismo é de suma importância vista a sua atuação na formação dos glóbulos vermelhos e, por conseqüência, na oxigenação corporal. Entretanto o acúmulo desse metal em nosso organismo é muito prejudicial, uma vez que ele é capaz de regenerar radicais livres derivados do oxigênio, como por exemplo, o hidroxil OH-. O acúmulo do metal dá-se principalmente no coração, sistema hepático e endócrino, ou seja, áreas vitais para o perfeito funcionamento do corpo humano.
Comumente, o estado de oxidação do ferro na molécula de hemoglobina é o Fe+2, porém aproximadamente 2% do ferro presente em nosso sangue está no estado de oxidação Fe+3 gerando a met-hemoglobina. A hemoglobina oxidada (Fe+3) é incapaz de transportar o oxigênio de maneira eficiente, e dessa forma, um aumento percentual de sua participação no sangue ocasiona diversas conseqüências indesejáveis para o organismo.

Uma das causas do aumento de ferro circulante é a condição da Beta-Talassemia, anomalia genética em que não ocorre a correta formação de globinas e conseqüentemente o ferro que seria utilizado na conformação estrutural da hemoglobina fica livre na corrente sanguínea.
Novas pesquisas e experimentos tentam diminuir a concentração excessiva de ferro circulante no corpo por meio do uso de agente quelantes – espécies químicas que fazem ligações não covalentes com os íons, aprisionando-os dentro de suas estruturas tridimensionais. Dentre esses agentes, os que ganharam destaque foram a desferoxamina e a deferiprona, capazes de ligar-se especificamente ao Fe+3, terem alta permeabilidade, terem baixo custo de fabricação e terem uma toxidade baixa. No intuito de medir a eficiência desses quelantes foi provocado um stress-oxidativo utilizando o terc-butil-hidroperoxido (TBHP em inglês). Durante esse experimento, utilizando eritrócitos Beta-talassêmicos e eritrócitos comuns, observou-se que quando era provocado o stress, os Betas sofriam maior degeneração tissular do que os normais e que a presença dos quelantes (desferoxamina e a deferiprona) minimizavam o efeito da oxidação assim como a formação da met-hemoglobina.
Determinou-se, portanto, que o ferro é um dos atores principais nas reações geradas por radicais livres e que inativação das espécies “extra” dos íons Fe+3 ajuda na diminuição dos efeitos deletério causados por esses derivados do oxigênio.

bibliografia: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-84842009000600013&lang=pt

Reperfusão pós-isquêmica

Reperfusão é o nome dado ao fenômeno do retorno sanguíneo a um órgão ou tecido após um período de isquemia, isto é, um período em que falta oxigenação e entrega de nutrientes devido a uma interrupção do fluxo de sangue.
A isquemia foi tratada, durante muito tempo, como uma doença, embora atualmente ela seja vista mais como um fator causador de distúrbios metabólicos e fisiológicos do que a doença propriamente dita. Essa interrupção da entrega sanguínea pode ser ocasionada por um trombo, uma estenose – derivada ou não de aterosclerose- ou por um trauma.
No processo de reperfusão pós-isquêmica, a restauração da entrega de oxigênio pode causar efeitos deletérios no tecido, em especial no endotélio, devido à ação de radicais livres. Esse fenômeno é denominado paradoxo do oxigênio, uma vez que o tecido está sofrendo uma degeneração (necrose) pela falta de oxigenação, e, quando esse quadro é alterado por uma perfusão oxigenada também ocorrem disfunções muitas vezes patológicas. A reoxigenação tissular (dos tecidos) causa lesões na membrana basal (por oxidação dos ácidos graxos da membrana), desorganização mitocondrial e lesões no sarcolema.
Os radicais livres atuam, principalmente na peroxidação dos ácidos graxos das membranas celulares, na inativação de enzimas dependentes de ligações sulfídricas, na inibição da síntese de ATP por meio de alterações do DNA e na formação de vários resíduos derivados do oxigênio que têm potencial redutor altíssimo.

Um dos efeitos mais comuns da reperfusão é a vasoconstricção após hipoxia – falta de oxigênio. Esse fenômeno ocorre preferencialmente no tecido endotelial, uma vez que ele é mais vulnerável à lesões por falta de suprimento oxigenado. O aumento do tono vascular e vasoespasmos são indicadores freqüentes de que houve uma isquemia. Isso ocorre pela liberação de hormônios e pela ação de dos radicais livres que induzem o tecido a agregar plaquetas na região lesada na tentativa de reparar os danos causados pelos agentes oxidantes.
Além disso, observa-se que a disfunção do tecido endotelial durante um quadro de hipoxia cardíaca é temporalmente proporcional ao dano das células miocárdicas. Esse fato pode explicar o aumento dos casos de infarto do miocárdio conforme o aumento do tempo de clampeamento da aorta durante cirurgias do coração.

bibliografia: http://publicacoes.cardiol.br/abc/1996/6604/66040013.pdf

Radicais Livres e Doença de Alzheimer

A investigação dos efeitos dos radicais livres sobre a doença de Alzheimer é de grande relevância, visto que a incidência dessa doença (a qual geralmente acomete idosos) tenderá a aumentar em nossa sociedade.

A doença de Alzheimer consiste em uma doença neurodegenerativa em que ocorre perda progressiva das capacidades neurológicas (motora e cognitiva) e da memória do indivíduo.

A explicação mais comum para a causa da Doença de Alzheimer é a precipitação de peptídeos Beta amilóides (um componente solúvel do líquido cefalorraquidiano e do plasma sanguíneo derivado do processamento do precursor de proteína amilóide), levando à formação de fibrilas neurotóxicas e a formação das placas senis. A ação desses peptídeos foi associada também à formação direta de radicais livres, os quais atuariam na oxidação de proteínas e peroxidação dos lipídios formadores (ambos: proteínas e lipídios) das membranas plasmáticas das células nervosas. A ocorrência de elevados níveis de ferro também está associada á doença, pois promove a propagação do processo de peroxidação levando à liberação de lipídios hidroperoxidados e ao aumento dos aldeídos circulantes.

Desajustes no equilíbrio iônico e um aumento nos níveis intracelulares de Cálcio seriam algumas das conseqüências causadas pela danificação da membrana plasmática das células nervosas. Isso pode acarretar uma ativação incontrolada de proteases dependentes de Cálcio e da enzima óxido nítrico sintetase, levando à formação de OONO-, o qual acabaria propagando o efeito degradativo dos radicais livres para outras células.

Além disso, a ação do peptídeo Beta amilóide seria responsável por formar uma resposta inflamatória aguda, a qual comprometeria a cadeia respiratória de elétrons de fagócitos e permitiria a formação de OONO-, desencadeando então uma reação em cascata que levaria à destruição progressiva das células neuronais.

Bibliografia: Functional Methabolism, Marcelo Hermes Lima.