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Ortensia Zanella
5 anni fa
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2 I RADICALI LIBERI sono atomi o molecole che possiedono un elettrone spaiato nell orbita più esterna. SONO INSTABILI SONO MOLTO REATTIVI TENDONO AD AVVIARE REAZIONI A CATENA Come si formano i radicali liberi? A) L energia fornita dall ambiente può scindere il legame covalente fra due atomi (scissione omolitica) in modo tale che un elettrone rimane attaccato ad una delle due parti. Es. RADIOLISI DELL ACQUA H 2 O radiazione H + OH OH + OH H 2 O 2 H + H H 2 H + H 2 O 2 OH + H 2 O OH + H 2 H + H 2 O

3 B) Reazioni di ossido-riduzione che avvengono durante i normali processi metabolici. Gli atomi più suscettibili possono catturare un elettrone (anche in assenza di una sorgente esterna di energia) che, per esempio, deriva dalla catena mitocondriale di trasporto degli elettroni. L accettore principale di elettroni derivanti dalla catena respiratoria è l ossigeno. PARADOSSO DELL OSSIGENO: l ossigeno è indispensabile per la vita, ma è anche tossico; nessun animale che respiri può sopravvivere in presenza di ossigeno puro. Durante la normale respirazione l ossigeno viene sequenzialmente ridotto dall aggiunta di quattro elettroni per formare H 2 O.

4 C) I metalli di transizione (es. Fe, Cu, Zn), che possono cambiare valenza, partecipano ai trasferimenti di elettroni come accettori o donatori; quando si trovano liberi nei tessuti continuano a svolgere tale funzione e generano radicali liberi in modo incontrollato. Es. Reazione di Fenton H 2 O 2 + Fe 2+ OH + OH - + Fe 3+ Poiché la maggior parte del Fe intracellulare libero è nella forma ferrica (Fe 3+ ) deve essere prima ridotto alla forma ferrosa (Fe 2+ ) per poter partecipare alla reazione di Fenton. Tale riduzione può essere aumentata in presenza di superossido: O Fe 3+ O 2 + Fe 2+ Nell insieme si ha la cosiddetta reazione di Haber-Weiss catalizzata dal ferro: Reazione di Haber-Weiss O H 2 O 2 Fe OH + OH - + O 2

6 D) Metabolismo enzimatico di sostanze chimiche esogene e farmaci. Es. Conversione del CCl 4 da parte del sistema ossidasico a funzione mista nel SER epatico CCl 4 P 450 CCl 3 + Cl - E) L NO (ossido di azoto), un importante mediatore chimico generato da cellule endoteliali, macrofagi, neuroni e altri tipi cellulari, può agire come radicale libero e può essere trasformato in ONOO - (anione perossinitrito) NO 2 NO 3

formazione di legami crociati (cross-linking) Nell azione dei

7 Bersagli: - lipidi - carboidrati - proteine - acidi nucleici Conseguenze: - distorsione molecole - rottura molecole - formazione di legami crociati (cross-linking) Nell azione dei radicali liberi si possono distinguere tre fasi: innesco - propagazione - arresto

9 A) INNESCO: consiste nella formazione di RL con uno dei meccanismi descritti precedentemente. R-R R + R B) PROPAGAZIONE: reazione di trasferimento del radicale su altri atomi o gruppi. R + QH RH + Q R + Q-Q R-Q + Q N.B. Il numero dei RL prima e dopo la reazione rimane invariato. C) ARRESTO: la catema di reazioni termina quando i radicali che si propagano vengono rimossi per ricombinazione casuale con altri radicali di altre catene. R + R R-R R + Q R-Q R + ROO ROOR

10 L effetto finale dell attacco radicalico è una LESIONE MOLECOLARE

12 Sequence of events leading to fatty change and cell necrosis in carbon tetrachloride (CCl4) toxicity

13 Rat liver cell 4 hours after carbon tetrachloride intoxication, with swelling of endoplasmic reticulum and shedding of ribosomes. At this stage, mitochondria are unaltered

Esistono due principali linee di difesa: - ENZIMI ANTIOSSIDANTI (che eliminano i due reagenti principali, il radicale superossido e il perossido di idrogeno, cosicchè essi non possono più reagire

14 Esistono due principali linee di difesa: - ENZIMI ANTIOSSIDANTI (che eliminano i due reagenti principali, il radicale superossido e il perossido di idrogeno, cosicchè essi non possono più reagire attraverso la reazione di Haber-Weiss e produrre il pericolosissimo radicale OH SUPEROSSIDO CATALASI DISMUTASI (SOD) GLUTATIONE PEROSSIDASI O 2- + O 2 + 2H H 2 O 2 H 2 O 2 + H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 H 2 O GSH GSSG + 2 H 2 O 2 OH + 2 GSH GSSG + 2 H 2 O - SOSTANZE ANTIOSSIDANTI: possono bloccare le reazioni di formazione (innesco) dei radicali liberi oppure inattivare (scavenge scavengers) i radicali conducendo a reazioni di arresto a) IDROSOLUBILI ac. ascorbico (vit. C); glutatione b) LIPOSOLUBILI vitamina E (alfa-tocoferolo); beta-carotene

15 The role of chaperones in repairing protein damage Chaperones repair misfolded proteins; when this process is ineffective, proteins are targeted for degradation in the proteasome, and if misfolded proteins accumulate they trigger apoptosis.

16 LA PRODUZIONE DI RADICALI La LIBERI produzione PUO INDURRE di radicali DANNO liberi può CELLULARE indurre danno A DIVERSI cellulare LIVELLI a diversi.. livelli.

17 . ED ESSERE ALLA BASE DI GRAVI PATOLOGIE

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