SURSE DE RADICALI LIBERI (RL)

"Respiratia" mitocondriala

Respiratia este procesul complex prin care O2 din aerul inspirat ajunge datorita circulaiei sangvine la tesuturi si in final, la nivelul mitocondriilor celulare. In celulele eucariote, aerobe, actul final al respiratiei consta in reducerea O2 cu 4 electroni provenii din reactiile metabolice si transportati prin lantul respirator.

4Citocrom e2+ + Citocrom oxidaza(ox) ----> 4Citocrom e3+ + Citocrom oxidaza (red)

O2 + Citocrom oxidaza(red) + 4H+ ----> Citocrom oxidaza (ox) + 2H2O

Lantul respirator mitocondrial consta dintr-o gama heterogena de catalizatori redox (nucleotide ca NADH, flavoproteine ca NADH dehidroge-naza, proteine continand Fe si S, ubichinone si citocromi) localizati in membranele interne mitocondriale. Scopul acestui lant respirator este cuplarea lui cu biosinteza ATP pe cei trei centri de transfer de electroni. Cand viteza fosforilanta este limitanta, substanta care decupleaza fosforilarea (biosinteza ATP) va creste mult consumul de O2.

S-a aratat ca formarea H2O2 se datoreste activitatii superoxid dismutazei (SOD). SOD aflata in matricea mitocondriala determina dismutarea O2 format metabolic prin:

2O2- + 2H+ ----> H2O2 + O2

Producerea O2-in cursul respiratiei mitocondriale pare sa constituie un mecanism de autoreglare. O parte din O2-rezulta din autooxidarea NADH dehidrogenazei, deci superoxidul produce o inactivare a enzimei, astfel ca prezenta SOD in matricea membranelor interne asigura protectia necesara.

H2O2 rezultat din reactia mentionata anterior va fi neutralizat nu prin activitatea catalazei, asa cum era de asteptat, ci prin GSH peroxidaza, prin reactia:

2GSH + H2O2 ----> 2H2O + GSSG

Comparativ cu catalaza, GSH peroxidaza are avantajul de a actiona eficient la concentratii foarte mici de H2O2, dar si de a neutraliza peroxizii lipidici.

Peroxizomii

Sunt organite de digestie celulara, dotate cu un echipament enzimatic specializat care le confera roluri deosebite in procesele metabolice din organism. Astfel, formarea H2O2 provine in primul rand din activitatea unor oxidaze, ce actioneaza asupra aminoacizilor si -hidroxi acizilor.

D(L) aminoacizi ----> cetoacizi + H2O2

L--hidroxiacizi ----> cetoacizi + H2O2

Pentru neutralizarea H2O2 in peroxizomi se gaseste o cantitate apreciabila de catalaza, care poate actiona fie catalazic, fie peroxidazic, utilizand diferite substraturi:

2H2O2 ----> 2H2O + O2

2H2O2 + Fenoli (etanol) ----> 2H2O + Chinone (acetaldehida)

A doua sursa de formare a H2O2 se datoreste -oxidarii acizilor grasi, proces care are loc si in mitocondrii. Pentru fiecare reziduu de 2C din molecula acizilor grasi se formeaza un mol de H2O2. In cazul unui regim foarte bogat in lipide producerea de H2O2 poate depasi capacitatea protectoare a catalazei, creand conditii pentru peroxidarea lipidelor si consecinte periculoase.

Fagocitoza

Cel mai important proces metabolic furnizor de radicali liberi din organism este fagocitoza, ce are loc in leucocitele PMN si macrofage. Rolul RL (in special ai oxigenului) este esential in fagocitoza si consta in uciderea sau labilizarea structurala a agentului patogen (cel mai studiat a fost rolul bactericid al superoxidului). Cea mai mare implicare a RLO se produce in etapa in care are loc activarea NADPH oxidazei prin fosforilare.

Prostaglandine si leucotriene

Prostaglandinele (PG) si leucotrienele (LT) sunt metaboltii ai acidului arahidonic a caror biosinteza are loc in leucocitele fagocitante si intr-o mai mica masura si in celulele endoteliale, vezicule seminale etc.

Implicatiile RL apar in etapa de labilizare a structurii acidului arahidonic. Acest proces poate fi catalizat de ciclooxigenaza cu producerea de prostaglandine, prostacicline si tromboxani sau de lipooxigenaza cu formare de leucotriene si lipoxine. In cazul ambelor cai enzimatice, primii produsi sunt peroxizi sau endoperoxizi, avand gruparea peroxi OH grefata adiacent unei duble legaturi. Principalul endoperoxid care apare in biosinteza prostaglandinelor este PGE2, foarte activ biologic, de 10 ori mai potent in inducerea agregabilitatii comparativ cu ADP.

Peroxidarea lipidelor nesaturate

Acizii grasi polinesaturati (AGPN) reprezinta principalul substrat al RL. Prin interactiunea cu O2��" se formeaza intermediar peroxizi lipidici, iar in final produsi de descompunere carbonilici (aldehide) sau hidrocarburi inferioare (etan, propan).

Autooxidarea unor compusi

Alta sursa de O2- in celule este autooxidarea anumitor compusi ca acid ascorbic (vit. C), tioli (glutation, cisteina) si coenzime flavinice. Aceste reactii de autooxidare pot fi amplificate prin implicarea ionilor metalelor tranzitionale.

N.B. Producerea RL poate fi amplificata de compusi toxici straini. Exemplul clasic este cel al CCl4 care a fost primul compus despre care s-a stabilit ca isi exercita toxicitatea prin mecanism RL, fiind metabolizant la CCL3 prin actiunea Cit. P450 in ficat.

Voteaza articolul ( Articolul este votat ca foarte bine.)

EVIDENTIEREA EXPERIMENTALA A LEZIUNILOR HEPATICE PRODUSE DE RL
Implicarea RL in patogeneza hepatica a fost investigata de multi ...