A oxidação é parte fundamental de organismos vivos sob condições aeróbias, assim a produção dos radicais livres ocorre naturalmente ou como resultado de alguma disfunção biológica, sendo que as principais espécies reativas são o ânion superóxido, o peróxido de hidrogênio e o radical hidroxila (Ray et al., 2012). O excesso de radicais livres será combatido e eliminado por meio de substâncias antioxidantes que podem ser enzimáticas, estando inclusas nestas categorias superóxido dismutase, glutationa peroxidase e catalase, e não enzimáticas podendo ser citadas algumas vitaminas, como ácido ascórbico (vitamina C), α-tocoferol (vitamina E), carotenoides e aminoácidos como a metionina. O estresse oxidativo é caracterizado pelo imbalanço da produção de radicais livres e sua eliminação pelo sistema antioxidante.
A formação das espécies reativas inicia na mitocôndria, com a redução do oxigênio, havendo a aceitação de quatro elétrons, resultando na formação de água, sendo a enzima citocromo oxidase a catalisadora dessa reação. Na parte terminal da cadeia transportadora de elétrons, a referida enzima oxida quatro moléculas de citocromo C removendo um elétron de cada uma delas. Esses elétrons são adicionados ao O2 para formar água. A ação da citocromo oxidase controla a geração de radicais livres, impedindo sua geração excessiva na mitocôndria (Ott et al., 2007). No entanto, cerca de 2% a 5% do oxigênio metabolizado nas mitocôndrias são desviados para outra via metabólica, e reduzidos de forma univalente, dando origem aos radicais livres. Sabe-se também que outros complexos e enzimas também podem ser formadores de espécies reativas como o complexo da xantina oxidase (Lushchak, 2014).
O principal problema dos radicais livres formados são as moléculas nas quais eles irão se ligar para parelhar seus elétrons. A fonte mais importante de alterações mutagênicas no DNA é o dano oxidativo. Espécies reativas de oxigênio, como peróxido de hidrogênio, radicais hidroxila e radicais superóxidos, surgem durante irradiação ou como um subproduto do metabolismo aeróbio. Dessas espécies, os radicais hidroxila são responsáveis pela maioria dos danos oxidativos no DNA, pois ao se ligarem a essas moléculas podem causar danos nucleares nas mitocôndrias e nos cloroplastos causando efeitos deletérios na síntese de bases do DNA, levando ao mau funcionamento ou inativação da célula (Nelson e Cox, 2013; Sharma et al., 2012).
Defesa antioxidante
Dentre as substâncias enzimáticas, a superóxido dismutase (SOD) é a enzima responsável por catalisar a dismutação do ânion superóxido (O2-) em espécies menos reativas como o peróxido de hidrogênio (H2O2).
A dismutação é o processo pelo qual esse radical óxido ao receber íons hidrogênio, resultará no composto de peróxido de hidrogênio, e esse composto será reduzido pelas enzimas catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx).
Assim, essas enzimas atuam como a primeira linha de defesa antioxidante do organismo, auxiliando no basal da produção de radicais livres. O resultado da ação dessas enzimas serão moléculas inócuas como oxigênio e água (Aslani e Ghobadi, 2016).
O papel principal das enzimas SOD (superóxido dismutase) é evitar o acúmulo de ânions superóxidos,como destacado por Schieber e Chandel (2014). Essas enzimas, classificadas como metaloenzimas, necessitam de metais específicos para manter sua conformação funcional. Entre elas, temos a SOD1, que utiliza cobre e zinco em seu sítio ativo e está predominantemente localizada no citosol, no espaço intermembranoso e também na mitocôndria. Já a SOD2, presente na matriz mitocondrial, depende do manganês para sua atividade, sendo relevante no contexto da alta geração de ânions superóxidos pela cadeia respiratória mitocondrial (Halliwell, 1994; Nanduri et al., 2013; Ray et al., 2012). Além disso, existe a SOD3, uma enzima dependente de ferro, cuja ocorrência é típica em plantas.
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A enzima glutationa peroxidase (GPx) atua principalmente nas mitocôndrias e citosol, também é responsável pela redução do peróxido de hidrogênio, usando selênio como cofator (Ighodaro e Akinloye, 2017). Embora GPX e CAT compartilhem do mesmo substrato, isoladamente a GPx pode reagir eficazmente com lipídios e outros hidroperóxidos orgânicos, sendo a principal fonte de proteção contra os baixos níveis de estresse oxidativo.
Referências podem ser obtidas com o autor, pelo email [email protected]
