7 ros-rl
- 1. RADICALI LIBERI (RL) O SPECIE REATTIVE DELLOSSIGENO (ROS) In medicina vengono chiamati radicali liberi anche i ROS
- 3. ROS Definizione Le specie reattive dellossigeno comprendono: - Forme parzialmente ridotte dellossigeno (RL) - Specie chimiche ad alta reattivit
- 4. RADICALE LIBERO Definizione Specie chimica capace di esistenza autonoma contenente un elettrone spaiato nellorbitale pi湛 esterno ELEVATA instabilit REATTIVITA R
- 5. ELEVATA instabilit REATTIVITA Sottrarre lelettrone da altre molecole R + X-H R-H + X propagazione R + X R-X termine Formazione di ROS = processo fisiologico
- 6. A concentrazioni elevate i ROS sono dannosi per lorganismo in quanto attaccano i maggiori costituenti della cellula (proteine, acidi nucleici, lipidi) partecipando cos狸 a processi complessi quali linvecchiamento e le patologie ad esso correlate. A concentrazioni moderate i ROS partecipano attivamente ad una variet di processi biologici complessi, implicati nella normale crescita cellulare quali la trasduzione del segnale, il controllo dellespressione genica, la senescenza cellulare, lapoptosi
- 7. ROS RL Superossido Radicale idrossile non radicali Acqua ossigenata Ipoclorito Ossido Nitrico Ossigeno singoletto
- 8. Diverse specie chimiche reattive sono implicate nella patogenesi dello STRESS OSSIDATIVO Non radicale HOClOAcido ipocloroso Radicale-S Tiile Non radicale ROONO(Alchil)perossinitrito Non radicale NO2 +Catione nitronio Non radicale ONOOHAcido perossinitroso Non radicale ONOO-Perossinitrito Non radicale N2O3Triossido nitrico Non radicale N2O4Tetrossido nitrico Non radicale HNO2Acido nitroso RadicaleNO Ossido nitrico Non radicale O3Ozono RadicaleE-O Fenossile (dalla vitamina E) RadicaleQ Semichinone (dal Coenz. Q) Non radicale ROOH(Alchil)idroperossido RadicaleROO (Alchill-)perossil radicale RadicaleR Radicale alchilico RadicaleHO Radicale ossidrile Non radicale H2O2Perossido di idrogeno Radicale (?)1O2 * Ossigeno singoletto RadicaleO2 Anione superossido ClasseFormulaSpecie chimica ClasseFormulaSpecie chimica
- 10. ROS: Come si formano ?
- 11. ANIONE SUPEROSSIDO O2 - (RL) mitocondri La sua formazione avviene spontaneamente in ambienti particolarmente ricchi di ossigeno
- 12. ACQUA OSSIGENATA H2O2 (ROS) perossisomi SOD Reazione di dismutazione Mono-amino- ossidasi (MAO)
- 13. COMT = catecol-O-metiltrasferasi MAO = monoamminossidasi URINE vitamina B12; folato MAO INATTIVAZIONE CATECOLAMMINE
- 15. RADICALE OSSIDRILE OH- (RL) 2 _ +
- 16. OH - Acido arachidonico (6) Carbonio radicalico +O2 ROO Radicale perossilipidico MDA ROO + RH ROOH + R Perossilipide stabile
- 17. Malonildialdeide
- 18. Effetto dei ROS sulle macromolecole Uno dei siti pi湛 sensibili al danno causato dai ROS 竪 la membrana plasmatica, in particolare il bersaglio 竪 a livello degli acidi grassi poliinsaturi. Il radicale idrossilico OH sottrae un atomo di idrogeno ad un acido grasso poliinsaturo, iniziando cos狸 una catena di reazioni di perossidazione lipidica. I perossidi lipidici formati in questa reazione vengono degradati per formare dei prodotti caratteristici quali la malonildialdeide (MDA) o lidrossinonenale (HNE) Questi composti reagiscono con le proteine formando legami crociati e addotti chimici con esse (prodotti finali di lipoossidazione avanzata)
- 20. IPOCLORITO ClO-
- 21. OSSIDO NITRICO NO eNOS EFFETTI . anti-aggreganti . anti-infiammatori . anti-ipertensivi . controllo dellapprendimento e della memoria . modulazione delle secrezioni e della motilit . modulazione del tono della muscolatura liscia bronchiale
- 22. eccessiva produzione di anione superossido comportano la conversione dellNO in perossinitrito, una forma radicalica alla quale 竪 legata la tossicit del mediatore primario O2 - + NO ONOO
- 24. ROS: da dove provengono ? INTRACELLS
- 25. I mitocondri vengono considerati la fonte principale di ROS cellulari poich辿 i radicali del superossido vengono generati costantemente durante la fosforilazione ossidativa e possono essere convertiti in H2O2 ed altre specie reattive dellossigeno Durante i processi di fosforilazione ossidativa, il 4-5% dellossigeno non viene completamente ridotto ad H2O, ma forma prodotti intermedi dellO2 altamente reattivi
- 26. Nella cellula, i ROS oltre che nei mitocondri, vengono generati anche in altri compartimenti e da molti enzimi.
- 27. Numerose attivit metaboliche sono in grado di generare ROS Citocromo P450 Citocromo b5 NADH deidrogenasi Citocromo ossidasi NADPH ossidasi Lipoossigenasi Xantina ossidasi Aldeide ossidasi Stress ossidativo da modificazioni reattive della superficie cellulare Stress ossidativo da induzione farmacometabolica Stress ossidativo da variazioni intracellulari della pO2 Stress ossidativo da ridotta efficienza del- la respirazione cellulare Citocromo P450 Citocromo b5 Xantina ossidasi Aldeide ossidasi NADPH ossidasi Lipoossigenasi NADH deidrogenasi Citocromo ossidasi
- 28. ROS: da dove provengono ?
- 29. Consumo di ossigeno nei mitocondri Ossidazioni di molecole (es. adrenalina, noradrenalina) Produzioni da reazioni enzimatiche (es. xantine ossidasi) RADICALE SUPEROSSIDO O2- FONTI ENDOGENE Perossisomi Reazioni SOD-dipendenti Produzione da reazioni enzimatiche (es. MAO) Ossidazione acidi grassi PEROSSIDO DI IDROGENO H2O2 Reazioni ossidoriduttive dellH2O2 In presenza di ferro libero RADICALE OSSIDRILE OH Fagociti BURST OSSIDATIVO Aumento della temperatura corporea Aumento delle catecolammine Produzione di acido lattico Ipossia-riossigenazione
- 32. FAGOCITI
- 33. FONTI ESOGENE Fumo Smog Raggi UV Ferro e Rame negli alimenti = 1015 ROS e RL =
- 35. ROS: tossicit ? MAGGIOR REATTIVITA = MAGGIOR TOSSICITA
- 36. Velocemente inattivato dalla SOD No reazioni di propagazione Velocemente inattivato dalle CAT e GSH Possibili reazioni di propagazione
- 37. Tra i ROS 竪 la molecola pi湛 tossica Innesca perossidazione radicalica in tutte le cellule Danneggia tutte le molecole Reazioni di propagazione No meccanismi di inattivazione endogena DANNI INDOTTI DAI ROS
- 38. Danneggiano proteine, lipidi e DNA
- 39. Danneggiano proteine, lipidi e DNA
- 42. Malonildialdeide
- 43. ROS: Sistemi di difesa SISTEMI SCAVENGER
- 45. Presenti nellorganismo: ENDOGENI - Catalasi -Superossidodismutasi (SOD): -Glutatione perossidasi Coenzima Q10 Ac. Urico Bilirubina (prodotti di scarto) Riciclo del glutatione ossidato: G-S-S-G + NADPH + H+ 2 GSH + NADP+ (NADPH dalla via dei pentoso fosfati) SISTEMI SCAVENGER spazzini di radicali 2 H2O2 O2 + 2 H2O
- 46. Alimenti che contengono manganese: The, zenzero, zafferano, chiodi di garofano Alimenti che contengono rame: Fegato, ostriche, funghi, sesamo Alimenti che contengono zinco: Ostriche, cereali, germe di grano, grana RDA: Manganese 2 mg*, Rame 1.5 mg* (tossico da 10), Zinco15 mg (tossico a 75), Selenio 50 microgrammi (tossico almeno da 700) * stimata
- 47. La glutatione perossidasi 竪 un enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, che catalizza la seguente reazione: L'enzima 竪 una proteina contenente un residuo di selenocisteina.
- 49. Il glutatione 竪 un forte antiossidante, sicuramente uno dei pi湛 importanti tra quelli che l'organismo 竪 in grado di produrre. Rilevante 竪 la sua azione sia contro i radicali liberi o molecole come perossido di idrogeno, nitriti, nitrati, benzoati e altre. Svolge un'importante azione nel globulo rosso, proteggendo tali cellule da pericoli ossidativi che causerebbero l'emolisi. Elemento importante per il suo funzionamento 竪 il NADPH.
- 50. Il glutatione 竪 un forte antiossidante, sicuramente uno dei pi湛 importanti tra quelli che l'organismo 竪 in grado di produrre. Rilevante 竪 la sua azione sia contro i radicali liberi o molecole come perossido di idrogeno, nitriti, nitrati, benzoati e altre.
- 52. X
- 54. Contenuti negli alimenti: -Vit. C (idro), E (lipo), A (lipo), manganese, rame, zinco, selenio - Flavonoidi (uva mele cipolle) - polifenoli (cavolo, pomodoro, peperone, prezzemolo) - catechine (t竪 verde, frutti in bacche). -Terpeni (cavolo, agrumi, basilico, peperoni)- es. Resveratrolo (vino rosso), licopene (pomodoro). SISTEMI SCAVENGER spazzini di radicali NON Presenti nellorganismo: ESOGENI
- 56. ( Vit. E )
- 57. RDA 8 mg/die. Pi湛 precisamente il fabbisogno andrebbe riferito al contenuto di grassi poliinsaturi della dieta. Scarsamente tossica. Tollerata almeno fino a 2000 mg/die. Svolge azione antiossidante Contenuto in 100 g di parte edibile (mg) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Vitamina E fegato di bue 0,5 sardine sottolio 4.3 burro 0,2 olio di semi 4,7 ----------------------------------------------------------------------------------------- carote 0,4 ----------------------------------------------------------------------------------------- albicocche 0,9 mandorle 11,5 3 noci/die 2 mandorle/die VITAMINA E tocoferolo
- 59. Idrossiprolina e idrossilisina- legami intracatena Modificazioni post-traduzionali Vitamina C Vitamina C LEGAMI H INTRACATENA MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI (glicosilazione)
- 60. Parecchi studi mostrano che vit.C diminuisce durante esercizio fisico Ricerche mostrano che 600 mg vit. C a maratoneti diminuiscono lincidenza di infezioni dei tratti respiratori superiori. Alcuni studi mostrano anche un effetto ergogenico. Necessit Normali: 60 mg/die. Allenamento quotidiano: 100 mg Sport che richiedono sforzi prolungati: fino a 500mg Quantit superiori vengono eliminate con le urine Fonti principali Contenuto in 100 g di parte edibile (mg) ----------------------------------------------------------------------------------------------------- Vitamina C peperoni 151 broccoletti di rape 110 spinaci 54 pomodori maturi 25 fragole 54 ------------------------------------------------ 1kiwi 85 1arancia 50 1mandarino 42 1 pompelmo 56 VITAMINA C ascorbato
- 61. La vitamina C previene il raffreddore E una diceria. Non esistono studi che dimostrano una simile capacit Esiste una soglia renale ( similmente al glucosio) Il suo metabolismo produce ossalato (calcoli)
- 62. Elim.urine
- 63. Presente come tale o come precursori non vitaminici (caroteni). Il contenuto totale viene espresso come retinolo-equivalenti (RE). RDA 1000 RE Vit. A ha azione antiossidante- Deve essere sconsigliato il sovradosaggio perch辿 si accumula. Un eccesso porta a diminuzione della densit ossea e aumento del rischio di fratture dellanca. Effetti teratogeni sul feto. I precursori (caroteni) sono deboli antiossidanti in vivo e possono essere pro-ossidanti nei polmoni. Contenuto in 100 g di parte edibile (g R.E.) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Vitamina A fegato bovino 16.500 sardine sottolio 20 burro 960 olio di semi 0 ----------------------------------------------------------------------------------------- carote 1148 zucca 599 spinaci 485 indivia 213 pomodori maturi 135 ----------------------------------------------------------------------------------------- albicocche 360 cachi 237 melone 189 VITAMINA A retinolo
- 64. Le vitamine funzionano da catalizzatori, cio竪 aumentano la velocit delle reazioni biochimiche senza essere consumate. Questo ultimo fatto spiega perch辿 sono necessarie solo in piccola quantit. Infatti non si dispone di dati che comprovano la necessit effettiva di un supplemento vitaminico nello sportivo. Infatti si ritiene che le maggiori necessit di vitamine possano essere gi compensate dalle maggiori quantit di alimenti introdotti dallo sportivo. In caso di impegni particolarmente gravosi si pu嘆 integrare con vitamine C, E, A, B12-folico.
- 65. BILANCIO OSSIDATIVO: Fattori ossidanti = difese antiossidanti STRESS OSSIDATIVO: Fattori ossidanti >> difese antiossidanti
- 67. La maggior parte delle patologie e dellinvecchiamento degli esseri viventi sono causati da processi chimici ossidativi, dovuti ad una ECCESSIVA produzione di radicali liberi.
- 68. Eccesso di ROS STRESS OSSIDATIVO
- 69. Contribuiscono allinvecchiamento e malattie degenerative della vecchiaia: tumori, malattie cardiocircolatorie, cataratta, disfunzioni cerebrali, diminuzione delle difese immunitarie
- 70. Le proteine presenti negli occhi mostrano un aumento di solfossido di metionina col passare degli anni e le proteine nelle cataratte umane presentano pi湛 del 60% dei loro residui di metionina ossidati. Le cavie gravide private di glutatione, il pi湛 importante antiossidante solfidrilico delle cellule, producono una prole affetta da cataratta. La pi湛 promettente strategia di prevenzione contro questa patologia consiste nell'aumentare il consumo di antiossidanti nelle dieta e nel ridurre il fumo. PERDITA PROGRESSIVA DI TRASPARENZA DEL CRISTALLINO
- 71. Brain = 2% del peso corporeo Brain = consuma 20-25% di tutto lossigeno inspirato
- 73. Danno microvascolare => attivazione fosfolipasi C Accumulo e attivazione di neutrofili Emolisi Riduzione ossigeno (ipossia)
- 74. CH3-CH2-OH 0-5% entra nelle cellule della mucosa gastrica nel primo tratto GI 85-98% viene metabolizzato nel fegato 2-10% viene escreto attraverso polmoni e reni RADICALI LIBERI E PATOLOGIE EPATICHE 10-20%
- 75. Nel caso di intossicazione acuta di etanolo, 竪 probabile che leccesso di acetaldeide che si forma venga ossidata da alcuni enzimi alternativi (xantina-ossidasi) con produzione di anione superossido.