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Fisiopatologia Bicocca
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Specie reattive dell'ossigeno

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RADICALI LIBERI (RL) E SPECIE REATTIVE DELLOSSIGENO (ROS) In medicina vengono chiamati radicali liberi anche i ROS
ROS Definizione Le specie reattive dellossigeno comprendono specie chimiche ad alta reattivit Formazione di ROS = processo fisiologico
ROS RL Anione Superossido Radicale idrossile non radicali Acqua ossigenata Ipoclorito Ossido Nitrico Ossigeno singoletto
RADICALE LIBERO Definizione Specie chimica capace di esistenza autonoma contenente uno o pi elettroni spaiati nellorbitale pi esterno ELEVATA instabilit ?REATTIVITA R
ELEVATA instabilit ?REATTIVITA Sottrarre lelettrone da altre molecole R + X-H R-H + X propagazione R + X R-X termine
Esempi di ROS
Come si formano ?
2 + ? ? ? ? ? ? ? Anione superossido Acqua ossigenata Radicale idrossile
OSSIGENO SINGOLETTO 1O2 IPOCLORITO ClO- H2O2 + Cl C ? H20 + ClO-
OSSIDO NITRICO NO 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
Ros
da dove provengono ?
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
Ros
FONTI ESOGENE Fumo Smog Raggi UV Ferro e Rame negli alimenti = 1015 ROS e RL =
ROS: Tossicit MAGGIOR REATTIVITA = MAGGIOR TOSSICITA
Velocemente inattivato dalla SOD No reazioni di propagazione Velocemente inattivato dalle CAT e GSH Possibili reazioni di propagazione
Tra i ROS la molecola pi tossica Innesca perossidazione radicalica in tutte le cellule Danneggia tutte le molecole Reazioni di propagazione No meccanismi di inattivazione endogena DANNI INDOTTI DAI ROS
Danneggiano proteine, lipidi e DNA
Danneggiano proteine, lipidi e DNA
OH - Acido arachidonico Carbonio radicalico +O2 ROO Radicale perossilipidico MDA ROO + RH ROOH + R Perossilipide stabile Ossidazione di lipidi insaturi malonildialdeide
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Sistemi di difesa (SISTEMI SCAVENGER)
Ros
Presenti nellorganismo: ENDOGENI - Catalasi -Superossidodismutasi (SOD): -Glutatione 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 C spazzini di radicali
GLUTAMMICO CISTEINA GLICINA RIDOTTO OSSIDATO
Il glutatione un forte antiossidante, sicuramente uno dei pi importanti tra quelli che l'organismo in grado di produrre. Rilevante 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 il NADPH.
Il glutatione un forte antiossidante, sicuramente uno dei pi importanti tra quelli che l'organismo in grado di produrre. Rilevante la sua azione sia contro i radicali liberi o molecole come perossido di idrogeno, nitriti, nitrati, benzoati e altre.
La?glutatione perossidasi? un enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, che catalizza la seguente reazione: L'enzima una proteina contenente un residuo di selenocisteina.? Scavenger
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X
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 verde, frutti in bacche). -Terpeni (cavolo, agrumi, basilico, peperoni)- es. Resveratrolo (vino rosso), licopene (pomodoro). RDA: Manganese 2 mg*, Rame 1.5 mg* (tossico da 10), Zinco15 mg (tossico a 75), Selenio 50 microgrammi (tossico almeno da 700) * stimata SISTEMI SCAVENGER C spazzini di radicali NON Presenti nellorganismo: ESOGENI
( Vit. E )
RDA 8 mg/die. Pi 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 VITAMINA EC tocoferolo
(Acido Ascorbico, L-ascorbato)
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 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 CC ascorbato
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)
Elim.urine
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 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. Gli sportivi nelle grandi citt dovrebbero introdurre meno carotene con gli alimenti. 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 AC retinolo
BILANCIO OSSIDATIVO: Fattori ossidanti = difese antiossidanti STRESS OSSIDATIVO: Fattori ossidanti >> difese antiossidanti
Implicazioni patologiche
La maggior parte delle patologie e dellinvecchiamento degli esseri viventi sono causati da processi chimici ossidativi, dovuti ad una ECCESSIVA produzione di radicali liberi.
Eccesso di ROS ?STRESS OSSIDATIVO
Contribuiscono allinvecchiamento e malattie degenerative della vecchiaia: tumori, malattie cardiocircolatorie, cataratta, disfunzioni cerebrali, diminuzione delle difese immunitarie
Le proteine presenti negli occhi mostrano un aumento di solfossido di metionina col passare degli anni e le proteine nelle cataratte umane presentano pi del 60% dei loro residui di metionina ossidati. Le cavie gravide private di glutatione, il pi importante antiossidante sol?drilico delle cellule, producono una prole affetta da cataratta. La pi promettente strategia di prevenzione contro questa patologia consiste nell'aumentare il consumo di antiossidanti nelle dieta e nel ridurre il fumo.
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FAGOCITI
Cervello= 2% del peso corporeo = consuma 20-25% di tutto lossigeno inspirato
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Danno microvascolare => attivazione fosfolipasi C Accumulo e attivazione di neutro?li Emolisi Riduzione ossigeno (ipossia)
Quali sono i test che misurano i radicali liberi e lo stress ossidativo? BAP test ( Biological Antioxidant Potential): misura la componente globale antiossidante nel sangue; d-ROMs (Reactive Oxygen Metabolites C Metaboliti Reattivi dellOssigeno): quantizza lo stato di ossidazione nel sangue MDA (malonildialdeide) : quanti?ca lo stato di ossidazione dei lipidi delle membrane
BAP Test, test per la determinazione del potenziale biologico antiossidante (Biological Antioxidant Potential), un test fotometrico, che consente di determinare la concentrazione ematica delle sostanze antiossidanti , in grado di ridurre il ferro dalla forma ferrica a quella ferrosa (Fe3+ ? Fe2+). BAP Test fornisce una misura globale di molti antiossidanti, quali la bilirubina, lacido urico, le vitamine C ed E e le proteine.
Lipid peroxidation (Malonyldialdehyde, MDA)
Radicals Oxygen Metabolites Test (d-ROMs test) Reazione di Fenton: i metalli di transizione (es. Fe) catalizzano la scissione degli idroperossidi (ROOH) in derivati radicalici secondari (alcossilici RO? e perossilici ROO? ): questi reagiscono con un derivato amminico che si trasforma in un catione radicalico colorato.
Le vitamine funzionano da catalizzatori, cio aumentano la velocit delle reazioni biochimiche senza essere consumate. Questo ultimo fatto spiega perch sono necessarie solo in piccola quantit. Non si dispone di dati che comprovano la necessit effettiva di un supplemento vitaminico IN UN REGIME DI DIETA EQUILIBRATA Diverso il caso di apporto nutrizionale insufficiente, malnutrizione.. Nello sportivo. 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 consigliabile integrare. Non sono stati riportati casi di tossicit indotta da supplementi antiox (in quantit non eccessive) Gli integratori sono da consigliare?

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  • 28. Il glutatione un forte antiossidante, sicuramente uno dei pi importanti tra quelli che l'organismo in grado di produrre. Rilevante 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 il NADPH.
  • 29. Il glutatione un forte antiossidante, sicuramente uno dei pi importanti tra quelli che l'organismo in grado di produrre. Rilevante la sua azione sia contro i radicali liberi o molecole come perossido di idrogeno, nitriti, nitrati, benzoati e altre.
  • 30. La?glutatione perossidasi? un enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, che catalizza la seguente reazione: L'enzima una proteina contenente un residuo di selenocisteina.? Scavenger
  • 32. X
  • 33. 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 verde, frutti in bacche). -Terpeni (cavolo, agrumi, basilico, peperoni)- es. Resveratrolo (vino rosso), licopene (pomodoro). RDA: Manganese 2 mg*, Rame 1.5 mg* (tossico da 10), Zinco15 mg (tossico a 75), Selenio 50 microgrammi (tossico almeno da 700) * stimata SISTEMI SCAVENGER C spazzini di radicali NON Presenti nellorganismo: ESOGENI
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  • 35. RDA 8 mg/die. Pi 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 VITAMINA EC tocoferolo
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  • 38. 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)
  • 40. 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 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. Gli sportivi nelle grandi citt dovrebbero introdurre meno carotene con gli alimenti. 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 AC retinolo
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  • 45. Contribuiscono allinvecchiamento e malattie degenerative della vecchiaia: tumori, malattie cardiocircolatorie, cataratta, disfunzioni cerebrali, diminuzione delle difese immunitarie
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  • 49. Cervello= 2% del peso corporeo = consuma 20-25% di tutto lossigeno inspirato
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  • 52. Quali sono i test che misurano i radicali liberi e lo stress ossidativo? BAP test ( Biological Antioxidant Potential): misura la componente globale antiossidante nel sangue; d-ROMs (Reactive Oxygen Metabolites C Metaboliti Reattivi dellOssigeno): quantizza lo stato di ossidazione nel sangue MDA (malonildialdeide) : quanti?ca lo stato di ossidazione dei lipidi delle membrane
  • 53. BAP Test, test per la determinazione del potenziale biologico antiossidante (Biological Antioxidant Potential), un test fotometrico, che consente di determinare la concentrazione ematica delle sostanze antiossidanti , in grado di ridurre il ferro dalla forma ferrica a quella ferrosa (Fe3+ ? Fe2+). BAP Test fornisce una misura globale di molti antiossidanti, quali la bilirubina, lacido urico, le vitamine C ed E e le proteine.
  • 55. Radicals Oxygen Metabolites Test (d-ROMs test) Reazione di Fenton: i metalli di transizione (es. Fe) catalizzano la scissione degli idroperossidi (ROOH) in derivati radicalici secondari (alcossilici RO? e perossilici ROO? ): questi reagiscono con un derivato amminico che si trasforma in un catione radicalico colorato.
  • 56. Le vitamine funzionano da catalizzatori, cio aumentano la velocit delle reazioni biochimiche senza essere consumate. Questo ultimo fatto spiega perch sono necessarie solo in piccola quantit. Non si dispone di dati che comprovano la necessit effettiva di un supplemento vitaminico IN UN REGIME DI DIETA EQUILIBRATA Diverso il caso di apporto nutrizionale insufficiente, malnutrizione.. Nello sportivo. 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 consigliabile integrare. Non sono stati riportati casi di tossicit indotta da supplementi antiox (in quantit non eccessive) Gli integratori sono da consigliare?