Especie reactiva do osíxeno: Diferenzas entre revisións
Contido eliminado Contido engadido
m Bot: Cambio o modelo: Cite book; cambios estética |
|||
Liña 1:
[[Ficheiro:Major cellular sources of Reactive Oxygen Species in living cells.jpg|thumb|Principais fontes delulares de especies reactivas do osíxeno nas células vivas non fotosintéticas (segundo
As '''especies reactivas do osíxeno''' (ERO ou, en inglés, ROS) son moléculas quimicamente reactivas que conteñen osíxeno. Exemplos son os [[ión]]s [[osíxeno (elemento)|osíxeno]] e os [[peróxido]]s. As especies reactivas do osíxeno son moi reactivas debido á presenza de electróns de valencia desapareados.
As especies reactivas do osíxeno formanse como un produto do metabolismo normal do osíxeno e teñen importantes papeis na [[sinalización celular]] e a [[homeostase]]. <ref name="Devasagayam 2004 796">{{cite journal|last=Devasagayam|first=TPA|coauthors=Tilak JC, Boloor KK, Sane Ketaki S, Ghaskadbi Saroj S, Lele RD|title=Free Radicals and Antioxidants in Human Health: Current Status and Future Prospects|journal=Journal of Association of Physicians of India (JAPI)|year=2004|month=October|volume=52|pages=796}}</ref> Porén, tamén se xeran debido a fontes exóxenas, como a [[radiación ionizante]], e durante os momentos de estrés ambiental (por exemplo, exposición aos raios UV ou á calor), os niveis destas especies químicas poden incrementarse drasticamente. <ref name="Devasagayam 2004 796"/> Isto pode orixinar un dano significativo na estrutura celular, que acumulativamente se denomina [[estrés oxidativo]].
== Sinalización celular e efectos nocivos ==
Normalmente, as células deféndense contra os danos producidos polas especies reactivas do osíxeno utilizando [[encima]]s como a [[alfa-1-microglobulina]], [[superóxido dismutase]]s, [[catalase]]s, [[lactoperoxidase]]s, [[glutatión peroxidase]]s e [[peroxirredoxina]]s. Pequenas moléculas [[antioxidante]]s como o [[ácido ascórbico]] (vitamina C), [[tocoferol]] (vitamina E), [[ácido úrico]], e [[glutatión]] tamén xogan un importante papel como moléculas antioxidantes. Da mesma maneira, os [[antioxidante polifenólico|antioxidantes polifenólicos]] axudan a impedir os danos causados polas especies reactivas do osíxeno ao eliminaren [[radical libre|radicais libres]]. Polo contrario, a capacidade antioxidante do espazo extracelular é menor (o antioxidante do plasma máis importante en humanos é o ácido úrico).
Liña 11:
As especies reactivas do osíxeno están implicadas nas actividades celulares durante diversas respostas inflamatorias como nas [[enfermidade cardiovascular|enfermidades cardiovasculares]]. Poden estar tamén implicadas na discapacidade auditiva causada por danos na [[cóclea]] inducidos por niveis sonoros elevados, na [[ototoxicidade]] de drogas como a [[cisplatina]], e na xordeira conxénita de animais e humanos. <ref name=Antezza>Katia Antezza. Genetic Variants C242T and -930 A/G of the p22 phox NAD(P)H oxidase polymnorphism and vasodilatation endothelium-dependent in essential hypertension. [http://paduaresearch.cab.unipd.it/3067/1/TesiDottoratoKatia.doc.pdf]</ref> A [[sinalización celular]] está tamén implicada na mediación da [[apoptose]] ou da morte celular programada e en danos [[isquemia|isquémicos]], como os producidos durante os [[accidente cerebrovascular|accidentes cerebrovasculares]] ou os [[infarto de miocardio|infartos de miocardio]]. <ref name=Antezza/>
En xeral, os efectos nocivos das especies reactivas do osíxeno nas células son principalmente: <ref>{{
# danos no [[ADN]]
# oxidacións de ácidos graxos poliinsaturados nos lípidos ([[peroxidación de lípidos]])
Liña 17:
# inactivación oxidativa de encimas específicos por oxidación dos seus [[cofactor]]es.
=== Resposta a patóxenos ===
Cando as plantas recoñecen o ataque dun patóxeno, unha das primeiras reaccións que se inducen é producir rapidamente [[superóxido]]s ou [[peróxido de hidróxeno]] para fortalecer a [[parede celular]]. Isto impide o espallamento do [[patóxeno]] a outras partes da planta, basicamente ao formarse unha rede arredor do patóxeno que restrinxe o seu movemento e reprodución.
=== Danos oxidativos ===
Nos organismos [[aeróbico]]s a enerxía necesaria para realizar as funcións biolóxicas prodúcese nas [[mitocondria]]s por medio da [[cadea de transporte electrónico]]. Durante este proceso, ademais da enerxía, prodúcense especies reactivas do osíxeno, que poden causar danos celulares no [[ADN]], [[ARN]], e [[proteína]]s, os cales, en teoría, contribúen á fisioloxía do [[envellecemento humano|envellecemento]].
As especies reactivas do osíxeno son un produto normal do [[metabolismo]]. Un dos principais contribuíntes á produción de danos celulares é o [[peróxido de hidróxeno]] (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>), o cal se orixina a partir dos [[superóxido]]s que saen da mitocondria. A [[catalase]] e a [[superóxido dismutase]] evitan parte dos efectos nocivos do peróxido de hidróxeno e do superóxido ao converteren estes compostos en [[osíxeno molecular|osíxeno]] e [[auga]], que son moléculas inofensivas. Porén, esta conversión non é eficiente ao 100%, e persisten na célula cantidades de peróxidos residuais. Aínda que as especies reactivas do osíxeno se producen como un produto do funcionamento celular normal, as cantidades excesivas poden causar efectos deletéreos. <ref name="isbn0-8247-1723-6">{{
As capacidades memorísticas declinan coa idade, especialmente en enfermidades dexenerativas como o [[Alzheimer]], o cal está acompañado da acumulación de danos oxidativos. Estudos actuais demostran que a acumulación de especies reactivas do osíxeno pode empeorar o estado físico porque os danos oxidativos contribúen á senescencia. En concreto, a acumulación de danos oxidativos pode levar a unha disfunción cognitiva, como se demostrou nun estudo no cal se lles deu a ratas vellas [[metabolito]]s mitocondriais e despois realizaron [[test cognitivo|tests cognitivos]]. Os resultados mostraron que as [[rata]]s tiñan mellores resultados despois de recibiren os metabolitos, o que suxire que os metabolitos reducían o dano oxidativo e melloraban a función mitocondrial. <ref name="pmid11854529">{{cite journal | author = Liu J, Head E, Gharib AM, Yuan W, Ingersoll RT, Hagen TM, Cotman CW, Ames BN | title = Memory loss in old rats is associated with brain mitochondrial decay and RNA/DNA oxidation: partial reversal by feeding acetyl-L-carnitine and/or R-alpha -lipoic acid | journal = Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. | volume = 99 | issue = 4 | pages = 2356–61 | year = 2002 | month = February | pmid = 11854529 | pmc = 122369 | doi = 10.1073/pnas.261709299|bibcode = 2002PNAS...99.2356L }}</ref> A acumulación de danos oxidativos pode despois afectar á eficiencia da mitocondria e incrementar máis o grao de produción de especies reactivas do osíxeno. <ref name="pmid1355616">{{cite journal | author = Stadtman ER | title = Protein oxidation and aging | journal = Science | volume = 257 | issue = 5074 | pages = 1220–4 | year = 1992 | month = August | pmid = 1355616 | doi = 10.1126/science.1355616 |bibcode = 1992Sci...257.1220S }}</ref>
A acumulación de danos oxidativos e as súas implicacións no envellecemento dependen do tecido no que ocorreu o dano. Outros resultados experimentais suxiren que o dano oxidativo é responsable do declive do funcionamento cerebral relacionado coa idade. Encontrouse que os [[xerbilo]]s (roedores da subfamilia Gerbillinae) vellos tiñan niveis máis altos de proteínas oxidadas en comparación cos novos. O tratamento destes roedores vellos e novos cun composto trampa de spin (que detecta os radicais libres) causa a diminución do nivel de proteínas oxidadas nos máis vellos pero non tiveron efecto nos máis novos. Ademais, os vellos realizaban as tarefas cognitivas mellor durante o tratamento pero cesaba a capacidade funcional cando se suspendía o tratamento, causando un incremento do nivel de proteínas oxidadas. Isto levou aos investigadores a concluír que a oxidación de proteínas celulares é potencialmente importante para a función cerebral <ref>J M Carney, P E Starke-Reed, C N Oliver, R W Landum, M S Cheng, J F Wu, and R A Floyd. Reversal of age-related increase in brain protein oxidation, decrease in enzyme activity, and loss in temporal and spatial memory by chronic administration of the spin-trapping compound N-tert-butyl-alpha-phenylnitrone. PNAS May 1, 1991 vol. 88 no. 9 3633-3636.
== Produción interna ==
Os radicais libres prodúcense principalmente en [[orgánulo]]s, como as [[mitocondria]]s, e tamén se liberan desde eles ao [[citosol]]. <ref name=Muller2000>{{Cite journal | title = The nature and mechanism of superoxide production by the electron transport chain: Its relevance to aging | year = 2000 | author = Muller, Florian | journal = AGE | pages = 227–253 | volume = 23 | issue = 4 | doi = 10.1007/s11357-000-0022-9 | postscript =}}</ref><ref name="pmid11139407">{{cite journal | author = Han D, Williams E, Cadenas E | title = Mitochondrial respiratory chain-dependent generation of superoxide anion and its release into the intermembrane space | journal = Biochem. J. | volume = 353 | issue = Pt 2 | pages = 411–6 | year = 2001 | month = January | pmid = 11139407 | pmc = 1221585 | doi = 10.1042/0264-6021:3530411 }}</ref> As mitocondrias converten a enerxía nunha forma utilizable pola célula, a [[adenosina trifosfato]] (ATP). O proceso no que se produce ATP chámase [[fosforilación oxidativa]], a cal implica o transporte de protóns (ións hidróxeno) a través da membrana mitocondrial interna por medio da [[cadea de transporte electrónico]]. Na cadea de transporte electrónico, os electróns pasan a través dunha serie de proteínas por medio de reaccións de [[oxidación-redución]], nas cales cada proteína da cadea ten un [[potencial de redución]] maior ca a proteína previa. O destino final dos electróns que circulan pola cadea é unha molécula de osíxeno. En condicións normais, o osíxeno redúcese formando auga; porén, arredor do 0,1–2% dos electróns que pasan a través da cadea (cifra obtida en mitocondria illadas, xa que non hai acordo sobre a cifra nos organismo vivos), producen unha oxidación prematura e incompleta do osíxeno, formando un radical superóxido (·O<sub>2</sub><sup>-</sup>), mellor documentado nos [[complexo I|complexos I]] e [[complexo III|III]]. O superóxido non é particularmente reactivo de seu, pero pode inactivar encimas específicos ou iniciar a [[peroxidación de lípidos]] cando está na súa forma protonada, hidroperoxil [[hidroperoxil|HO<sub>2</sub>]]·. O [[pKa]] do hidroperoxil é 4,8. Así, a pH fisiolóxico, a maioría está en forma de
Cando se causan moitos danos ás mitocondrias dunha célula, esta sofre [[apoptose]] ou morte celular programada. As proteínas Bcl-2 están situadas na superficie das mitocondrias, detectan os danos, e activan unha clase de proteínas chamadas Bax, as cales crean perforacións na membrana das mitocondrias, causando que o [[citocromo c]] saia ao citosol. Este citocromo únese á Apaf-1 ou factor-1 activador da [[protease]] apoptótica, o cal flota libremente no [[citoplasma]] celular. Utilizando enerxía do ATP da mitocondria, a Apaf-1 e o citocromo c únense entre si formando apoptosomas. Os [[apoptosoma]]s únense á [[caspase]]-9, activándoa, a cal é outra proteína que flota libremente. A caspase-9 despois cliva (corta) as proteínas da membrana mitocondrial, causando a súa rotura e inicia unha cadea de reaccións que levan á desnaturalización de proteínas e finalmente á [[fagocitose]] da célula.
== Causa do envellecemento ==
De acordo coa [[teoría dos radicais libres]], os danos oxidativos iniciados polas especies reactivas do osíxeno son unha das principais contribucións ao declive funcional característico do envellecemento. Mentres que os estudos en modelos de experimentación vertebrados indican que os animais modificados xeneticamente que carecen de encimas antioxidantes específicos (como a superóxido dismutase, SOD), en xeral, teñen unha duración da vida máis curta (con respecto ao que se agardaría en teoría), a manipulación xenética contraria, que incrementa os niveis de encimas antioxidantes, deu lugar a efectos inconsistentes sobre a duranción da vida (aínda que varios estudos en ''[[Drosophila]]'' mostraron que a duración da vida aumentaba ao sobreexpresar MnSOD ou os encimas que biosintetizan o [[glutatión]]). Tamén son contrarios a esta teoría, os resultados obtidos coa deleción do SOD2 mitocondrial, que aumenta a vida do verme ''[[Caenorhabditis elegans]]''. <ref name="pmid19197346">{{cite journal |author=Van Raamsdonk JM, Hekimi S |title=Deletion of the mitochondrial superoxide dismutase sod-2 extends lifespan in Caenorhabditis elegans |journal=PLoS Genet. |volume=5 |issue=2 |pages=e1000361 |year=2009 |month=February |pmid=19197346 |pmc=2628729 |doi=10.1371/journal.pgen.1000361 |url=}}</ref>
En ratos, a historia é bastante similar. A deleción de encimas antioxidantes, en xeral, acurta a vida, aínda que os estudos de sobreexpresión non mostraron que aumentase de forma consistente a duración da vida (con algunhas excepcións recentes). <ref name="pmid17640558">{{cite journal | author = Muller FL, Lustgarten MS, Jang Y, Richardson A, Van Remmen H | title = Trends in oxidative aging theories | journal = Free Radic. Biol. Med. | volume = 43 | issue = 4 | pages = 477–503 | year = 2007 | month = August | pmid = 17640558 | doi = 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034 }}</ref>
== Superóxido dismutase ==
As [[superóxido dismutase]]s (SOD) son un tipo de encimas que catalizan a [[dismutación]] do superóxido en [[osíxeno molecular|osíxeno]] e [[peróxido de hidróxeno]]. Son unha importante defensa antioxidante en case todas as células expostas ao osíxeno. En [[mamífero]]s e na maioría dos [[cordado]]s, existen tres formas de superóxido dismutase. A SOD1 está localizada no citoplasma, a SOD2 na mitocondria e a SOD3 é extracelular. A primeira é un [[dímero]] (consta de dúas subunidades), e as outras son [[tetrámero]]s (constan de catro subunidades). A SOD1 e a SOD3 conteñen [[cobre]] e [[cinc]], e a SOD2 ten [[manganeso]] no seu [[centro activo]]. Os seus xenes están localizados, respectivamente, nos [[cromosoma 21|cromosomas 21]], [[cromosoma 6|6]], e [[cromosoma 4|4]], (concretamente en 21q22.1, 6q25.3 e 4p15.3-p15.1).
Liña 53:
* 2 H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> → 2 H<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub> ''(catalase)''
* 2GSH + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> → GS–SG + 2H<sub>2</sub>O
== Quimioterapéutica do cancro dirixida ás especies reactivas do osíxeno ==
Investigacións recentes demostran que a desregulación [[redox]] orixinada a partir de alteracións metabólicas e a dependencia de sinalización [[mitoxénico|mitoxénica]] e de supervivencia por medio das especies reactivas do osíxeno representa unha vulnerabilidade específica das células malignas que pode ser selectivamente aproveitada utilizando quimioterapéuticos redox antioxidantes e prooxidantes. <ref>{{cite journal |author=Wondrak GT |title=Redox-directed cancer therapeutics: molecular mechanisms and opportunities |journal=Antioxid. Redox Signal. |volume=11 |issue=12 |pages=3013–69 |year=2009 |month=December |pmid=19496700 |doi=10.1089/ARS.2009.2541 |pmc=2824519 }}</ref>
Liña 61:
{{listaref}}
== Véxase tamén ==
=== Outros artigos ===
* [[Antioxidante]]
* [[Melanina]]
Liña 76:
=== Ligazóns externas ===
*
[[Categoría:Radicais libres]]
[[Categoría:Compostos químicos]]
[[ca:Espècies reactives de l'oxigen]]
Liña 87 ⟶ 86:
[[es:Especie reactiva de oxígeno]]
[[fr:Dérivé réactif de l'oxygène]]
[[ko:활성산소]]▼
[[id:Spesi oksigen reaktif]]
[[ja:活性酸素]]
▲[[ko:활성산소]]
[[no:Frie radikaler]]
[[pl:Reaktywne formy tlenu]]
|