RADICAIS LIVRES

               O início dos estudos tem como base a década de 30, quando os primeiros conceitos sobre medicina biomolecular foram construídos. Foi Linus Pauling, ganhador de dois prêmios Nobel, quem falou pela primeira vez sobre a importância das vitaminas e sais minerais, destacando o valor da alimentação equilibrada na manutenção da saúde. Porém, as primeiras pesquisas sobre radicais livres surgiram em 1954, ganhando impulso somente em 1968. Com uma visão preventiva, a medicina biomolecular se preocupa em “atacar” a sua ação maléfica.

                Eles não devem ser considerados como bandidos que querem nos matar o tempo todo. Ao contrário, são muito úteis e nosso organismo não vive sem eles, pois são indispensáveis às nossas defesas contra as infecções, por exemplo. Deve ficar claro que em níveis considerados normais não são prejudiciais e sim o excesso dessas substâncias ou então, a diminuição de agentes oxidantes, que os torna tóxico para nossa saúde, recebendo a denominação de “estresse oxidativo”.

                Essa situação pode derivar tanto de:

fatores internos: envelhecimento, câncer, alguns tipos de anemia, infarto do miocárdio, arteriosclerose e doença de Parkinson.

fontes externas: é a fumaça do cigarro (cada tragada introduz no organismo uma quantidade muito grande de radicais livres), o estresse oxidativo (aumentado pelo: excesso de bebidas alcoólicas, exposição a poluentes atmosféricos, raios solares e raios-x), assim como pela ingestão excessiva de: gorduras, frituras e carnes vermelhas. 

                No organismo, os radicais livres de oxigênio podem combinar com:

o DNA das células: alterando seu código genético e produzindo uma multiplicação celular desordenada.

os ácidos graxos: constituintes de óleos e gorduras, pode favorecer o depósito de placas nas paredes arteriais, diminuindo sua elasticidade e propiciando o aparecimento de hipertensão arterial. 

               Uma alimentação rica em vegetais é a melhor opção para se proteger contra eles, diminuindo assim o risco de várias doenças e evitando o envelhecimento precoce.

Moriel Sophia

Cromoterapeuta – Sinaten 0880

 

RADICAIS LIVRES

Introdução

               O oxigênio, tão necessário para a vida humana, vira agente do mal e estraga as nossas células, pois nossa respiração forma os radicais livres, destruidores de células de que o corpo precisa.

               Nele existem moléculas desestabilizadas que provocam a oxidação (degeneração) celular. Este processo “corrosivo” pode ser observado quando partirmos uma maçã e guardamos uma das partes na geladeira. Em pouco tempo sua face estará escurecida. Esse efeito é provocado pela ação dos radicais livres, que oxidam (enferrujam) a superfície da fruta. O mesmo acontece em nossas células quando tais radicais se encontram em excesso.

               Para um melhor entendimento do que acontece vamos analisar de forma simples, a composição atômica e ocorrências provocantes de tais excessos.

Átomo

               No início do estudo e formulação da teoria atômica, era dado o nome de átomo a qualquer entidade química que poderia ser considerada fundamental e indivisível. Basicamente, abriga em seu núcleo partículas elementares de carga elétrica positiva (prótons) e neutra (nêutrons), cujo núcleo atômico é rodeado por uma “nuvem de elétrons em movimento contínuo chamada de eletrosfera”. A maioria dos elementos não são estáveis, por isso, quando dois átomos se aproximam, há uma interação das núvens eletrônicas entre si, bem como, com os núcleos dos respectivos átomos, tornando-os estáveis.

               Os átomos se ligam e formam agregados de moléculas. É a natureza destas que determinam as propriedades químicas das substâncias, caracterizando-as pelos: átomos que as integram, pela relação de proporção entre eles e pelo seu arranjo dentro de si. Um antigo conceito diz que a molécula é a menor parte de uma substância pura e que mantém suas características de composição e propriedades químicas. Entretanto,  atualmente tem-se conhecimento que tais propriedades químicas não são determinadas por uma só isolada, mas por um “conjunto mínimo” destas.

               Redefinindo, então, a molécula é um “conjunto eletricamente neutro” de dois ou mais átomos unidos por pares compartilhados de elétrons, dentro de ligações covalentes que se comportam como uma única partícula. Nestes casos recebem a denominação de substância molecular, por ser formada por moléculas discretas cuja ligação é suficientemente forte, caracterizando-a como uma identidade estável.

Física Quântica

               Esta identidade estável é uma condição quântica, onde a distribuição espacial dos átomos que formam uma molécula depende das propriedades químicas e do tamanho destes, propiciando as ligações covalentes quando os átomos são muito eletronegativos e o aspecto é equilibrado e simétrico.

               Se houver maior afinidade sobre os elétrons compartilhados, a distribuição espacial é deformada e modificam-se os ângulos da ligação, que passa a ser polar. Nas ligações covalentes, os conceitos de orbital molecular e orbital atômico são fundamentais, ou seja:

orbital atômico: em um átomo, correspondente a cada elétron com o seu respectivo spin.

orbital molecular: em uma molécula, com um spin em cada elétron, onde uma região do espaço pode ser ocupada por dois elétrons com spins emparelhados, pois de outra maneira eles seriam opostos e não covalentes. Na teoria do Orbital Molecular – MO os elétrons são tratados como se estivessem espalhados pela molécula como um todo e não ligados especificamente a cada um dos núcleos que compõem a molécula.

Característica da Física

               O oxigênio é um elemento químico de símbolo O, número atômico 8 (8 prótons e 8 elétrons) com massa atômica 16 u. O oxigênio molecular (O2) é um birradical (molécula com dois elétrons desemparelhados) de 16 elétrons que, embora apresentem um elétron não-emparelhado na última camada de cada átomo, é estável porque este elétron gravita na mesma direção, impedindo o O2 de agir como radical livre. Esta condição lhe confere características de potente oxidante, ou seja, receptor de elétrons de outras moléculas. 

Definição

               A produção de radicais livres pelos organismos representa um processo fisiológico, durante o processo de queima do oxigênio, utilizado para converter os nutrientes dos alimentos absorvidos em energia.

               São assim denominadas quaisquer espécies químicas que apresentam pelo menos um elétron, não-compartilhado, na camada de valência. Acontece por serem moléculas instáveis, pelo fato de seus átomos possuírem um número ímpar de elétrons em sua órbita externa, fora de seu nível orbital, gravitando em sentido oposto aos outros elétrons. Os radicais são eletronicamente instáveis e, por isso, altamente reativos, tendo a capacidade de reagir com um grande número de compostos que estejam próximos. Este elétron livre favorece a recepção de outras moléculas, transformando-se nos extremamente reativos. Têm vida média de milésimos de segundo, mas eventualmente podem se tornar estáveis, produzindo reações biológicas lesivas, vindo a exercer uma das seguintes funções:

receptores de elétrons: funcionando como “agentes oxidantes”.

doadores de elétrons: funcionando como “agentes redutores”. 

               Com relação à molécula de oxigênio, se ocorrer a citada entrada de energia, os elétrons não emparelhados também irão tomar direções opostas e formarão, então, uma molécula extremamente reativa chamada de espécies reativas do metabolismo do oxigênio – ERMO (ver tópico abaixo), consideradas como as principais espécies químicas relacionadas com os mecanismos patogênicos (estudo das doenças), sendo em número de cinco, a saber:

radicais principais:

radical superóxido (O2.-): é formado após a primeira redução do O₂. Ocorre em quase todas as células aeróbicas (que atuam na presença do oxigênio) e é produzido durante a ativação máxima de:

neutrófilos: aumento anormal de leucócitos (glóbulos brancos) nos tecidos ou na circulação periférica.

monócitos: leucócito mononuclear fagocitário, que quer dizer glóbulos brancos com um único núcleo, capaz de destruir outras partículas, que se forma na medula óssea e é posteriormente transportado para os tecidos, onde se desenvolve em macrófagos.

macrófagos: grande célula derivada do monócito do sangue, com o poder de englobar e destruir, por fagocitose, ingestão e destruição de corpos estranhos e volumosos.

eosinófilos: granulócitos (leucócitos) que fixa corantes ácidos e participa dos processos inflamatórios e defensivos do organismo.

radical hidroxila (OH.-): considerada a ERMO mais reativa em sistemas biológicos. A combinação extremamente rápida do OH^. com metais ou outros radicais no próprio sítio (local) onde foi produzido confirma sua alta reatividade. Assim, se a hidroxila for produzida próximo ao DNA e a este estiver fixado um metal, poderão ocorrer modificações de bases nitrogenadas como as purínicas e pirimidínicas, levando à inativação ou mutação do mesmo. Além disso, a hidroxila pode inativar proteínas (enzimas e membrana celular), ao oxidar seus grupos sulfidrilas (-SH) a pontes dissulfeto (-SS). Também pode iniciar a oxidação dos ácidos graxos poliinsaturados das membranas celulares (lipoperoxidação). Entretanto, estudos recentes indicam que o ferro também desempenha papel determinante na iniciação deste processo, sendo necessária uma relação equimolar Fe⁺⁺⁺ : Fe⁺⁺ no meio, para que ocorra a lipoperoxidação.

variações:

peróxido de hidrogênio (H₂O₂): apesar de não ser um radical livre, pela ausência de elétrons desemparelhados na última camada, o H₂O₂ é um metabólito (qualquer composto intermediário) do oxigênio extremamente deletério, porque participa da reação que produz o OH^.. O H₂O₂ tem vida longa, capaz de atravessar camadas lipídicas, podendo reagir com a membrana eritrocitária e com proteínas ligadas ao Fe⁺⁺. Assim, é altamente tóxico para as células, cuja toxicidade pode ser aumentada de dez para mil vezes quando em presença de ferro, como ocorre, por exemplo, na hemocromatose (distúrbio metabólico de bronzeamento da pele) transfusional (relativo à transfusão sangüínea).

radicais alquila (R.-).

radicais peróxido (ROO.-). 

               A água oxigenada ou peróxido de hidrogênio – H₂O₂ é um bom exemplo, pois diferentemente dos outros radicais tem um número par de elétrons, podendo “navegar” por células e assim, aumentar o risco de “trombar” com um átomo de ferro (Fe+++). Para atingir a estabilidade, reagem com o que encontram pela frente para roubarem um elétron, de modos a constituir o terceiro e mais terrível dos radicais, a hidroxila. Sua reação é instantânea com as moléculas da célula.

Ação

               Quanto mais exposta aos fatores, maior é a quantidade de radicais se acumularão. Com o tempo, esse efeito cumulativo pode causar alterações ou mutações irreversíveis nas células, favorecendo o aparecimento e o desenvolvimento de células cancerígenas.

               Seu surgimento também está relacionado ao enfraquecimento do sistema imunológico e ao envelhecimento, como:

pele: manchas pigmentadas, rugas precoces.

distúrbios mais sérios: como catarata, arteriosclerose, artrite. 

doenças mais incapacitantes ou mortais: enfisemas, acidentes vasculares cerebrais, de certas afecções reumáticas, doença de Parkinson, mal de Alzheimer. 

Modus operandi

               Todas as células do nosso corpo necessitam constantemente de oxigênio para converter os nutrientes absorvidos dos alimentos em energia. Entretanto, a queima do oxigênio pelas células (oxidação) tem seu preço, qual seja o de liberar moléculas de radicais livres.

                Dessa forma, esses podem danificar células sadias, cujo bombardeamento excessivo por essas moléculas danifica o DNA das células, bem como outros materiais genéticos. Entretanto, nosso corpo tem enzimas protetoras que reparam 99% do dano por oxidação, mesmo naquelas mais expostas aos ataques diários. Sendo assim, o nosso organismo consegue controlar o nível desses radicais produzidos através do metabolismo do oxigênio. Como já visto acima, esse processo oxidativo interno devido aos processos metabólicos, não é a única fonte.

                Há fatores externos que podem igualmente contribuir para este desequilíbrio e que podem causar danos irreparáveis. Dentre as mais prováveis encontram-se:

contaminação por metais como: cobre, chumbo, alumínio e mercúrio.

estresse e alto consumo de gorduras saturadas (frituras, embutidos e etc.).

fumo e fumaça de cigarro e o álcool.

poluição ambiental e gases de escapamentos de veículos.

raios X e radiação ultravioleta do sol.

radiação gama em alimentos (uso de microondas).

resíduos de pesticidas.

substâncias tóxicas presentes em alimentos e bebidas (aditivos químicos, hormônios, aflatoxinas e etc.). 

Funções normais

fatores positivos: por atacarem as moléculas, podem ser úteis aos organismos, pois quando algo estranho consegue penetrar, logo soa um alarme químico para as células do sistema imunológico:

neutrófilos: são os primeiros a chegar e capazes literalmente de fazer picadinho do invasor, pela liberação de grandes doses desses radicais através de suas membranas.

macrófagos: vêm em seguida e engolem e trituram o agente estranho, bombardeando-o com superóxidos por todos os lados. 

Deve ser lembrado também o papel importante no combate a inflamações, matando bactérias e controlando o tônus dos “músculos lisos“.

fatores negativos: são capazes de reagir com o chamado lipídio de baixa densidade, ou, o mau colesterol que circula no sangue. Essa gordura, quando alterada pelo oxigênio chama a atenção das células macrófagos, imunológicas, que fazem um serviço de limpeza no organismo, engolindo moléculas de colesterol. 

A Presença

na respiração: uma parte do oxigênio que respiramos se transforma em radicais livres, que estão ligados a processos degenerativos como o câncer e o envelhecimento. 

Introdução à respiração celular

               A produção de radicais livres pelos organismos representa um processo fisiológico, respondendo pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória.

               A atividade celular requer energia, que é obtida de certos alimentos, como a “queima” celular de açúcares em presença de oxigênio, chamada de “respiração celular aeróbica”. Este processo é realizado pela maioria dos seres vivos (animais ou vegetais) e fornece à célula a energia necessária às suas atividades. Esta energia é proveniente da “desmontagem” da glicose, que pode ser resumida na quebra gradativa das ligações entre carbonos, com a saída do dióxido de carbono – CO2, bem como, a remoção dos hidrogênios da glicose, em vários momentos do processo e por fim, sua oxidação na cadeia respiratória, com liberação de energia.

               Na cadeia, 98% do oxigênio molecular – O2 é reduzido em água. Às vezes, a mitocôndria, que é a parte da célula geradora de energia deixa escapar um elétron solitário, que é logo capturado pelo oxigênio (os 2% restantes). Com um elétron a mais, o oxigênio escapa e se transforma em radical superóxido (O2 com um elétron extra), que logo encontra uma enzima protetora, denominada de superóxido dismutase – SOD, que lhe doa um de seus elétrons. Com dois elétrons reagindo com o hidrogênio, a molécula se transforma na inofensiva água oxigenada, que normalmente vira água ao encontrar certas enzimas, como a catalase peroxidase e vitaminas do complexo B. Como outros sais, os sais de superóxido também se decompõem na ausência de água, através de aquecimento.

Colesterol

               Para uma boa identificação quanto aos tipos de colesterol hoje existentes, pode-se dizer que o HDL é o chamado bom colesterol e o LDL o mau colesterol. Como já citado acima, quando o organismo está com suas funções normais procura eliminar o mau colesterol, principalmente quando alterado pelo oxigênio, movimentando células macrófagas, células de defesa imunológica, que fazem um serviço de limpeza no organismo, engolindo moléculas de colesterol.

               Essas células, contudo, são convocadas para recuperar eventuais machucados na parede dos vasos e, chegando ali, muitas vezes estouram de tão gorduchas, espalhando o conteúdo oxidado pela lesão. Isso atrai mais macrófagos, criando aos poucos um monte de colesterol depositado, que pode impedir o livre trânsito do sangue (aterosclerose).

no exercício físico: em seu livro “Revolução Antioxidante” (Editora Record, 1994), Dr. Kenneth Cooper, descreve duas maneiras pelas quais os radicais livres são produzidos:

exercícios exaustivos: quando há um aumento de 10 a 20 vezes no consumo de oxigênio no corpo. Seu enorme bombeamento através dos tecidos desencadearia a liberação destes. Para se evitar isto, Cooper recomenda praticar os exercícios entre 65-80% da sua freqüência cardíaca máxima.

processo isquemia-reperfusão: a isquemia é a diminuição ou suspensão da irrigação sangüínea, numa parte do organismo, ocasionada por obstrução arterial ou por vasoconstrição (diminuição do vaso) e a reperfusão é a técnica pela qual, através de intervenção farmacológica ou mecânica, consegue-se recanalizar o vaso comprometido, a artéria obstruída, que originou o processo. Quando os exercícios físicos intensos são praticados, o fluxo sangüíneo é desviado para os músculos em atividade em detrimento aos órgãos não diretamente envolvidos. Assim, uma parte do corpo irá passar por uma deficiência de oxigênio. Ao término do exercício se dá a reperfusão devido ao retorno do sangue aos órgãos que estiveram privados. Este processo foi associado à liberação de grandes quantidades de radicais livres. 

               Porém, não necessariamente os atletas sofrem a ação dos radicais livres. As pesquisas detectaram que durante os exercícios, estes provocam um aumento na ação dos mesmos, mas Edmund Burke, Ph.D., salienta que: a ação dos radicais aumenta apenas temporariamente, voltando depois ao nível normal, devido ao fato de que em pessoas bem treinadas dentro de uma atividade física regular aumenta os níveis de enzimas que os destroem.

Sistemas de Defesa

               Em sistemas aeróbicos (na presença de oxigênio), é essencial o equilíbrio entre agentes óxidos-redutores (oxidando-se ao cederem elétron / reduzindo-se ao receberem elétron) e o sistema de defesa antioxidante. Esses agentes são gerados endogenamente (internamente) como conseqüência direta do metabolismo do O₂ e também em situações não-fisiológicas, como a exposição da célula a xenobióticos (tipos estranhos) que provocam a redução incompleta de O₂.

                Para vencer o desafio dos radicais livres, os seres aeróbicos desenvolveram uma bateria de mecanismos de proteção conhecidos como defesas antioxidantes, de forma a transformá-los em água ou controlá-los:

o radical superóxido: necessita da enzima superóxido dismutase para transformá-lo em peróxido de hidrogênio ou água oxigenada. O homem já consegue produzir algumas enzimas importantes contra os radicais livres, tendo-se como exemplo a glutationa, com as mesmas propriedades da superóxido dismutase que está sendo testada também no combate à AIDS. Outro processo é a Geneterapia, que insere um gene para aumentar a produção desta enzima, fazendo com que o número de radicais diminua no organismo.

peróxido de hidrogênio: o organismo produz a catalase e a peroxidase que o transformam em água.

radicais hidroxilas: são impedidas de se formarem pelos bioflavonóides, como a ginkgobilina e a rutina, fitoquímicos (substâncias químicas vegetais) que atuam no equilíbrio e controle de Ferro no organismo. 

               Para proteger-se, a célula possui um sistema de defesa que pode atuar em duas linhas:

detoxificadora do agente: antes que ele cause lesão. Constituí-se por:

glutationa reduzida (GSH): esta glutationa reduzida (GSH, L--glutamil-L-cisteinil-glicina) está presente na maioria das células e é o tiol (-SH) mais abundante no meio intracelular, determinante de sua capacidade redutora e presente na cisteína. Pode ser considerada como um dos agentes mais importantes do sistema de defesa antioxidante da célula, protegendo-a contra a lesão resultante da exposição com: íons ferro, oxigênio hiperbárico, ozona, radiação e luz ultravioleta. Além disto, atua:

isquemia e reperfusão: diminui a suscetibilidade à lesão renal decorrente desta. Existem várias evidências da atividade protetora dos componentes do sistema antioxidante. As lesões de reperfusão pós-isquemia de coração, rim, fígado e intestino são prevenidas por SOD, catalase ou allopurinol, sendo este último um bloqueador da produção de O₂^–, pela via da xantina-oxidase.

cisteína: atua como transportadora e reservatório.

lipoperoxidação: participa da detoxificação de agentes químicos

é requerida: para a síntese de DNA, de proteínas e de algumas prostaglandinas.

superóxido-dismutase (SOD): corresponde a uma família de enzimas com diferentes grupos prostéticos em sua composição. É decisiva quanto à proteção contra a toxicidade pelo oxigênio e seus radicais. Está invariavelmente presente nos aeróbios e ausentes nos anaeróbios obrigatórios. Nos sistemas eucariontes (células com núcleos) existem duas formas:

SOD-cobre-zinco: presente no citosol (parte líquida da célula). A dismutação é uma reação na qual, duas moléculas idênticas são transformadas em compostos diferentes. No caso da SOD, um íon superóxido oxida o outro, gerando O₂ (normal) e água oxigenada (O₂ + 2 elétrons excedentes).

SOD-manganês: localizada primariamente na mitocôndria (onde gera a energia na célula). Esta enzima também tem papel antioxidante, já que catalisa a dismutação do radical superóxido em H₂O₂ e O₂, na presença do próton H⁺.

Obs.: é um tipo de reação química na qual uma parte das moléculas é oxidada e a outra reduzida, dentro de uma desproporção, provocando um desproporcionamento químico. 

               Durante o processo hemolítico (alteração dos glóbulos vermelhos) decorrente de agressão térmica, os glóbulos vermelhos humanos exibem queda da atividade SOD. A adição desta enzima também protege o DNA de lesões provocadas pela sobrecarga de Fe⁺⁺⁺.

catalase: é uma hemeproteína citoplasmática que catalisa a redução do H₂O₂ a H₂O e O₂, ou seja, converte H₂O₂ em água, mas libera um átomo de oxigênio (altamente reativo, pois é um birradical, com dois elétrons desemparelhados)  e sua atividade é dependente de NADPH. É encontrada no: sangue, medula óssea, mucosas, rim e fígado. A suplementação de catalase exógena previne a oxidação da GSH mediada pelo H₂O₂, em eritrócitos humanos normais e também inibe as lesões oxidativas do DNA de timo de carneiros submetidos à sobrecarga de Fe⁺⁺⁺. Em modelo de estresse oxidativo decorrente de agressão térmica, os eritrócitos exibem diminuição da atividade da catalase durante o processo hemolítico termodependente.

glutationa-peroxidase (GSH-Px): catalisa (modifica a velocidade) da redução do peróxido de hidrogênio – H₂O₂ e peróxidos orgânicos para seus correspondentes alcoóis às custas da conversão da GSH a GSSG. Embora a GSH-Px tenha ação fundamentalmente citosólica (fluído interno da célula), in vitro ela é capaz de reduzir hidroperóxidos de membrana.

vitamina E (-tocoferol): com exceção desta vitamina, que é um antioxidante estrutural da membrana, a maior parte dos agentes antioxidantes está no meio intracelular.

reparadora da lesão ocorrida: sendo constituída pelo:

ácido ascórbico (vitamina C): vide abaixo.

glutationa-redutase (GSH-Rd): após exposição da GSH ao agente oxidante, ocorre sua reoxidação, como forma de recuperação feita pela enzima GSH-Rd, uma etapa essencial para manter íntegro o sistema de proteção celular. Habitualmente, a reserva intracelular de GSH-Rd é alta e somente uma grave deficiência desta enzima resultará em sinais clínicos. Trata-se de uma flavoproteína dependente da nicotinamida-adenina-dinucleotídeo-fosfato reduzida -NADPH e, portanto, também dependente da integridade da via das pentoses, correspondente ao açúcar simples, cuja cadeia principal é formada por cinco átomos de carbono. Sob condições de diminuição do fornecimento de NADPH, como no jejum e na deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase – G6PD há prejuízo da função da GSH-Rd.

glutationa-peroxidase (GSH-Px): visto acima.

LEMBRETES

As informações contidas neste artigo são da inteira responsabilidade de: Moriel Sophia – Cromoterapeuta – Sinaten 0880. Esta terapia auxilia o tratamento, mas não dispensa o “médico”. É permitida a reprodução total ou parcial, desde que citada a fonte.