Carton sobre milagre científico

Stress oxidativo – Vantagens e desvantagens

Conforme já referido noutro post (mais informações aqui), o stress oxidativo resulta principalmente de um desequilíbrio entre moléculas potencialmente perigosas para as nossas células, as espécies reativas de oxigénio, e, moléculas protetoras da integridade oxidativa das nossas estruturas celulares. Quando esse desequilíbrio favorece as primeiras, ou desfavorece as segundas, temos a condição designada de stress oxidativo.

O stress oxidativo é o grande pilar da teoria do envelhecimento, pois apesar de nós termos várias defesas antioxidantes para nos proteger, há sempre espécies reativas de oxigénio que conseguem contornar essas defesas, causando danos, que se acumulam. Além disso, no caso dos fumadores, existe um stress oxidativo permanente, principalmente ao nível das células pulmonares, pois o fumo do tabaco contém grandes quantidades de espécies reativas de oxigénio (e espécies reativas de azoto, mas sobre essas não irei falar hoje), o que faz com as defesas antioxidantes existentes nos pulmões sejam incapazes de lidar totalmente com as agressões provenientes do fumo do tabaco.

Mas nem tudo são más notícias, pois a nossa bioquímica está cheia de exemplos onde até as situações/moléculas mais perigosas podem ser convertidas numa vantagem, pelo menos nalguns contextos… É o que se passa com o stress oxidativo! Apesar de ser uma situação potencialmente fatal para as células e, portanto, na maioria das vezes, ser uma situação que devemos evitar, existe uma altura onde o stress oxidativo é benéfico par ao nosso organismo. Estou a falar da resposta inflamatória…

De uma forma simples, quando existe um microrganismo invasor (ou outros tipos de estímulos), o nosso organismo deteta que alguma coisa não está bem, e dá início à resposta inflamatória. Um dos componentes celulares mais importantes da mesma são os neutrófilos, uma classe de glóbulos brancos. Uma das formas de atuação dos neutrófilos está relacionada com o contacto dos mesmos com microrganismos invasores. Em resposta a essa situação, os neutrófilos aumentam a sua taxa metabólica, e o motivo é simples: querem sobre-produzir espécies reativas de oxigénio, ou seja, querem induzir o stress oxidativo. Claro que se trata de um processo controlado, ou seja, a estimulação do stress oxidativo dá-se a um nível que ainda pode ser eficazmente eliminado pelas nossas defesas antioxidantes, mas a maior parte dos microorganismos já não vão ter essa capacidade. Ou seja, os neutrófilos induzem o stress oxidativo, a um nível ainda tolerado pela maioria das nossas células, mas não tolerado pela maioria dos microrganismos. Dessa forma, a invasão é controlada e, idealmente não causa danos significativos no nosso organismo.

Portanto, até o stress oxidativo pode ser vantajoso, desde que corretamente controlado. É mais um exemple notável de quão fascinante é o Mundo da Bioquímica… ;)

Mapa metabólico sobre a utilização de propionil-CoA

Hemoglobina

Para os animais superiores, os mecanismos de difusão simples nos fluídos corporais não são uma forma eficiente de suprir as necessidades de oxigenação dos seus tecidos e material celular. À razão área/volume destes seres vivos, junta-se o facto de o O2 ser uma molécula tendencialmente insolúvel, o que dificulta ainda mais o seu transporte. A solução passa então por proteínas transportadoras, associadas a eritrócitos – mioglobina e sobretudo hemoglobina, sobre a qual versam as linhas que se seguem. A hemoglobina é uma proteína oligomérica e de forma geral é uma metaloproteína constituída por cerca de 600 aminoácidos, organizados em 2 cadeias alfa e 2 cadeias beta emparelhadas entre si, numa estrutura globular quaternária. As quatro cadeias constituem a parte orgânica da molécula, e estão ligadas a grupos prostéticos heme (constituídos por um anel de porfirina e um metal de transição: Fe2+) que têm afinidade para as moléculas de O2 por causa da configuração electrónica. É o Fe2+ que assume esta função, sempre na sua forma ferrosa, sendo que a férrica – Fe3+ - não é capaz de ligar com O2 sendo ao mesmo tempo mais instável e propenso à formação de espécies reativas. Fe2+ possui 1 local de ligação para O2 e esta ligação como seria de esperar, é reversível, para permitir que o oxigénio seja transportado de onde e para onde é necessário. Desta ligação surge uma mudança de cor no sangue humano, de vermelho vivo quando se encontra na sua forma oxigenada, para um tom mais arroxeado na sua fase venosa. Algumas moléculas como CO2 e NO têm uma maior afinidade pelo grupo heme, “expulsando” as moléculas de O2 dos eritrócitos, o que explica a sua toxicidade para o organismo[1]. A porfirias são doenças genéticas relacionadas com a porfirina do grupo heme, temos como exemplos a porfiria aguda intermitente e a acumulação de uroporfirogénio I cada uma com sintomas específicos [2].
No que diz respeito ao transporte coordenado de O2, CO2 e H+, o mecanismo é o seguinte: O2 liga-se cooperativamente à hemoglobina (isto quer dizer que as ligações promovem mais ligações) e depois a afinidade da hemoglobina varia com o pH. Num ambiente ácido o H+ e CO2 provoca a libertação de O2 enquanto que num meio básico,  o O2 provoca a libertação de H+ e CO2. Isto é o efeito de BOHR (efeito recíproco): CO2 + H2O <-> HCO3- + H+
Os eritrócitos mortos libertam o grupo heme gerando: o Fe3+ (que é reciclado) e a bilirrubina (que é excretada no fígado). Esta última pode ter um efeito negativo se libertada no sangue, pois causa icterícia, ou um efeito positivo de antioxidante especialmente como antioxidante da membrana, porque recolhe dois radicais hidroperóxido, possuindo cerca de 1/10 da eficiência da vitamina C.

Texto escrito por:

Beatriz Ribeiro

Cláudia Campos

Cartoon - Meiose

Stress oxidativo - Defesas antioxidantes

Recentemente fiz um post sobre o stress oxidativo (podem lê-lo aqui), no qual, naturalmente, dei algum destaque às espécies reativas de oxigénio. Ora bem, hoje vou falar dos “bons da fita”, ou seja, dos antioxidantes…

A palavra “antioxidante” é provavelmente a palavra que mais se ouve nos anúncios dos meios de comunicação social, seja no contexto alimentar, cosmético, etc. E, na realidade, nós podemos (e devemos!) garantir um aporte exógeno elevado de antioxidantes, pelo que se trata de um assunto importante em vários contextos. O que possivelmente menos pessoas sabem é que nós já temos vários antioxidantes internos. Sendo assim, podemos já dividir os antioxidantes em 2 categorias:

- antioxidantes exógenos, são aqueles que nós obtemos principalmente a partir da alimentação;

- antioxidantes endógenos, são aqueles que nós produzimos nas nossas células e que, em condições normais, estão sempre presentes nas mesmas.

Outra classificação possível é a seguinte:

- antioxidantes enzimáticos, que são enzimas que nós produzimos e que têm como função eliminar as espécies reativas de oxigénio. Por exemplo, existe uma enzima, designada por superóxido dismutase que catalisa a conversão de 2 aniões superóxido, que são radicais livres), numa molécula de peróxido de hidrogénio (que apesar de ser uma espécie reativa de oxigénio, não é um radical livre). Outro exemplo é a catalase (podem ler mais sobre esta enzima aqui), que converte o peróxido de hidrogénio em duas moléculas potencialmente inofensivas para as nossas biomoléculas, a água e o oxigénio.

- antioxidantes não-enzimáticos, que são moléculas que funcionam como antioxidantes porque reagem com as espécies reativas de oxigénio, promovendo a sua inativação. No fundo, são moléculas que “generosamente” se colocam na linha da frente da batalha contra os pró-oxidantes. Por isso, esses pró-oxidantes vão reagir com elas, promovendo a sua oxidação. Esta situação é benéfica, porque são os antioxidantes que acabam por ficar oxidados, poupando as nossas biomoléculas dos danos oxidativos. Estes antioxidantes não-enzimáticos têm muitas vezes na sua composição anéis benzénicos que estabilizam a presença de um possível eletrão desemparelhado, podendo também reagir uns com os outros para que os seus eletrões desemparelhados fiquem emparelhados. 

Dentro desta classe temos a glutationa, por exemplo, que é um antioxidante endógeno muito importante para os glóbulos vermelhos (e para outros tipos celulares…) e que reage com peróxidos, sofrendo oxidação. Quando sofre oxidação, dimeriza com outra glutationa oxidada. Também temos algumas moléculas que são antioxidantes exógenos, nomeadamente a vitamina C e a vitamina E, que são antioxidantes muito importantes para o nosso plasma e para as nossas membranas, respetivamente. Atenção que há muitas vitaminas que não têm função antioxidante, ou seja, esta característica não pode ser generalizada a todas as restantes. Existem também vários antioxidantes que, não sendo indispensáveis para o nosso metabolismo, contribuem para o seu bom funcionamento, pertencendo por isso à classe dos compostos bioativos da alimentação. Os flavonoides ou o licopeno do tomate são bons exemplos disso.

Portanto, se olharmos para as duas classificações, facilmente se percebe que os antioxidantes exógenos são sempre não-enzimáticos, e que os antioxidantes endógenos podem ser enzimáticos ou não-enzimáticos. Independentemente da classe onde se inserem, são moléculas extremamente importantes e se nós conseguirmos garantir um aporte adequado dos mesmos, seguramente que estaremos mais preparados para lidar com o stress oxidativo.

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