Radicales libres y toxicidad del O

- RADICAL: Molécula con un electrón único desapareado.


- RADICAL LIBRE: Radical capaz de tener una existencia independiente y estable.



Los RADICALES LIBRES son MUY REACTIVOS. Reaccionan con: Lípidos, proteínas, DNA e Hidratos de carbono.




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CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DEL OXÍGENO


- ES UN BIRRADICAL: Tiene dos e- únicos enorbitales diferentes, pero con espines paralelos.


- Es por ello que el OXÍGENO NO PUEDE OXIDAR FÁCILMENTE un enlace covalente.



- Las reacciones en las que interviene el oxígeno son entonces:

- Lentas

- Implican un único e-
- Deben estar CATALIZADAS:
Por metales
Por metaloproteínas


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ESPECIES REACTIVAS



El oxígeno escapaz de generar dos tipos de especies químicas reactivas, que son muy perjudiciales para los seres vivos.


Especies de oxígeno reactivas (ROS)
Radical superóxido (O2-) *
Peróxido de hidrógeno (H2O2)
Radical hidroxilo (OH•) *
Especies de oxígeno y nitrógeno reactivas (RNOS)
Óxido nítrico (NO•) *
Trióxido de nitrógeno (N2O3)
Peroxinitrito (ONOO-)
Nitrito (NO2-)
Ácido peroxinitroso(HONO2)
Dióxido de nitrógeno (NO2•) *

* (= Radical libre)




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Se conocen más de 100 enfermedades en las que están implicados los radicales libres.



En algunas son la causa primaria y en otras aumentan las complicaciones clínicas (causa secundaria).



- Enfermedad de ALZHEIMER - Enfermedad de PARKINSON
- Envejecimiento (no es unaenfermedad) - Daño hepático en alcohólicos crónicos
- Esclerosis lateral amiotrófica - Esclerosis múltiple
- Síndrome de DOWN - Diabetes
- Insuficiencia renal aguda - Cáncer cervical
- Aterogénesis - Distrofia muscular tipo DUCHENNE
- Enfermedades cardiovasculares - etc., etc.





ESPECIES DE OXÍGENO REACTIVAS (ROS)



Para su total reducción a agua, el oxígeno es capaz de aceptarcuatro electrones.


Se ha calculado que, del total del oxígeno consumido por la mitocondria, un 0.1% - 4% no es reducido totalmente a agua.



Ejemplo: el par UQ•- / UQ es altamente reductor. El O2 tiene acceso al sitio Qp, por lo que es posible que UQ•- done su e- al O2 y no lo haga al Cit. bL. Eso genera un radical superóxido (O2-).

La generación de radicales libre es pues unfenómeno natural en la célula.



- Para su total reducción, el oxígeno es capaz de aceptar uno a uno, hasta cuatro electrones.


Pero si el proceso no es completo, podrán aceptarse uno, dos o tres electrones únicamente.



Si acepta un único e- O2- (Radical Superóxido)
Si acepta solo dos e- H2O2 (peróxido de hidrógeno)
Si acepta solo tres e- OH• (Radical hidroxilo)*************************************

RADICAL SUPERÓXIDO (O2-)


- Se origina principalmente en la cadena de transporte electrónico mitocondrial.


- También puede ser producido por la xantina oxidasa (degradación de purinas).


- Tiene MUY BAJA SOLUBILIDAD, por lo que no difunde lejos de donde se produce.



- Puede originar radical hidroxilo, de forma no enzimática (Reacción de Haber-Weiss).O2- + H2O2 + H+ -------> O2 + H2O + OH•



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PERÓXIDO DE HIDRÓGENO (H2O2)


- No es un radical libre pero, al ser un oxidante débil, puede formarlos por interacción con metales, en una reación no enzimática (Reación de Fenton)


H2O2 + Fe2+ ----------> Fe3+ + OH- + OH•



- Puede, además, participar en la reacción deHaber-Weiss.


- Puede difundir a través de las membranas biológicas.


- Es producido por muchas enzimas que unen O2, presentes en peroxisomas, mitocondrias y retículo endoplásmico.



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RADICAL HIDROXILO (OH•)


- Es el radical libre más reactivo que existe sobre las moléculas biológicas.


- Lo pueden originar también las radiaciones...