PARTEA GENERALĂ - RADICALII LIBERI sI PSORIAZISUL

A. RADICALII LIBERI (RL)

1. Definitie, rol, structura, proprietati.

Radicalii liberi pot fi definiti ca molecule sau fragmente moleculare ce contin un electron impar. Se stie ca moleculele organice poseda un numar par de electroni, fiecare orbital al moleculei fiind ocupat de doi electroni cu momentul lor magnetic si cu spinii opusi. În acest sens RL au urmatoarele proprietati:

a) contin unul sau mai multi electroni impari;

b) pot fi neutri sau încarcati electric pozitiv ( ) sau negativ (-);

c) poseda o foarte mare reactivitate chimica, dependenta de concentratie si de temperatura. Viteza de reactie este atât de mare, încât, în multe cazuri, constanta de viteza atinge limita existenta în procesele de difuzie, 10⁹ M^-1 x s^-1. În general, RL cu o structura simpla (CH₃ , C₆H₅ ) au o viata extrem de scurta, pe când cei cu o structura mai complexa (trifenilmetil) au o stabilitate ceva mai mare;

d) din punct de vedere al încarcarii electrice, citam câteva exemple:

Clorpromazina (CPZ) OH ----> CPZ OH^-

Astfel, observam formarea unui radical încarcat electric pozitiv si o grupare oxidril.

Oxigenul poate capta în anumite conditii un electron formându-se radicalul anionic superoxid, O₂

O₂ e^- ----> O₂

Tetraclorura de carbon poate capta un electron rezultând radicalul triclormetil, CCl₃

CCl₄ e ^- ----> CCl₃ Cl^-

Prin folosirea unor conditii speciale (temperatura joasa, medii vâscoase, conditii de cristalizare), RL pot fi izolati sau masurati. Pentru a sugera dificultatile în studierea RL prezentam comparativ marea reactivitate reprezentata prin constantele de viteza:

Tabelul nr.1. Exemple de reactivitate a RL

Mult timp existenta radicalilor liberi nu a fost acceptata sau ramasesera doar la statutul de curiozitate chimica. Pasul hotarâtor în întelegerea si acceptarea acestor interesante entitati biochimice l-a avut binecunoscutul biochimist Michaelis care în 1939 a demonstrat existenta RL ca intermediari în reactiile enzimatice, de oxido-reducere.

Desi unele aspecte s-au mai clarificat, unele ipoteze devenind certitudini, RL stârnesc înca vii controverse. Se admite existenta lor variabila, de la miimi de secunda la minute, ca intermediari în reactiile de oxido-reducere.

Importanta RL poate fi înteleasa numai prin cunoasterea rolului lor. Ori, tinând seama de necesitatea mentinerii unei stabilitati chimice relative, RL apar în anumite reactii de oxido-reducere în care au loc modificari structurale mari, de pe urma carora substanta respectiva îsi schimba adesea functia biologica (devine mai hidrosolubila sau intervine în alt lant de reactii metabolice). Prin formarea RL, intermediari, au loc modificari structurale rapide, schimbari functionale, permitând implicarea în reactii multiple. Pe cale evolutiva, natura a selectionat si înglobat în componenta organismelor, reactii generatoare de RL, cu roluri multiple: functionale, de comunicare intercelulara sau distructive, citolitice. Din multitudinea reactiilor în care se formeaza RL s-au evidentiat urmatoarele cai:

A. Homoliza substantelor de substrat:

a) termica

A-B ----> A B

b) homoliza cuplata - la concentratii mici (10^-4 - 10^-6 M), peroxizii (ROOH), în prezenta acizilor sau a compusilor cu d 22422m122w uble legaturi se descompun eliberând radicalii peroxi, ROO

-HC CH-R ROOH ----> -C H-CH₂-R ROO

Un astfel de mecanism functioneaza în biosinteza PG.

cromanoxil

6.3.3. Vitamina C-acidul ascorbic (AA)

În contrast cu vitamina E, vitamina C este hidrofila, deci îsi exercita rolul în mediu hidratat. Rolul sau AO este indicat de actiunea de înlaturare a RL. Ca agent reducator si AO, AA reactioneaza direct cu O₂ cu OH si alti variati hidroperoxizi lipidici. În plus, AA poate reface proprietatile AO ale vitaminei E oxidate, sugerând faptul ca una din functiile majore ale vitaminei C este de a recicla radicalul vitaminei E, cromanoxil. Comparând cu alti AO hidrosolubili vitamina C asigura cea mai buna protectie în fata peroxidarii lipidice. AA poate servi si ca pro-oxidant, în prezenta metalelor tranzitionale Fe³ si Cu² generând cofactori ai RL de O₂ activati în timpul promovarii procesului de peroxidare lipidica. În studiile efectuate s-a demonstrat ca activitatea pro-oxidanta a AA rezida din capacitatea de a reduce Fe³ la Fe² , iar Fe² este recunoscut ca un radical inductor foarte potent. Într-un alt studiu s-a dovedit ca modificarile oxidative ale ADN-ului, au fost substantial marite de prezenta ascorbatului. Complexitatea rolului dual exercitat de AA devine evidenta atunci când sunt prezenti si alti antioxidanti, precum vitamina E. De exemplu peroxidarea lipidica în microzomi este crescuta de AA la animalele cu deficit de vitamina E si este scazuta de AA la cele cu valori normale ale vitaminei E. Deoarece pK-ul AA este 4,25, în conditii fiziologice de pH, anionul ascorbat, AH^-, reprezinta forma dominanta. Forma oxidata a ascorbatului (AH^-), acidul dehidroascorbic (DHA) - prin oxidarea reversibila cu formarea unui radical intermediar, ascorbil (A^-), sugereaza ca DHA poate avea roluri anti sau pro-oxidante, ca si a AA însusi.

6.3.4. Vitamina A (carotinoizii)

Carotinoizii protejeaza lipidele de peroxidare, eliminând RL si speciile reactive de O₂. b-carotenii joaca un eficient rol AO prin inhibarea peroxidarii lipidice indusa de sistemul xantin-oxidazei.

Aranjamentul structural al b-carotenilor cu lantul lor lung de duble legaturi conjugate, sugereaza excelentul rol de scavengeri ai RL. b-carotenii la fel ca si vitamina C, pot avea si rol pro-oxidant. La o presiune partiala a O₂-ului sub 150 Torri, b-carotenii exercita o excelenta activitate de scavengeri. La o presiune mai mare a O₂ -ului capata capacitate auto catalitica cu efecte pro-oxidante cu pierderea consecutiva a proprietatilor antioxidante.

6.3.5. Alti antioxidanti

Alti antioxidanti sunt: Se, acidul uric, bilirubina, metalotioneinele, albuminele, aminoacizi precum histidina, taurina, polifenoli, fenoli, flavonoizi, propolisul.