Um dos termos mais usados e repetidos por quem busca uma dieta saudável e um envelhecimento sem comprometer o organismo é “radicais livres”. Naturalmente, se sabe que esses são agentes que precisam estar em baixas concentrações no nosso corpo, mas nem todos sabem do que realmente se trata o tema. Portanto, acompanhe o artigo e entenda melhor o que são os radicais livres e como eles atuam no corpo humano.

Estresse oxidativo

Na vida moderna é comum ouvir a palavra estresse, na maioria das vezes a usamos para se referir à resposta do nosso corpo às situações complicadas da vida e embora o excesso desse tipo de pressão tenha um efeito nocivo sobre a nossa saúde existe outro tipo de estresse que talvez ignoremos e no qual devemos prestar atenção: o estresse oxidativo .

Termo utilizado pela primeira vez em 1985 por Helmut Sies, stress oxidativo pode ser definido como “um desequilíbrio entre oxidantes e antioxidantes em favor de oxidantes, conduzindo à ruptura da sinalização redox e controle e / ou danos moleculares”.

É importante definir o termo adequadamente se enfatizarmos porque é um desequilíbrio. A formação de radicais por si só não é totalmente prejudicial aos seres humanos, na verdade é necessário, no entanto, o excesso destes sem a contra-regulação de antioxidantes é o que leva a esse estado de desequilíbrio com os danos biológicos subsequentes.

O que são radicais livres?

O que são radicais livres?

Para entender o que são os radicais livres, é necessário fazer uma breve revisão da composição básica do ser humano. O corpo é composto de diferentes células que, por sua vez, são compostas de moléculas diferentes, que são formadas a partir de diferentes átomos ligados por ligações químicas.

Os átomos têm prótons (partículas positivas) e elétrons (partículas negativas), estes últimos são aqueles que estão na parte mais externa da estrutura atômica e são compartilhados com outros átomos para formar ligações químicas.

Um radical é quando um desses átomos perde um elétron porque está incompleto e, por sua vez, tenderá a reagir com outros átomos para recuperar o elétron. Isso é chamado de reação de redução da oxidação ou mais comumente conhecido como oxidação.

A principal fonte de produção de radicais é metabolismo aeróbico, um processo que ocorre no interior da mitocôndria da célula, através da qual, os alimentos que comem sofrem uma série de processos bioquímicos que oxidam e libertam electrões, que são transportados por um moléculas especializadas que os conduzem à cadeia respiratória, na qual o oxigênio intervém como receptor desses elétrons. O produto final é a formação de ATP (adenosina trifosfato), a molécula que funciona como moeda de troca de energia.

Quando um mau funcionamento mitocondrial ou dano direto para esta organela celular, fuga de electrões que estão presos por oxigénio molecular formando desse modo as espécies de oxigénio reativas, que são chamados ocorre espécies reativas de oxigénio , incluídos aqui ânion superóxido, peróxido de hidrogênio (não exatamente um radical, mas um precursor) e radicais hidroxila.

Dentro do nosso corpo, temos outras fontes de radicais produzidos intencionalmente; por exemplo, por parte do sistema imunológico, fagócitos (neutrófilos, eosinófilos, macrófagos). Essas células reconhecem um microrganismo patogênico e o cercam quando ativam mecanismos de produção de ânion superóxido como parte de sua estratégia para matar o invasor. A organela celular envolvida aqui é o retículo endoplasmático.

Outra espécie de radical são as espécies reativas de nitrogênio , que incluem óxido nitroso e peroxinitrito. O primeiro é formado pelas células que revestem nossos vasos sanguíneos e é considerado um potente vasodilatador, ou seja, faz com que o músculo dos vasos sanguíneos se relaxe, o que ajuda a manter uma pressão arterial normal.

Os radicais livres também podem chegar ao nosso corpo a partir do exterior, em fatores ambientais, como a luz solar, a poluição do ar, no que comemos, com produtos processados, especialmente gorduras vegetais cozidas, pesticidas, fumaça de cigarro , álcool e alguns medicamentos.

Dano dos radicais livres

A instabilidade estrutural dos radicais dá-lhes uma avidez física para captar um electrão de qualquer outra molécula no seu ambiente, de forma a poderem estabelecer reações em cadeia. Os lipídios representam o grupo mais suscetível devido às suas ligações duplas e porque são a molécula mais exposta, uma vez que fazem parte da membrana celular. Danos aos lipídios são conhecidos como peroxidação lipídica . O radical hidroxila ataca o ácido graxo ao roubar um elétron, deixando o ácido graxo com um radical livre dentro de seus átomos constituintes.

Este processo, ocorrendo em uma cadeia e repetitivamente, leva à membrana celular perdendo suas propriedades estruturais e funcionais, o que leva à morte celular.

As proteínas também são susceptíveis à ação de radicais, por causa da sua estrutura são vulneráveis ​​a roubo de cadeias laterais de electrões, o que leva a modificação da estrutura de proteínas, a função biológica modificada é perdida.

A outra molécula suscetível a danos é o carboidrato, porque quando oxidada pelo radical, sua função é alterada.

Talvez dentro do dano mais conhecido pelos radicais esteja o que ocorre nos ácidos nucléicos: as moléculas constituintes do DNA. Esse dano condiciona a mudança de nossa informação genética para produzir mutações, que terminam em proteínas não funcionais que podem levar ao aparecimento de células tumorais ou morte celular.

Relação com doenças crônicas.

No caso da diabetes mellitus e obesidade é um estado metabólico que pode ser referido como “glucolipotoxicity” toxicidade induzida, ou seja, o excesso de glicose e lipídios no sangue. Glucose induz o stress oxidativo em vários processos bioquímicos enquanto favorecendo a resistência à insulina e a deposição anormal da mesma em vários tecidos, tais como fígado, coração e pâncreas, induzindo estas situações uma resposta inflamatória.

A resistência à insulina é o fator comum de muitas doenças crónicas, incluindo diabetes e obesidade, e atualmente tem mostrado uma forte ligação entre ele e a inflamação induzida por espécies de oxigênio reativas em excesso.

A obesidade em si é um estado de inflamação crônica, uma resposta a esta inflamação é o excesso de produção de espécies reativas de oxigênio, o que favorece o dano das paredes vasculares.

Tal como para as doenças neurológicas, tais como Alzheimer e Parkinson demonstrou um efeito tóxico de espécies reativas de oxigénio em excesso através da indução de danos neuronais desencadear uma resposta inflamatória e, eventualmente, a morte destas células.

Como vários dos processos que ocorrem em nosso corpo, a formação de radicais livres tem que ser mantida sob controle cerrado, pois sua produção é necessária em determinados níveis, pois sua regulação é necessária quando há um excesso, além de fazer parte de um sistema que funciona de forma interligada, porque, como vimos, existe uma relação estreita com o sistema imunológico.

O conceito químico de radicais livres

O conceito químico de radicais livres

Em química, os radicais livres são molécula que contém pelo menos um elétron desemparelhado. A maioria das moléculas contém números pares de elétrons, e as ligações químicas covalentes que mantêm os átomos unidos dentro de uma molécula normalmente consistem em pares de elétrons compartilhados pelos átomos ligados pela ligação. A maioria dos radicais pode ser considerada como tendo surgido por clivagem de ligações de pares de elétrons normais, cada clivagem tendo produzido duas entidades separadas, cada uma contendo um único elétron desemparelhado da ligação quebrada (além de todo o resto do normal, emparelhado). elétrons dos átomos).

Embora os radicais livres contenham elétrons desemparelhados, eles podem ser eletricamente neutros. Por causa de seus elétrons estranhos, os radicais livres são geralmente altamente reativos. Eles combinam um com o outro, ou com átomos simples que também carregam elétrons livres, para dar moléculas comuns, cujos elétrons estão emparelhados; ou eles reagem com moléculas intactas, abstraindo partes das moléculas para completar seus próprios pares de elétrons e gerando novos radicais livres no processo. Em todas essas reações, cada radical livre simples, por causa de seu único elétron desemparelhado, é capaz de se combinar com um outro radical ou átomo contendo um único elétron desemparelhado. Em circunstâncias especiais, os dirradicais pode ser formado com electrões não emparelhados em cada um dos dois átomos (dando um total mesmo número de elétrons), e esses diradicais têm um poder de combinação de dois.

Certos radicais livres são estabilizados por suas estruturas peculiares; eles existem por períodos apreciáveis ​​de tempo, dadas as condições certas. A maioria dos radicais livres, no entanto, incluindo aqueles simples como o metilo (· CH 3 ) e acetato de (· C 2 H 5 ) radicais, são capazes de apenas a existência independente mais fugaz.

Propriedades Magnéticas Dos Radicais Livres.

Propriedades Magnéticas Dos Radicais Livres.

As propriedades magnéticas dos radicais livres fornecem uma ferramenta poderosa para sua detecção e estudo. Moléculas com números pares de elétrons pareados são diamagnéticas; isto é, são repelidos ligeiramente por um ímã. Os radicais livres, no entanto, são paramagnéticos (atraído por um ímã) por causa do spin do elétron ímpar, os spins dos elétrons pareados restantes efetivamente se cancelando mutuamente. A propriedade magnética de uma substância mais comumente estudada é sua suscetibilidade magnética , efetivamente seu comportamento em um campo magnético não homogêneo , e a extensão do paramagnetismo da substância é descrita em termos de seu momento dipolar magnético . A magnitude deste momento dipolar, que é a mesma para todos os radicais livres contendo elétrons simples, pode ser calculada, e o valor obtido (1,73 íons de Bohr) foi confirmado experimentalmente com radicais livres no estado sólido ou em concentrações conhecidas em solução. Medidas de susceptibilidade magnética podem ser usadas para demonstrar a existência de radicais livres e para medir a posição de equilíbrio entre radicais e seus dímeros ou produtos desproporcionais. Dirradicais, com números pares de electrões, dois dos quais, no entanto, não estão emparelhados, também são paramagnéticos, a molécula de oxigénio, S 2 , sendo provavelmente o exemplo mais simples do tipo.

Os espectros de ressonância paramagnética eletrônica de radicais livres fornecem outra técnica para sua detecção e estudo. De acordo com a mecânica quântica , o spin do elétron ímpar de um radical livre, quando colocado em um campo magnético, pode ter duas, e apenas duas, orientações, uma com a outra contra o campo. Essas duas orientações diferem ligeiramente em energia por uma quantidade proporcional à força do campo magnético, e a maioria dos elétrons tem a orientação de menor energia. Se um sistema contendo radicais livres é colocado em um campo magnético e exposto à radiação eletromagnética (por exemplo, na região de ondas de rádio muito curtas), as moléculas com a menor orientação de energia absorvem a radiação de uma frequência correspondente a uma energia apenas suficiente para transformar o elétron ímpar em seu estado de maior energia . Este fenómeno dá origem, no caso mais simples, a um espectro de absorção de ressonância paramagnética que consiste numa única linha de absorção acentuada. A técnica é sensível e detecta concentrações extremamente pequenas de radicais livres, com apenas uma parte em 10 tendo sido relatado detectado. Em muitos radicais livres orgânicos, a interação do elétron ímpar com os momentos magnéticos dos núcleos de átomos diferentes na molécula (mais comumente com núcleos de hidrogênio) dá origem a um sistema mais complicado de níveis de energia e um espectro de absorção que consiste em uma série de linhas. A natureza do espectro permite a identificação de radicais livres particulares e também fornece informações sobre sua estrutura eletrônica .

Na química, os radicais livres também podem ser subdivididos nas categorias de radicais estáveis e instáveis.

Radicais Estáveis

O primeiro radical livre relativamente estável, trifenilmetilo (estrutura I), foi descoberto por Moses Gomberg em 1900. Neste composto o carbono central é trivalente, uma vez que é combinado com três substituintes em vez de quatro, e seu elétron não compartilhado é representado por um ponto. Os radicais livres do tipo trifenilmetilo são estáveis ​​apenas em certos solventes orgânicos; eles são rapidamente destruídos por reações irreversíveis na presença de ar, água ou ácidos fortes.

Radicais Instáveis

Radicais livres simples como metilo , · CH 3 , também existe e desempenham um papel chave como transientes intermediários em muitas reacções químicas. A existência do radical metila foi demonstrada pela primeira vez por Friedrich A.Paneth e W.Hofeditz em 1929.