Espécie reactiva de oxigénio: diferenças entre revisões

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{{portal-bioquímica}}
As '''espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio''' são [[composto químico|compostos químicos]] resultantes da ativaçãoactivação ou [[redução]] do [[oxigénio molecular|oxigênio molecular]] (dioxigénio, O<sub>2</sub>) ou derivados dos produtos da redução. As principais espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio são: o [[Radical ânion superóxido|anião radical superóxido]] (O<sub>2</sub><sup>•-</sup>), o [[peróxido de hidrogénio]] (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>), o [[dioxigénio|dioxigénio singleto]] (<sup>1</sup>O<sub>2</sub>) e o radical hidroxila (HO<sup>.</sup>). O [[peroxinitrito]] (ONOO<sup>-</sup>) é considerado por uns autores uma espécie reativareactiva de oxigêniooxigénio e por outros uma espécie reativareactiva de [[azoto]].
 
== Origem ==
 
O dioxigêniodioxigénio pode sofrer redução química, isto é, pode aceitar [[electrão|elétronselectrões]], que são introduzidos nas [[orbital molecular|orbitais]] antiligantes da [[molécula]]. A redução univalente (um electrão de cada vez) origina superóxido e peróxido:
 
::O<sub>2</sub> → O<sub>2</sub><sup>•-</sup> → O<sub>2</sub><sup>2-</sup>
 
A redução afetaafecta a estabilidade da [[ligação química|ligação]] entre os dois [[átomo]]s de [[oxigénio|oxigênio]], diminuindo-a. Em determinadas condições, o peróxido decompõe-se em dois [[radical hidroxilo|radicais hidroxilo]] através de clivagem homolítica da molécula.
 
O dioxigénio singuleto resulta da excitação da molécula de O<sub>2</sub>, e não da sua redução.
 
O peroxinitrito é o produto da condensação dos radicais superóxido e [[óxido nítrico]], sendo por isso considerada tanto uma espécie reativareactiva de oxigêniooxigénio como de azoto.
 
== AtividadeActividade biológica ==
 
Os [[organismo]]s expostos ao oxigêniooxigénio (como os [[humano]]s) produzem espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio no seu [[metabolismo]] normal. Em determinadas [[patologia|situações patológicas]], a produção destas espécies aumenta. Em ambas as situações ocorre o chamado [[stress oxidativo]]: as espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio são normalmente (mas nem sempre) poderosos [[oxidação|agentes oxidantes]] que danificam todos os tipos de estrutura celular, desde [[lípido]]s membranares até ao [[DNA]].
 
== Principais espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio ==
=== Superóxido ===
[[Ficheiro:Superoxide.svg|170px|thumb|A molécula do superóxido, usando a notação de Lewis. A vermelho, os electrões desemparelhados que conferem a reactividade a esta espécie.]]
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O '''anião radical superóxido''' (O<sub>2</sub><sup>•-</sup>) resulta da redução do dioxigénio com um electrão. A molécula toma então uma [[carga eléctrica|carga negativa]] e torna-se radicalar. Como tal, o superóxido é mais polar que o dioxigénio, não atravessando [[membrana]]s facilmente.
 
O superóxido é produzido em pequenas quantidades na [[cadeia respiratória]] aeróbia. Também é produzido por [[macrófago]]s como [[agente antibacteriano]]. Algumas [[enzima]]s têm o superóxido como intermediário reacionalreaccional ou mesmo produto final.
 
Os principais danos causados pelo superóxido em sistemas biológicos são a destruição de centros metálicos de [[proteína]]s, oxidação de cadeias laterais de [[aminoácido]]s e a formação de outras espécies oxidativas, como o radical hidroxilo e o peroxinitrito.
 
=== Peróxido de hidrogêniohidrogénio ===
[[Ficheiro:Hydrogen-peroxide-3D-balls.png|180px|thumb|A molécula do peróxido de hidrogénio. Os átomos de oxigénio estão representados por esferas vermelhas e os de hidrogénio por esferas brancas.]]
{{artigo principal|[[peróxido de hidrogénio]]}}
 
O '''peróxido de hidrogêniohidrogénio''' (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>) não é, por si só, muito reativoreactivo, mas é o precursor diretodirecto do radical hidroxilo, a espécie reativareactiva de oxigêniooxigénio mais perigosa que se conhece.
 
Como é uma molécula relativamente apolar, o H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> pode atravessar membranas por [[difusão]] simples, reagindo localmente com [[ião|iões]] [[metal|metálicos]] como o [[ferro]](II) e o [[cobre]](I) através da chamada [[reacção de Fenton]]. Nesta reacção ocorre a formação do radical hidroxilo. Este mecanismo é responsabilizado por danos encontrados no DNA em situações de stress oxidativo.
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{{artigo principal|[[dioxigénio]]}}
 
O '''dioxigénio singuleto''' (<sup>1</sup>O<sub>2</sub>), frequentemente denominado apenas '''oxigêniooxigénio singuleto''', resulta da excitação da molécula de dioxigénio, sem ocorrer a sua [[ionização]]. O dioxigénio (no estado fundamental) é excitado por moléculas previamente excitadas pela [[luz]], numa reacção conhecida como fotossensibilização. Também pode ser produzido em determinadas reaçõesreacções enzimáticas, sem a intervenção da luz.
 
O <sup>1</sup>O<sub>2</sub> pode reagir com biomoléculas adicionando-se a ligações duplas (como por exemplo em [[ácido gordo|ácidos gordos]] insaturados) ou por transferência de energia (por exemplo, eliminando radicais livres necessários para a catálise de algumas enzimas).
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{{artigo principal|[[Hidroxila]]}}
 
O radical hidroxila ou hidroxilo (HO<sup>.</sup>) é uma espécie radicalar e a mais reativareactiva de todas as espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio. Por essa razão, o local mais afetadoafectado pelo hidroxilo é a zona onde esta espécie é formada. Este radical é formado principalmente através da reaçãoreacção de Fenton, pela clivagem homolítica do peróxido de hidrogêniohidrogénio ou pela [[radiólise]] da molécula de [[água]].
 
Os principais alvos da açãoacção do radical hidroxilo são o DNA (que sofre danos nas suas bases, levando à quebra da dupla cadeia) e os [[ácidos gordos]] insaturados (que sofrem peroxidação).
 
== Stress oxidativo ==
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{{artigo principal|[[Stress oxidativo]]}}
 
'''Stress oxidativo''' é um termo genérico dado à situação em que existe um desequilíbrio entre espécies oxidantes e redutoras no meio intracelular, com predominância das primeiras. A produção de espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio causa stress oxidativo. Alguns marcadores biológicos do stress oxidativo são a presença de danos característicos das espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio e o aumento da quantidade de espécies oxidadas como o [[NAD|NAD<sup>+</sup>]] ou [[ligação dissulfureto|ligações dissulfureto]] em proteínas.
 
== Defesas enzimáticas ==
 
Sendo a produção de espécies reativasreactivas de oxigêniooxigénio uma consequência natural do metabolismo aeróbio, as células possuem enzimas que desintoxicam estas espécies. A [[superóxido dismutase]] elimina o superóxido por [[dismutação]]; o peróxido de hidrogêniohidrogénio é eliminado por [[peroxidase]]s como a [[catalase]] e a [[glutationa peroxidase]]. Não se conhece nenhuma enzima que elimine o radical hidroxilo, pelo que este é evitado pela eliminação dos seus precursores. Outras proteínas que participam na captura e transporte de iões metálicos e na redução química de estruturas celulares oxidadas são também importantes no combate ao stress oxidativo.
 
[[Categoria:Biomoléculas]]