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STRESS OSSIDATIVO Stress chimico indotto dalla presenza, in un organismo vivente, di un eccesso di specie chimiche reattive, generalmente centrate sullossigeno.

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Presentazione sul tema: "STRESS OSSIDATIVO Stress chimico indotto dalla presenza, in un organismo vivente, di un eccesso di specie chimiche reattive, generalmente centrate sullossigeno."— Transcript della presentazione:

1 STRESS OSSIDATIVO Stress chimico indotto dalla presenza, in un organismo vivente, di un eccesso di specie chimiche reattive, generalmente centrate sullossigeno (reactive oxygen species, ROS), secondario ad unaumentata produzione delle stesse e/o a una ridotta efficienza dei sistemi fisiologici di difesa antiossidanti.

2 Lo stress ossidativo è la conseguenza di uno squilibrio tra processi pro- ossidanti e processi antiossidanti (Sies, 1991) Specie reattive Difese antiossidanti Radiazioni, farmaci, metalli pesanti Fumo di sigaretta, alcool, inquinamento Esercizio fisico inadeguato, sedentarietà Infezioni ed altre malattie Ridotta assunzione e/o diminuita sintesi e/o ridotta capacità di utilizzazione e/o aumentato consumo di antiossidanti Danno cellulare Invecchiamento precoce Malattie cardiovascolari Altre malattie Demenza, M. di Parkinson Infiammazioni, tumori Danno tissutale Danno dorgano Danno sistemico

3 I principali ROS sono: O 2 - (anione superossido), O 2 H (radicale idroperossido); OH (radicale idrossilico); NO (monossido dazoto); ONOO - (anione perossinitrito). Esistono altre molecole, quali H 2 O 2 (perossido didrogeno) e HOCl (acido ipocloroso) che pur non essendo radicali di per sé, producono facilmente il radicale idrossilico, altamente reattivo Nei sistemi biologici, i radicali liberi dellossigeno o ROS (Reactive Oxygen Species) vengono generati ed eliminati continuamente.

4 Le specie chimiche reattive, radicaliche, agiscono come ossidanti Lossidazione, ovvero il trasferimento di uno o più elettroni, è la base chimica dello stress ossidativo ++ Radicale (ossidante) AA Nuova molecola (ridotta, stabile) Molecola bersaglio (doppio legame C-C) CC Nuovo radicale (ossidante) CC Elettrone spaiato OSSIDAZIONE

5 REAZIONI DI RADICALI LIBERI INIZIO: formazione di radicali liberi PROPAGAZIONE: i radicali liberi reagiscono con altre molecole per produrre altri radicali liberi TERMINAZIONE: i radicali liberi reagiscono tra loro per formare molecole

6 MECCANISMI DI PRODUZIONE DI ROS Negli organismi viventi i ROS sono generati nel corso della normale attività metabolica cellulare

7 A concentrazioni elevate i ROS sono dannosi per lorganismo in quanto attaccano i maggiori costituenti della cellula (proteine, acidi nucleici, lipidi) partecipando così a processi complessi quali linvecchiamento e le patologie ad esso correlate. A concentrazioni moderate i ROS partecipano attivamente ad una varietà di processi biologici complessi, implicati nella normale crescita cellulare quali la trasduzione del segnale, il controllo dellespressione genica, la senescenza cellulare, lapoptosi

8 Gli effetti dello stress ossidativo sulla struttura e sulle funzioni cellulari Cellula normale (senza lesioni) Cellula dopo lattacco dei ROS Perossidazione di lipidi Modificazioni enzimatiche Modificazioni del DNA Denaturazione di proteine Perossidazione ammi- noacidi e proteine (Per)ossidazione di carboidrati Alterazioni della omeostasi ionica

9 EFFETTI DEI RADICALI LIBERI NEI SISTEMI BIOLOGICI

10 Effetto dei ROS sulle macromolecole Uno dei siti più sensibili al danno causato dai ROS è la membrana plasmatica, in particolare il bersaglio è a livello degli acidi grassi poliinsaturi. Il radicale idrossilico OH sottrae un atomo di idrogeno ad un acido grasso poliinsaturo, iniziando così una catena di reazioni di perossidazione lipidica.

11 RADICALI LIBERI ridotta fluidita di membrana perossidazione dei PUFA (acidi grassi polinsaturi) compromessa attività cellulare NEOPLASIE MALATTIE CARDIOVASCOLARI INVECCHIAMENTO

12 Effetto dei ROS sulle macromolecole Il radicale idrossilico OH reagisce con le basi azotate. I maggiori prodotti dellossidazione sono la 8-ossiguanosina (il principale indicatore di danno al DNA), timinaglicole, 5- idrossimetiluracile

13 RADICALI LIBERI E ACIDI NUCLEICI

14 ANTIOSSIDANTI ENDOGENI Enzimi : SOD, catalasi, glutatione perossidasi Proteine : proteine-SH, leganti metalli (Fe, Cu) Altre molecole : acido urico, bilirubina... Vitaminici : Vitamina C Vitamina E Carotenoidi ( b -carotene) Non vitaminici: Carotenoidi Polifenoli ESOGENI

15 Meccanismo dazione degli antiossidanti Antiossidanti preventivi Bloccano la formazione dei radicali Antiossidanti scavenger Bloccano la reazione di inizio Bloccano la reazione di propagazione Riparano il danno e ricostituiscono le membrane Antiossidanti di riparo e de novo Inquinanti, fumo, radiazioni, metalli pesanti, farmaci, alcool, ischemia-riperfusione, … Specie Chimiche Reattive Attacco di biomolecole (glicidi, lipidi, proteine, ecc) Reazioni radicaliche a catena Danno ossidativo Invecchiamento, malattie

16 POLIFENOLI Ampia classe di composti derivati dal metabolismo secondario delle piante Chimicamente sono derivati ciclici del benzene sostituiti con gruppi idrossilici Comprendono molecole sia semplici come gli acidi fenolici oppure altamente polimerizzate come i tannini Scavenger nei confronti dei radicali HO e O2 ANTIOSSIDANTI ESOGENI NON VITAMINICI

17

18 bloccare i radicali liberi legare i metalli di transizione inibire lossidazione delle LDL rigenerare il radicale tocoferile Struttura dei flavonoidi Struttura degli acidi fenolici


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