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Stress Ossidativo
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La produzione di ROS è catalizzata da metalli legati a proteine
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Reazioni di Fenton e di Haber-Weiss
H2O2 + O2 SOD O2-• + Fe3+® Fe2+ + O2 Fe2+ + H2O2 ® OH- + Fe3+ + OH• _________________________________________________ O2-• + H2O2 ® OH- + O2 + OH• H2O + O2 Catalasi
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Enzimi coinvolti nell’omeostasi dei ROS
Superossido dismutasi (Mn e Cu/Zn) Catalasi (Fe) Glutatione perossidasi (Se) Glutatione S-transferasi GSSG reduttasi (NADPH) NO sintasi (Fe)
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Misura delle specie ossidanti intracellulari (ROS e RNS)
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Transferrina
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Transferrina Tyr192 HCO3- Asp60 Tyr92 His253
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Stress ossidativo nel SNC
Pro-ossidanti Anti-ossidanti Catalasi SOD GSH Px; GSH Vitamine C / E Acido urico Ossigeno e glucosio PUFA Metalli di transizione
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Perossidazione lipidica
PUFA (Es. ac. arachidonico) Posizione bis-allilica H H ·OH ·O – O·
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da lipidi-idroperossido a HNE
O – OH O H OH
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Addizione di HNE a proteine
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Isoprostani
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Ossidazione proteica Modificazione covalente di una proteina indotta da ROS o intermedi dello stress ossidativo
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Ossidazione proteica Causata da: agenti chimici
(H2O2, Fe2+, Cu+, glutatione, HOCl, HOBr, 1O2, ONOO-) Fagociti attivati (oxidative burst activity) luce UV, ozono Lipidi idroperossidi (HNE, MDA, acroleina) Mitocondri (intermedi della catena respiratoria) Ossidoreduttasi Farmaci e loro metaboliti
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Ossidazione proteica Cys e Met sono gli aminoacidi più suscettibili di ossidazione Possono essere reversibili se le cellule possiedono l’opportuno sistema enzimatico metionina solfossido reduttasi tioredossine, ecc. possibile funzione regolatoria “sacrificial scavengers”
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Ossidazione proteica Aminoacidi ossidati da ioni metallici:
Pro (g-glutammilsemialdeide) Arg (g-glutammilsemialdeide) Lys (semialdeide amminoadipica) Thr (amminochetobutirrato)
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DNPH - Oxyblot
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Ossidazione proteica indotta da HOCl
Formazione di clorotirosine e ditirosine Dipende solo dalla mieloperossidasi, riflettendo l’attività di neutrofili e monociti E’ un marker dello stress ossidativo di tipo infiammatorio
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Ossidazione proteica e perossidazione lipidica
Addizione covalente di HNE, MDA, acroleina a residui Lys, Cys e His Origine aspecifica, prevalentemente ioni metallici e radiazioni ionizzanti Importante nelle malattie neurodegenerative
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Lewy bodies in cortical neurons of DLBD demonstrate hydroxynonenal (A) and carboxymethyllysine (B) immunoreactivity. Scale bar, 20 μm.
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