Todas as espécies vivas são continuamente expostas a agentes reativos que atacam organismos de fora e de dentro. Nas últimas décadas, o foco da pesquisa concentrou-se particularmente nos radicais livres, devido ao seu envolvimento no surgimento e desenvolvimento de inúmeras doenças.
Os radicais livres são espécies químicas altamente instáveis devido à presença em sua estrutura de um ou mais elétrons não pareados. A peculiar distribuição eletrônica faz com que os radicais livres sejam muito reativos e tentem alcançar um estado mais estável acoplando-se a outras moléculas ou átomos, "roubando" seus átomos de hidrogênio ou interagindo com outras espécies radicais.
Uma vez formados, os radicais livres reagem rapidamente com outras moléculas através de reações de redução de oxidação (redox), a fim de alcançar uma configuração eletrônica estável. Durante este tipo de reação há uma transferência de elétrons entre os compostos participantes da reação, na qual uma espécie perde elétrons (processo de oxidação) em benefício de outra que os adquire (processo de redução): a molécula que perde elétrons é o agente redutor, enquanto o que os ganha é o oxidante.
Quando um radical livre reage com uma espécie não radical, ele pode perder ou ganhar elétrons ou simplesmente se unir à própria molécula. Em qualquer caso, a espécie não-radical é transformada em um novo radical que desencadeia uma reação em cadeia, na qual um radical livre gera outro radical livre, até que dois radicais se encontrem, interrompendo a cascata de reações.
As espécies reativas de oxigênio (ROS) e outras espécies de radicais reativos são produzidas pelas próprias células durante processos fisiológicos normais, ou podem ter origem exógena. Dentro do corpo são geralmente liberados como subprodutos metabólicos da respiração aeróbica, alguns processos enzimáticos e reações imunes, enquanto os principais fatores externos que levam à formação de radicais livres são a poluição atmosférica, radiação ultravioleta, produtos químicos e estresse. .
Sob condições fisiológicas, os sistemas vivos possuem sistemas de defesa endógenos que protegem as biomoléculas estruturais e funcionais do ataque dos radicais livres. Esses sistemas de defesa, que podem ser enzimáticos (glutationa, superóxido dismutase, catalase) e não enzimáticos (moléculas antioxidantes e vitaminas tomadas com dieta), reagem com as espécies radicais antes que possam atacar as estruturas biológicas, diminuindo seu potencial prejudicial.
Na ausência dessa "barreira antioxidante", os radicais livres reagem rapidamente com biomoléculas potencialmente letais, como DNA, lipídios e proteínas, causando sérios danos celulares e até mesmo a morte celular.
Devido à exposição excessiva a espécies oxidantes altamente reativas, o equilíbrio entre os radicais livres e os antioxidantes pode ser menor; isso desencadeia uma situação de estresse oxidativo, responsável por grandes danos que comprometem a funcionalidade de células e tecidos e está associado a inúmeras doenças crônicas, como distúrbios cardio-circulatórios (aterosclerose, isquemia, acidente vascular cerebral), diabetes, câncer, doenças neurodegenerativa (por exemplo, doença de Parkinson, doença de Alzheimer). Além disso, o estresse oxidativo é uma das principais causas do envelhecimento celular. Os ROS na verdade atacam as polissidas dos lipídios causando sua oxidação (peroxidação lipídica). A alteração das cadeias lipídicas representa um grave dano às membranas celulares, que se tornam mais permeáveis e perdem sua eficiência, com o conseqüente envelhecimento prematuro de células e tecidos.
Do ponto de vista químico, os radicais livres constituem uma grande família de compostos que, para simplificar, podem ser divididos em duas categorias principais: ROS (Espécies Reativas de Oxigênio), que são espécies reativas contendo oxigênio e que também incluem moléculas não radicais como peróxidos, e RNS (Reactive Nitrogen Species), que incluem as espécies radicais de nitrogênio (óxido nítrico radical NO e peroxinitrito).
As EROs são fisiologicamente formadas em pequenas quantidades como produtos secundários do metabolismo respiratório, mas podem ser geradas em grandes quantidades, também devido a fatores ambientais, como radiação UV e poluição, ou devido à ação do sistema imunológico após o desencadeamento do metabolismo respiratório. reações inflamatórias. As EROs incluem tanto espécies de radicais como ânion superóxido, radicais hidroxila e hidroperoxila, como também espécies não radicais como peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) e oxigênio singlete. O radical hidroxila e o oxigênio singleto são as formas mais reativas entre os radicais livres, pois oxidam rapidamente todas as moléculas biológicas, em particular gorduras insaturadas, proteínas, ácidos nucléicos, causando sérios danos às células.
