Vrije radicalen

)

Het definieert groep zeer reactieve moleculaire entiteit die de gemiddelde levensduur doorgaans heel kort, bestaande uit een atoom of molecuul gevormd met meer atomen, die een ongepaard elektron: zo'n elektron maakt de groep zeer reactieve, kunnen binden aan andere groepen of stelen een elektron aan andere moleculen in de buurt.

De radicalen spelen een belangrijke rol bij verschijnselen zoals het verbranden, de polymerisatie en de fotochemie, en vele andere chemische processen, waaronder die welke de menselijke fysiologie. In het laatste geval superoxide en stikstofmonoxide een belangrijke rol in het reguleren vele biologische processen, zoals de controle van de vasculaire tonus.

De term groep en vrije radicalen worden vaak gebruikt met dezelfde betekenis. De eerste stabiele vrije radicalen, de trifenylmethyl, werd geïdentificeerd door Moses Gomberg in 1900 aan de Universiteit van Michigan.

Ondanks hun reactiviteit, de meeste van hen hebben een levensduur voldoende lang om de waarneming door middel van spectroscopische methoden toe.

Spontaan gevormd in de natuur of in het laboratorium, de effecten van licht of warmte na homolytische splitsing van een covalente binding.

Het onderstaande voorbeeld illustreert de vorming van twee methyl groepen van één molecuul ethaan; in dit geval ze vereisen 88 kcal / mol energie, die de dissociatie-energie van de CC binding:

Radicalen, ionen en functionele groepen

Het concept van de "radicale" herinnert de begrippen "ion" en "functionele groep"; de volgende zijn de overeenkomsten en verschillen tussen deze concepten:

  • ionen en radicalen zijn moleculaire entiteiten, terwijl de functionele groepen niet moleculaire entiteiten, maar delen van andere moleculaire entiteiten;
  • radicalen en ionen kunnen combineren met andere moleculaire entiteiten; de radicalen zijn meer reactief ionen, en dan makkelijker te combineren met andere moleculaire entiteiten, terwijl voor de functionele groepen heeft geen zin om te spreken van de reactiviteit te maken;
  • radicalen zijn moleculaire entiteiten neutraal, terwijl de ionen zijn moleculaire entiteiten kantoren; individuele functionele groepen, die deel uitmaken van een moleculaire entiteit, is het niet mogelijk om in plaats daarvan definiëren een "lading";
  • resten bevatten een ongepaard elektron, terwijl de ionen het octet volledig of kan hebben, terwijl de functionele groepen, die deel uitmaken van een moleculaire entiteit, kunnen alleen gedeeld elektronen;
  • De functie groep wordt aangegeven met het symbool "•", de ionen worden begeleid in de representatie van het aantal positieve of negatieve ladingen, terwijl de functionele groepen worden waarin de banden die ontstaan ​​met de rest moleculaire entiteit.

Er zijn ook speciale moleculaire entiteiten die beide eigenschappen kenmerken van de ionen en de radicalen hebben: zoals moleculaire entiteiten "ion radicale" genoemd.

Mechanismen van vorming van ionen en radicalen

Behalve het geval van de groep ionen, die zijn uitgerust met opladen, de resten neutraal moleculaire entiteiten.

Zoals de radicale heeft een ongepaard elektron, kan het leiden u naar de wortel als een negatief geladen moleculaire entiteit te overwegen. Die misvatting is geboren op het moment dat je denkt dat de radicale vloeit voort uit een neutrale moleculaire entiteit waaraan is toegevoegd een ongepaard elektron, waarvoor het zou negatief geladen; in feite de rest wordt niet gedragen door de toevoeging van een elektron de moleculaire entiteit, maar "splitsen" van een moleculaire entiteit neutraal, zodat als de moleculaire entiteit genomen neutraal, scheiden in twee delen, zal leiden tot twee neutrale resten, want als ironisch één van beide moleculaire eenheden waren negatief geladen, de ambtstermijn van hun bureaus, de andere worden positief geladen, maar in het laatste geval zal deze niet over een mechanisme "homolytische splitsing", maar eerder " heterolytische splitsing ".

Overwegende neutrale moleculaire entiteit, in het bijzonder een atomen molecuul A: B, de mechanismen van homolytische en heterolytische splitsing waaraan het kan worden onderworpen, het molecuul kan worden voorgesteld, respectievelijk op de volgende manier:

  • Homolytische decollete: A: B → A + B • •
  • Heterolytische decollete: A: B → A + B:

Voorbeeld

Beschouw een molecule chloor. De empirische formule van chloor Cl2 en de molecule bestaat dus uit twee atomen chloor.

Met de term "chloor" wordt bedoeld zowel het molecuul Cl2 is het chemisch element Cl, maar terwijl de Cl2 molecuul is een chemisch species stabiel, kan chloor als een chemisch element niet worden gedefinieerd een "chemische stof". Desondanks kunnen we een elektronenconfiguratie van het chlooratoom, het volgende definiëren:

Het chlooratoom heeft dus 17 elektronen; het chlooratoom ook 17 protonen en een variabel aantal neutronen, afhankelijk van de isotoop overwogen. Omdat het aantal elektronen in een chlooratoom is gelijk aan het aantal protonen, chloor atoom neutrale lading. Ondanks het chloor atoom neutrale lading echter presenteert een "ongepaard elektron", voorzover bereikt de octet moet een enkele binding met een ander atoom.

Een molecule van chloor Cl2 kunnen ontstaan ​​homolytische splitsing op beide resten Cl • geven volgens het volgende mechanisme:

Elke groep is in dit geval gevormd door een enkel atoom van chloor, die neutraal is zoals eerder vermeld. De tekens die tussen de twee chlooratomen ":" geeft het paar elektronen gedeeld, waarbij de covalente binding vormt, terwijl het symbool "•" geen decompensatie Betalende geven, maar de aanwezigheid van een ongepaard elektron die verantwoordelijk van de hoogenergetische groep.

Stabiliteit van radicalen

In het geval van alkyl, heb je deze orde van stabiliteit:

Een tertiair alkylgroep derhalve stabieler dan de overeenkomstige secundaire alkylrest, die op zijn beurt is stabieler dan de overeenkomstige primaire alkylrest.

De radicalen kunnen ook gestabiliseerd door resonantie, bij conjugatie π systemen zoals dubbele bindingen of aromatische ringen.

De resten zijn nog steeds over het algemeen zeer reactieve moleculaire entiteiten en dus van korte duur. Er zijn echter langlevende radicalen, die kunnen worden ingedeeld op de volgende wijze:

Stabiele radicalen

Het eerste voorbeeld van stabiele radicaal is moleculaire zuurstof, O2. De organische resten kunnen lange levensduur hebben als ze deel uitmaken van een π-geconjugeerd systeem, zoals de rest afgeleid van de α-tocoferol. Er zijn ook honderden tiazilici radicalen, die een opmerkelijke kinetische en thermodynamische stabiliteit ondanks een stabilisatie van π resonantie zeer beperkt zijn.

Aanhoudende radicalen

De aanhoudende radicalen zijn moleculaire entiteiten die lang kunnen leven, want rond het radicale midden is er aanzienlijke sterische hindering; de reactie van de rest met andere moleculaire entiteiten derhalve fysiek moeilijk. Enkele voorbeelden zijn de trifenylmethyl radicale door Gomberg, zout Fremy • 2NO), amineoxiden zoals tijd en TEMPOL ontdekt. Bij verbrandingsprocessen genereren grote hoeveelheden persistente radicalen, waarbij "belast oxidatieve stress resulteert in cardiopulmonale en waarschijnlijk kanker die is toegeschreven aan blootstelling aan fijne deeltjes in de lucht kunnen zijn."

Fysiopathologie

Vrije radicalen zijn een van de belangrijkste mechanismen van celbeschadiging, hoewel vele basisfuncties van het organisme voldoen bij gecontroleerd. Ze zijn moleculen die een ongepaard elektron sull'orbitale buitenste elektronenconfiguratie hebben en dit maakt ze zeer instabiel en zeer reactief. Vrije radicalen reageren gemakkelijk met één molecuul in de nabijheid schadelijke en vaak de functie afbreuk te doen. Ook, door te reageren met andere moleculen, hebben ze de mogelijkheid om autopropagarsi transformeren hun doelen in vrije radicalen en dus triggering een kettingreactie die grote schade in de cel kan leiden. In normale omstandigheden, elke cel produceert vrije radicalen door middel van diverse processen, zoals enzymatische reacties, oxidatieve fosforylering afweer. Deze kleine hoeveelheden worden getolereerd en worden geïnactiveerd door enzymatische systemen zoals glutathion en andere antioxidanten genoemde scavenger op hun vermogen om vrije radicalen te neutraliseren. Wanneer de productie van vrije radicalen te hoog genereert wat oxidatieve stress genoemd. De enzymsystemen en intracellulaire antioxidanten niet meer opgewassen tegen de overproductie en vrije radicalen genereren van cellulaire schade welke omkeerbaar kunnen worden, waarbij de cel terugkeert naar normaal of onomkeerbaar, waardoor celdood door apoptose of necrose. Oxidatieve stress wordt herkend als een oorzaak of een bijdragende oorzaak van ziekten zoals kanker, celveroudering en degeneratieve ziekten. Reactive oxygen species kan worden aangemerkt als ROS of als alternatief als ROI. Op dezelfde manier kan de reactieve stikstof soorten worden genoemd RNS of RNI.

ROS

Reactive oxygen species, ROS zijn vrije radicalen in meer verspreid. De belangrijkste ROS zijn de superoxide anion O2, waterstofperoxide H2O2 en hydroxyl radicaal • OH.

  • Het superoxide anion wordt gevormd door de onvolledige reductie van O2 tijdens oxidatieve fosforylering door bepaalde enzymen en leukocyten. Het wordt geïnactiveerd door superoxide dismutase Door combineren met 2H en de reactie katalyseert via de cofactor metaal zet het om O2 en H2O2. Als het niet wordt gedeactiveerd schade het membraan lipiden, proteïnen en DNA kunnen stimuleren de productie van enzymen in leukocyten. Over het algemeen heeft een beperkt bereik.
  • Het waterstofperoxide wordt vaak door glutathion peroxidase, of door een oxidase in peroxisomen. Het wordt gemetaboliseerd door catalase peroxisomen in H2O en O2 katalyseren van de reactie door middel van haar heem en glutathionperoxidase in het cytoplasma en mitochondria.
  • De hydroxyl groep is doorgaans een product van de hydrolyse van water door straling, of een reactieproduct van Fenton van waterstofperoxide. Het is de meest reactieve ROS en wordt geproduceerd door witte bloedcellen uit waterstofperoxide ziekteverwekkers vernietigen, maar als overmatige schade oploopt plasmamembraan, proteïnen en nucleïnezuren. Het wordt geïnactiveerd voor omzetting in H2O door glutathionperoxidase.

RNS

De reactieve species afkomstig van stikstof van het grootste belang zijn stikstofoxide en peroxynitriet.

  • Stikstofmonoxide wordt geproduceerd door NO synthase waarvan er, bij de mens, drie types: neuronaal NO synthase, aanwezig in neuronen en skeletspieren, induceerbare NO synthase aanwezig in het cardiovasculaire systeem en het immuunsysteem cellen en endotheliale NO synthase, Deze endotheel. Stikstofmonoxide is een neurotransmitter is betrokken bij de immuunrespons is een potente vasodilator, een tweede boodschapper en neemt deel aan de erectie van de penis.
  • Peroxynitriet wordt gevormd door de reactie tussen stikstofmonoxide en superoxide ion. Het wordt omgezet door HNO2 perossiredossine aanwezig in het cytosol en mitochondria. Het kan lipiden, proteïnen en DNA beschadigen.

Generatie van ROS en RNS

In de cel de vrije radicalen worden gegenereerd op verschillende manieren.

  • Ioniserende straling hydrolyseren het water in waterstof en hydroxyl radicaal. Inbegrepen in deze categorie ultraviolette straling, X-stralen en gammastralen.
  • Ontsteking zijn processen die de productie van ROS triggeren door NADPH oxidase van leukocyten om zich te ontdoen van pathogene organismen; Soms, echter, de vrije radicalen ook schade gezonde cellen.
  • Sommige enzymen zoals xanthine oxidase dat O2 genereert de NO synthase genereert NO, superoxide dismutase dat H2O2 genereert, of enzymen die geneesmiddelen of andere exogene chemicaliën metaboliseren.
  • De oxidatieve fosforylering die optreedt tijdens celademhaling en die produceert kleine hoeveelheden van elk van de drie belangrijkste ROS.
  • De overgangsmetalen als katalysator in reacties die leiden tot de productie van vrije radicalen. De meest voorkomende is de Fe via de Fenton reactie, gevolgd door koper.
  • Andere vrije radicalen kunnen bijdragen tot de vorming van extra vrije radicalen, bijvoorbeeld als NO en O2 reageren peroxynitriet ONOO- vormen.

Verwijdering van ROS en RNS

De cel heeft verschillende methodes om metaboliseren ROS.

  • Het meest gebruikte systeem is dat wat enzymen verantwoordelijk voor de omzetting van reactieve zuurstofdeeltjes geproduceerd in minder reactief en toxisch voor de cel gebruikt. Ze zijn geciteerd superoxide dismutase die werkt op O2 door het reactiemengsel 2O2 + 2H - & gt; H2O2 + O2, catalase die werkt op waterstofperoxide door de reactie 2H2O2 - & gt; 2H2O + O2 en glutathionperoxidase dat inwerkt op waterstofperoxide dat de hydroxylradicaal door de reactie H2O2 + 2GSH - & gt; GSSG + 2H2O en 2GSH 2OH + - & gt; GSSG + 2H2O. De verhouding van gereduceerd glutathion en geoxideerd glutathion wordt geanalyseerd om het vermogen van de cel om de ROS elimineren evalueren en een index van de oxidatieve toestand.
  • De cel regelt het niveau van het overgangsmetaal in het interieur, met name ijzer en koper. IJzer is namelijk altijd gebonden aan een eiwit en de neiging om de ferri staat Fe behouden. In het bloed wordt gebonden aan transferrine, het eiwit met hogere affiniteit voor het substraat bekend is opgeslagen in ferritine, maar wordt ook gebruikt in de heemgroep vele metalloproteïnen en ferroxidase verschillende betekenis. Koper is vooral gekoppeld aan ceruloplasmine en all'efestina.
  • De cel bezit antioxidant leden om de neutralisatie van vrije radicalen aaseters. Ze zijn onderdeel van glutathion, vitamine A, vitamine C en vitamine E.

Effecten van vrije radicalen

Vrije radicalen vaak bijzonder drie componenten van de celschade: lipiden, eiwitten en nucleïnezuren.

  • Lipideperoxidatie, met name van het plasmamembraan en de membranen van intracellulaire organellen is een gemeenschappelijke cellulaire schade ten gevolge van ROS en de RNS. Vrije radicalen in aanwezigheid van zuurstof, met de dubbele bindingen van membraanlipiden genereren lipideperoxyden die reactief propageren waardoor grote schade aan de membranen. ROS meer formidabele in dit geval • OH. Erytrocyten derhalve hemolyse veroorzaken. De afbraak van lipiden door vrije radicalen detecteerbaar door de aanwezigheid van producten van lipossilazione geavanceerde terminals zoals de 4-hydroxy-nonenal HNE) en malonyl-dialdehyde. Colorimetrische assays ontwikkeld die zeer gevoelig 4-HNE en MDA detecteren weefselconcentraties onder het micromolaire toestaan.
  • De oxidatie van eiwitten, in het bijzonder vrije radicalen werken door oxidatie van de zij groepen van de aminozuren en schade aan de functie van het eiwit bevorderen van de vorming van verknopingen, zoals disulfidebinding, wijziging van de structuur of vouwen. Ze kunnen ook leiden tot gemodificeerde aminozuren geven.
  • DNA schade, aangezien deze vrije radicalen mutaties kunnen veroorzaken of schade macroscopisch hetzelfde DNA en verandert de chemische structuur van de stikstofbasen van de vorming van nieuwe als 8-ossiguanina of 5-idrossimetiluracile. Door dit soort schade die ze dragen oorzaak van veroudering van cellen en het bevorderen van kanker.

Meting van oxidatieve stress

Het is mogelijk om zowel de concentratie van oxiderende stoffen en antioxidantia die dankzij een test eenvoudig uit te voeren, waaruit in een waarde genaamd "index van oxidatieve stress" meten.

Oxidatieve stress wordt gedefinieerd als een onevenwichtigheid tussen de staat oxidatiemiddel en antioxidantstatus.

De test kan bijzonder nuttig zijn voor de volgende categorieën personen:

  • Gezonde volwassenen die willen een "check-up" in belangrijke preventieve
  • Sport, om de effectiviteit van de opleiding en de methoden van lozing en herstel na inspanning of concurrerende activiteiten in de gaten.

Bovendien, dankzij de parameters van de proef, je beter de actie op cellulair niveau en de uiteindelijke verlaging van oxidatieve beschadiging tijdens beoordelen:

  • Diëten
  • Fysieke Activiteit
  • Veranderingen in de levensstijl.

Run-modus

  • De heffing is op het capillair bloed.
  • Het verdient de voorkeur om uitgerust en niet onder spanning onlangs.
  • Het moet niet gerookt minstens een half uur voor de test.

De test is gebaseerd op de relatie tussen de beoordeling van de concentratie van ROS en de totale antioxidant capaciteit

In 2014 werd geoctrooieerd een nieuwe test voor de evaluatie van de concentratie van ROS, de d-ROMs fast, die veel sneller is dan de oude FORT test- en kunnen direct worden uitgevoerd met een speeltijd van 2 minuten en een half. De antioxidant capaciteit kan worden geëvalueerd met de nieuwe PAT testen, nauwkeuriger en snel testen van vergelijkbare; Het kan draaien met een minuut van het lezen.

Resultaten

Hoe hoger de waarde van het FORT TEST of d-ROMs Fast groter de kans op schade door oxidatieve stress. Het resultaat wordt gekoppeld aan de afweer van: hoe hoger de weerstand, hoe lager het totale risico. Mogelijk is de verdediging kan worden gestimuleerd en verbeterd / integreren indien gevonden onder de gebruikelijke niveaus. Natuurlijk, elke persoon een startwaarde met betrekking tot deze parameters.

Je moet een eerste test van de controle uitgevoerd om de parameters kennen in een tijd waarin het "gezond". Nadere inspectie zal ons vertellen of er een beter of slechter in termen van oxidatieve stress met een daling of een stijging van het potentiële risico van de ziekte in het algemeen. In dit geval kan het nuttig zijn om uw arts te raadplegen voor een diagnostische controles gericht.

(0)
(0)
Commentaren - 0
Geen reacties

Voeg een Commentaar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha