Antioxidantes


Visão Geral

O excesso de radicais livres – seja os produzidos naturalmente pelo metabolismo, seja os decorrentes de processos inflamatórios e de fatores externos – é extremamente prejudicial ao organismo. Dessa forma, foi necessário o desenvolvimento de uma maquinaria orgânica complexa que combatesse esse excesso a nível celular. Os antioxidantes correspondem à forma encontrada pelo organismo de reduzir a quantidade de radicais livres nos tecidos e nos líquidos do corpo.
Alguns antioxidantes podem ser sintetizados pelo organismo ou adquiridos por meio da alimentação, o que reafirma a necessidade de se optar por uma dieta balanceada.


Ação dos antioxidantes
Em linhas gerais, a ação dos antioxidantes baseia-se na sua capacidade de doar elétrons ou prótons (H+) aos radicais livres, transformando-os em moléculas não-reativas. Essa perda por parte dos antioxidantes não prejudica a sua própria estabilidade e evita o estresse oxidativo (os mecanismos do estresse oxidativo serão detalhados em outras postagens).
Os antioxidantes podem exercer a sua função de três maneiras. A primeira consiste em evitar a formação de radicais livres por meio da inibição das reações que os originam. A segunda corresponde à interceptação dos radicais livres, impedindo que eles ataquem os lipídios, os aminoácidos e as bases nitrogenadas do DNA. Este mecanismo é geralmente efetuado pelos antioxidantes adquiridos pela dieta e não é tão eficiente contra os radicais livres de meia-vida curta, como a hidroxila (OH-). Já a terceira maneira está relacionada ao reparo dos danos provocados pelos radicais livres e à reconstituição das estruturas danificadas.

Antioxidantes na indústria
Os antioxidantes possuem um papel fundamental nas indústrias de alimentos, cosméticos e fármacos. Sua principal atuação nesses setores decorre da sua capacidade de prevenir a degradação oxidativa dos produtos gerados. Essa oxidação pode ocorrer devido à luz, à temperatura e/ ou à umidade.

Fatores que determinam a atuação dos antioxidantes
A ação antioxidante é condicionada por certos fatores, entre os quais se destacam a solubilidade e a dose adequada dos antioxidantes e a compatibilidade, o tipo e o local de formação dos radicais livres. Quando os antioxidantes estão em sistemas em que essas condições não favorecem a sua atuação, eles não agem de maneira eficiente e/ ou podem aumentar as lesões teciduais.
Os antioxidantes polares possuem uma baixa solubilidade em meio lipídico. Dessa forma, eles apresentam dificuldades para lidar com a agressão dos radicais livres nas membranas plasmáticas, por exemplo. A quantidade adequada de antioxidantes também é fundamental, visto que doses inferiores são insuficientes para enfrentar os radicais livres e doses excessivas podem ser prejudiciais ao organismo. Por fim, os antioxidantes precisam ter uma certa afinidade com os componentes reativos para combatê-los.



Risco dos antioxidantes
Segundo pesquisas da Universidade de Kansas, o excesso de antioxidantes também é prejudicial ao organismo, visto que impede as ações benéficas promovidas pelos radicais livres, como a vasodilatação. Portanto, uma quantidade excessiva de certos antioxidantes pode prejudicar a oxigenação de vários órgãos e favorecer o enfraquecimento muscular, principalmente durante atividades físicas. Outras consequências da ingestão indiscriminada de determinados antioxidantes são a diarreia e o risco maior de hemorragias e câncer de pulmão.



Bibliografia


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Classificação

Na primeira postagem sobre antioxidantes, o assunto foi abordado de maneira mais generalizada. Agora, pretende-se trabalhar o tema com um enfoque maior nos aspectos bioquímicos.
Em algumas literaturas, é possível encontrar as classificações SCAVENGER e QUENCHER, termos da língua inglesa que se referem, respectivamente, a tudo aquilo que retira impurezas ou que suprime alguma coisa. No primeiro caso, encontram-se os antioxidantes “sequestradores”, que reagem com os radicais livres para transformá-los em compostos menos reativos. No segundo, destacam-se os antioxidantes que absorvem a energia de absorção dos radicais livres.
Os antioxidantes podem ser divididos em dois grandes grupos: o sistema antioxidante enzimático ou não-enzimático.

Sistema antioxidante enzimático Esse sistema antioxidante é o primeiro a agir no organismo. Entre as enzimas que possuem papel oxidante, destacam-se o superóxido dismutase (SOD), a catalase (CAT) e a glutationa peroxidase (GPx). O SOD relaciona-se com a eliminação do superóxido e a produção do peróxido de hidrogênio. Já a CAT e a GPx estão envolvidas na conversão do peróxido de hidrogênio em compostos não-reativos, impedindo que ele participe de reações que originem a hidroxila (OH-), um radical muito tóxico. Dessa forma, esses antioxidantes atuam sobre os radicais livres antes que eles provoquem lesões.

• O SOD está presente em vários órgãos, como o cérebro, o fígado, o coração, os rins, o estômago, o pâncreas e os pulmões. Ele pode se apresentar de duas maneiras. A forma associada ao Cu e ao Zn é encontrada no citoplasma, enquanto a relacionada ao Mn está presente nas mitocôndrias. O SOD catalisa a transformação de dois superóxidos em oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio, segundo a reação a seguir:
2O2 - + 2H+ → H2O2 + O2

• A CAT é encontrada nas hemácias e nos peroxissomos de órgãos como o fígado e os rins. Ela é a catalisadora da decomposição do peróxido de hidrogênio em oxigênio molecular e água, conforme a reação abaixo:
2H2O2 → O2 + 2H2O

• A GPx se encontra em órgãos como fígado, rim, pâncreas, cérebro e pulmão. Ela atua no citoplasma e, em menor proporção, nas mitocôndrias. Essa enzima catalisa a reação entre a glutationa reduzida (GSH) e o peróxido de hidrogênio, favorecendo a formação de glutationa oxidada (GSSG) e água, como descrito a seguir:
2GSH + H2O2 → GSSG + 2H2OA enzima glutationa redutase (GSH-Rd) catalisa a recuperação da GSH a partir da GSSG e da NADPH.

Sistema antioxidante não-enzimático
Os antioxidantes não-enzimáticos podem ser sintetizados pelo organismo ou adquiridos por meio da alimentação. No primeiro caso, figuram a bilirrubina, a ceruloplasmina, a transferrina, a ferritina, o estrogênio, a albumina, a coenzima Q, a GSH (glutationa reduzida) e o ácido úrico. Já os polifenóis, os flavonóides, os carotenóides e as vitaminas A (retinol), C (ácido ascórbico) e E (tocoferol) precisam ser ingeridos e atuam na interceptação dos radicais livres.

Bilirrubina: esse componente possui um papel fundamental em recém-nascidos, visto que muitos antioxidantes, como a vitamina E, o ácido oléico, o ácido linoléico e os carotenóides, não estão presentes em grandes quantidades em seus organismos. Por ser uma molécula apolar, ela é transportada pelo plasma sanguíneo com o auxílio da proteína albumina.
Ceruloplasmina, transferrina e ferritina: proteínas que possuem a capacidade de transportar ou armazenar átomos de ferro ou cobre. A ceruloplasmina é uma glicoproteína responsável pelo transporte do cobre, enquanto a transferrina e a ferritina promovem o deslocamento e a armazenagem do ferro, respectivamente. Esses compostos podem evitar ou reduzir os efeitos oxidantes desses minerais.

• O estrogênio, um tipo de hormônio sexual, sequestra radicais livres e impede, principalmente, a oxidação das lipoproteínas de baixa densidade (LDL), inibindo a formação de ateromas nas paredes dos vasos sanguíneos.

Albumina: essa proteína sintetizada pelo fígado reage com o cobre, impedindo-o de promover a lipoperoxidação e a formação de hidroxilas (OH-). A albumina transporta os ácidos graxos livres e, associada à bilirrubina, evita a oxidação dos mesmos. Além disso, ela apresenta a capacidade de sequestrar o ácido hipocloroso, poderoso oxidante de glicoproteínas como a alfa-1-antiprotease.


• A coenzima Q, ubiquinona ou CoQ 10 é um composto lipossolúvel presente na membrana interna das mitocôndrias. Em linhas gerais, a coenzima Q neutraliza os radicais livres ao transferir prótons (H+) da membrana mitocondrial. A ubiquinona participa de duas reações importantes para o organismo. A primeira está relacionada à eliminação e à oxidação do radical superóxido, o que gera oxigênio e a forma reduzida ubiquinol. A segunda está associada à redução do nitrito a ácido nítrico. Assim como o ascorbato, o ubiquinol regenera o α-tocoferil em α-tocoferol e origina a semiquinona. A semiquinona, uma forma intermediária entre a ubiquinona e o ubiquinol, é prejudicial na medida em que reage com o peróxido de hidrogênio e a peroxila e produz hidroxila e alcoxila. A semiquinona pode ser convertida em ubiquinol por meio do ascobarto.

• A GSH (glutationa reduzida) é tripeptídeo formado por L-g-glutamil, L-cisteinil e glicina. A GSH reage com o peróxido de hidrogênio e origina água e glutationa oxidada. Como visto anteriormente, essa reação é catalisada pela enzima GPx. Além disso, a GSH pode sequestrar hidroxilas e o oxigênio singlete.

• O ácido úrico é o produto final da decomposição das proteínas purinas. A sua importância como antioxidante decorre do fato de os uratos sequestrarem hidroxilas, peroxilas, oxigênio singlete, ozônio e ácido hipocloroso. O ácido úrico também remove o cobre e o ferro, compostos ativos em reações de óxido-reação.

Polifenóis e Flavonóides: os polifenóis compreendem os compostos que apresentam grupos fenóis em suas moléculas. De maneira geral, eles reagem com o ferro, inibindo o seu poder oxidativo e impedindo que ele faça parte de reações de formação de radicais livres. Isso ocorre porque os polifenóis são capazes de doar o seu elétron e de reduzir o Fe3+, altamente tóxico, a Fe2+. Por meio desse mecanismo, os polifenóis estão associados à preservação da madeira e, por também serem capazes de sequestrar radicais livres, estão relacionados com a preservação de alimentos, cosméticos e fármacos. Os flavonóides são os polifenóis mais abundantes em nossa dieta e estão presentes em grandes quantidades nos vegetais, visto que eles precisam se defender dos radicais produzidos pela exposição aos raios UV. A ação antioxidante dos flavonóides consiste em inativar espécies de radicais livres por meio da doação de átomos de hidrogênio, tanto em meios lipofílicos quanto em hidrofílicos.

• Os carotenóides, de maneira geral, possuem uma grande afinidade com o oxigênio singlete, impedindo que ele forme peróxidos ao reagir com os ácidos graxos das membranas celulares. Quando os carotenóides reagem com o oxigênio singlete, eles se convertem em carotenóides triplete, que, ao emitirem calor, retornam à sua forma original. Um dos principais carotenóides é o beta-caroteno, o precursor da vitamina A. Ele atua na proteção das membranas ao sequestrar os lipoperóxidos produzidos durante a peroxidação lipídica.


Ácido Ascórbico (vitamina C) é um forte agente redutor e uma molécula polar, o que facilita a sua atuação em meios aquosos, como o plasma sanguíneo e demais líquidos extracelulares. Sua ação antioxidante é efetuada pela sua base conjugada, o ascorbato. Entre suas funções, destacam-se prevenir a peroxidação lipídica por meio do sequestro do oxigênio singlete, evitar a oxidação do LDL-colesterol e doar um elétron à espécie reativa α-tocoferil – forma oxidada do α-tocoferol (vitamina E) resultante da neutralização dos radicais livres. O ascorbato pode reagir com os radicais superóxido e hidroxila e favorecer a formação de peróxido de hidrogênio e água, respectivamente. Nessas reações, o ascorbato é oxidado a ascorbil, uma molécula estável que pode dismutar-se em ascorbato e deidroascorbato. Este, por sua vez, converte-se em ascorbato com o auxílio da enzima deidroascorbato redutase.

• A vitamina E (tocoferol) é um composto lipossolúvel que possui uma importante ação antioxidante nas membranas celulares. Ela apresenta os isômeros alfa, beta, gama e delta e é encontrada em ovos, castanhas, nozes, frutas e verduras . No organismo, a vitamina E, além de se concentrar nas membranas, está presente em grande quantidade no plasma sanguíneo, sendo associada a lipoproteínas, geralmente de baixa densidade (LDL). Ela pode tanto impedir a oxidação dos ácidos graxos das membranas quanto reagir com os radicais produzidos por essa lipoperoxidação. No primeiro caso, ela reage com o oxigênio singlete, a hidroxila e o superóxido e evita que eles oxidem os ácidos graxos. No segundo, ela interrompe o processo de lipoperoxidação ao doar H+ para os radicais produzidos, tais como a peroxila e alcoxila, vetando a sua ação danosa sobre os resíduos de proteínas e as bases nitrogenadas do DNA. Após neutralizar os radicais livres, o α-tocoferol, o componente mais ativo nos animais, é convertido em α-tocoferil, um composto sem atuação antioxidante. Ao reagir com o ubiquinol, com o ascorbato (na presença de selênio ou enxofre) ou com a glutationa reduzida, o α-tocoferil retorna à forma α-tocoferol, enquanto há a formação de ubiquinona, ascorbil ou glutationa oxidada, respectivamente.

Referências bibliográficas

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TIRAPEGUI, Júlio. Nutrição: fundamentos e aspectos atuais. 2. ed. Atheneu Rio.




Radicais Livres, Envelhecimento e Medicina Ortomolecular


Desde o seu nascimento, o ser humano produz radicais livres. Contudo, os sistemas antioxidante e imunológico estão bem desenvolvidos no início da vida, o que reduz os efeitos danosos promovidos por essas espécies reativas.
À medida que se envelhece, os antioxidantes sintetizados naturalmente pelo organismo não são suficientes para controlar a quantidade de radicais livres. Portanto, as células e suas estruturas sofrem, indiscriminadamente, os efeitos oxidantes e são prejudicadas quanto às suas funções.
Como visto em postagens anteriores, destacam-se, entre as ações nocivas dos radicais livres, a oxidação dos ácidos graxos das membranas e as reações com os ácidos nucléicos. A primeira resulta em um prejuízo funcional das membranas, que perdem a total eficácia da permeabilidade seletiva. Já a segunda pode provocar alterações no material genético e, consequentemente, mutações no mecanismo de divisão celular e o aparecimento de tumores.
Na juventude, essas células modificadas seriam eliminadas prontamente pelo sistema imunológico. Entretanto, esse sistema começa a falhar com o passar dos anos e não se demonstra tão eficiente no que se refere à destruição de células alteradas e “velhas”. Logo, ocorre um acúmulo de células deficientes no organismo, o que prejudica toda a fisiologia dos tecidos e dos órgãos. Esse processo também é responsável pela suscetibilidade dos idosos a diversas doenças, tais como diabete, câncer e catarata.
Como os neurônios são ricos em ácidos graxos poli-insaturados, a peroxidação lipídica nessas células é bastante significativa. Além disso, os radicais livres inibem a síntese de neurotransmissores. Esse fato, associado à baixa produção de antioxidantes na velhice, torna frequentes problemas como a perda de memória e a ocorrência de doenças neurodegenerativas, a exemplo do mal de Parkinson e do Alzheimer.
O envelhecimento e as disfunções neurológicas também são responsáveis por um aumento na concentração extracelular de metais como o ferro e o cobre. Esse processo é extremamente tóxico ao organismo, visto que esses metais favorecem a produção de radicais livres e, por consequência, agravam os efeitos provocados pelos danos oxidativos.

À procura de uma fonte da juventude 
Os conhecimentos e as descobertas sobre os aspectos bioquímicos da velhice estimulam o desenvolvimento de diversas indústrias, que tentam criar métodos e produtos para retardar ou minimizar os efeitos do envelhecimento. Nessa linha de raciocínio, evitar o consumo de drogas e a excessiva radiação solar, ter uma alimentação saudável e boas noites de sono e praticar atividades físicas regulares são hábitos que evitam o estresse oxidativo e o envelhecimento precoce.
Nesse contexto, surge a suplementação nutricional, ou seja, a inclusão de certas substâncias na dieta. Muitos pesquisadores acreditam que a ingestão de minerais antioxidantes (zinco e selênio), betacaroteno e vitaminas C e E, antioxidantes obtidos principalmente por meio da alimentação, é essencial para regular a produção de radicais livres e impedir a sua ação nociva.
A atuação antioxidante do betacaroteno e das vitaminas C e E já foi elucidada em uma postagem anterior. O Selênio, assim como a vitamina E, protege as membranas celulares da lipoperoxidação e impede a formação de radicais livres, evitando o surgimento de doenças cardíacas e o envelhecimento precoce. Já o zinco apresenta um papel importantíssimo no sistema imunológico e na eliminação das “células velhas”, visto que regula os genes dos linfócitos, controla a produção de imunoglobulinas e propicia o desenvolvimento das células “natural killer”.

Medicina Ortomolecular
Os conceitos sugeridos pela suplementação nutricional remetem a uma prática alternativa denominada Medicina Ortomolecular. A Medicina Ortomolecular defende a ideia de que o indivíduo deve possuir um organismo em perfeito equilíbrio químico para ter uma vida saudável. Portanto, as enfermidades seriam decorrentes da falta desse equilíbrio. Segundo essa linha de pensamento, a inclusão de vitaminas, minerais e alguns aminoácidos na dieta, especialmente os que apresentam alguma ação antioxidante, seria a maneira mais eficiente de se prevenir doenças e retardar o envelhecimento, visto que inibiria a produção e atuação dos radicais livres.
Contudo, várias são as críticas dirigidas contra a Medicina Ortomolecular. A própria ausência de um embasamento científico adequado contribui para que ela seja mal vista por muitas entidades e profissionais da saúde. Segundo o presidente do Conselho Federal de Medicina, Edson de Oliveira Andrade, "essa história de inibir o aparecimento de radicais livres é conversa. Só tem uma maneira de inibir a produção desses radicais. É você parar de comer e de respirar".
Em alguns casos de anemia ou de deficiência nutricional, a Medicina Ortomolecular auxilia a reposição das substâncias necessárias para a reabilitação do organismo. Mas é preciso ter sempre em mente que não se deve substituir outras formas de tratamento por essa prática, que intervenções na dieta não são vacinas e que nem todas as doenças resultam de uma má alimentação.
A Medicina Ortomolecular é, em grande parte, responsável pela difusão da ideia de que os radicais livres são as entidades malignas do universo e os antioxidantes, os heróis criados para a nossa salvação. Esse pensamento é equivocado na medida em que os radicais livres também apresentam ações benéficas para o organismo, que podem ser suprimidas pela ingestão indiscriminada de certos antioxidantes.
A ingestão excessiva de determinados antioxidantes pode provocar hipervitaminoses e, consequentemente, quadros de intoxicação. Por exemplo, o excesso de vitamina A, cujo precursor é o betacaroteno, pode causar cefaleia, tontura, náuseas, pele ressecada e icterícia devido a lesões no fígado.

Em certos tecidos, alguns antioxidantes não combatem os radicais livres de maneira eficiente ou até auxiliam as ações nocivas promovidas por eles. É o caso da vitamina C, que, na presença de metais de transição como o ferro, atua como uma molécula pró-oxidante e propicia a formação de peróxidos de hidrogênio e hidroxilas.

Referências Bibliográficas
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Medicina_ortomolecular
http://www.infoescola.com/doencas/hipervitaminose/

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PUC – Rio. Envelhecimento e neurodegeneração – uma visão bioquímica. Disponível em: http://www2.dbd.puc-rio.br/pergamum/tesesabertas/0610607_10_cap_03.pdf. Acesso em 29 de dezembro de 2010.