Perossidazione lipidica

La perossidazione lipidica può essere descritta come un processo in cui agenti ossidanti come specie reattive all’ossigeno (ROS) e  radicali liberi attaccano i lipidi contenenti doppi legami ed in particolare gli acidi grassi polinsaturi.

L’aumento della produzione di radicali liberi può verificarsi negli stati infiammatori, nel metabolismo di ormoni, farmaci e tossine e nel caso di esposizione a radiazioni ionizzanti che possono sopraffare gli antiossidanti protettivi endogeni arrecando notevoli danni alla struttura e alla funzionalità della membrana cellulare.

Le specie reattive all’ossigeno più diffuse che possono dar luogo alla perossidazione lipidica nota anche come degradazione ossidativa sono il radicale idroperossido HO2∙ e il radicale idrossile HO∙ che il più reattivo, di piccole dimensioni, mobile, idrosolubile e attacca le biomolecole situate a pochi nanometri dal suo sito di generazione.

Il radicale idrossile si forma in quanto, nella catena di trasporto mitocondriale, alcuni trasportatori cedono elettroni direttamente a O2 anziché al trasportatore successivo formando il radicale superossido O2 il quale mediante una reazione di disproporzione è convertito a perossido di idrogeno H2O2 che reagendo con lo ione Fe2+ dà origine al radicale idrossile.

Oltre allo ione ferro possono essere responsabili della formazione del radicale idrossile anche ioni di metalli di transizione come rame, nichel, cobalto e vanadio.

Il radicale idroperossido a sua volta svolge un ruolo importante nella chimica della perossidazione lipidica in quanto dà luogo all’ossidazione a catena dei fosfolipidi polinsaturi, portando così a compromissione della funzione della membrana.

Il processo complessivo della perossidazione lipidica prevede tre stadi come in tutte le reazioni radicaliche: iniziazione, propagazione e terminazione.

Durante l’iniziazione il radicale promuove la formazione di un radicale sul carbonio dopo scissione omolitica e allontanamento di un idrogeno allilico.

RH → R∙ + H∙

Nella fase di propagazione il radicale formato reagisce velocemente con O2 con formazione del radicale idroperossi molto instabile:

R∙ + O2 → ROO∙

Seguita dalla formazione dell’idroperossido e nuovamente dal radicale R∙ molto reattivo:

ROO∙ + RH → ROOH + R∙

Due idroperossidi reagendo tra loro formano acqua, radicali perossi ROO∙ e radicali alcossi RO∙

2 ROOH → ROO∙ + RO∙ + H2O

Sia il radicale alcossi che il radicale idroperossi formatisi dalla decomposizione dell’idroperossido reagiscono con l’acido grasso:

RO∙ + RH → ROH + R∙

ROO∙ + RH → ROOH + R∙

La reazione di propagazione ha luogo fin quando si ottengono i prodotti di terminazione costituiti da un’ampia gamma di prodotti di ossidazione.

I principali prodotti della perossidazione lipidica sono gli idroperossidi lipidici ROOH mentre tra i prodotti secondari vi sono numerose aldeidi ed in particolare, propanale, esanale, malondialdeide CH2(CHO)2 (MDA) e il 4-idrossinonenale CH3(CH2)4CHOHCH=CHCHO (4-HNE); tra questi il 4-HNE è il più tossico mentre l’MDA è il più mutagenico.

La perossidazione lipidica causa l’invecchiamento precoce delle cellule e l’insorgere di varie patologie tra cui alcune particolarmente gravi come il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer e il cancro.

 

Author: Chimicamo

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