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--- aree:epr:applicazioni:ros [2017/02/11 20:06]
Gianluca Frustagli
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-**Area EPR**
-======  Radicali liberi, specie ossidanti e stress ossidativo ======
-{{:aree:epr:applicazioni:ros.png?300 |ROS}} I radicali liberi sono atomi o molecole con uno o più elettroni spaiati negli orbitali più esterni. I più importanti dal punto di vista fisiologico derivano dall'ossigeno, come il superossido (O<sub>2</sub><sup>__•__</sup> ) e dall'azoto, come l’ossido nitrico (NO<sup>•</sup>).
-Insieme ad altre molecole non radicaliche, ad esempio l’acqua ossigenata (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>), i radicali liberi, chiamati "Specie Reattive Ossidanti" (ROS), sono prodotti costantemente a concentrazioni controllate nei tessuti e partecipano ai processi fisiologici di comunicazione intra e intercellulare agendo come "secondo messaggero" modificando reversibilmente l'attività/funzione delle molecole bersaglio.
-In questo modo i ROS partecipano al controllo di importanti funzioni cellulari quali l'espressione genica, la proliferazione cellulare, l'angiogenesi, l'immunità innata, la senescenza e l'apoptosi.
-Tuttavia, la concentrazione dei ROS può essere significativamente e permanentemente aumentata in condizione di attivazione cellulare indotta da agenti chimici, fisici e biologici. In questi casi, le difese antiossidanti tissutali non sono più in grado di detossificare ROS che, prodotti a concentrazioni non più controllate, generano specie a più alto potenziale ossidativo, come ad esempio l'idrossile (<sup>•</sup>OH), il perossinitrito (ONOO<sup>-</sup>), il radicale carbonato (<sup>•</sup>CO<sub>3</sub>) e il diossido di azoto (<sup>•</sup>NO2).
-Queste specie, insieme ad altri ossidanti generati dai tessuti infiammati, come l’ipoclorito (HClO), sono in grado di reagire e danneggiare in modo irreversibile proteine, lipidi, carboidrati e acidi nucleici. Ne consegue l'alterazione dei segnali intracellulari legati alle molecole che hanno subito il danno ossidativo.
-Questa condizione è denominata //stress ossidativo// ed è considerata nella eziopatogenesi e nella evoluzione delle patologie umane a carattere cronico-degenerativo su base infiammatoria (cardiovascolari, neurologiche, autoimmuni), del diabete, del cancro etc. L’aumento della concentrazione dei radicali liberi è considerato, in questi casi, un biomarcatore di stress ossidativo.
-La spettroscopia EPR è la tecnica elettiva per studiare la formazione di radicali endogeni/esogeni in sistemi biologici //ex vivo/in vitro//, in condizioni fisiologiche e patologiche, e permette di monitorarne la cinetica di formazione, identificarne la natura ed ipotizzare le vie metaboliche coinvolte. I radicali stabili o prodotti ad alte concentrazioni possono essere monitorati tal quali (EPR diretta). I radicali instabili o prodotti a basse concentrazioni possono essere monitorati indirettamente mediante la tecnica dello spin trapping, che utilizza reagenti (spin traps) in grado di legare covalentemente i radicali formati e formare complessi stabili (addotti) rilevabili in EPR.
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