Specie Reattive dell’Ossigeno (ROS)
Approfondimento del concetto citato in Stress Ossidativo: ogni ROS in dettaglio, da dove nasce, che danno fa, come viene neutralizzato.
I ROS sono molecole derivate dall’ossigeno molto più reattive dell’O₂ stesso. Nascono ogni volta che l’O₂ viene ridotto in modo incompleto: la riduzione completa a 4 elettroni dà acqua (innocua), ma se l’O₂ acquista un solo elettrone per volta si formano intermedi instabili e reattivi. In basse quantità sono segnali fisiologici; in eccesso danneggiano lipidi, proteine e DNA (Stress Ossidativo).
I singoli ROS
| ROS | Cos’è | Come si forma | Reattività / destino |
|---|---|---|---|
| Anione superossido (O₂•⁻) | radicale (1 e⁻ in più) | riduzione monoelettronica dell’O₂ (catena respiratoria mitocondriale, NADPH ossidasi) | moderato; dismutato dalla Superossido Dismutasi a H₂O₂ |
| Perossido di idrogeno (H₂O₂) | non è un radicale, ma è un ROS | dismutazione del superossido (SOD); ossidasi | stabile, attraversa le membrane; rimosso da Catalasi e Glutatione Perossidasi; pericoloso perché precursore dell’OH• |
| Radicale ossidrile (OH•) | il radicale più tossico | da H₂O₂ + Fe²⁺ (Reazione di Fenton) | reagisce istantaneamente con tutto ciò che incontra; nessun enzima lo neutralizza → si previene solo togliendo H₂O₂ e ferro libero |
| (Ossigeno singoletto ¹O₂) | O₂ eccitato | luce/reazioni fotochimiche | ossida lipidi e proteine |
| (RNS: NO•, perossinitrito ONOO⁻) | specie reattive dell’azoto | NO• + O₂•⁻ → ONOO⁻ | “cugini” dei ROS, danno nitrosativo |
Il punto chiave: il danno vero lo fa l’OH•, ma OH• si forma dall’H₂O₂ in presenza di ferro. Per questo controllare H₂O₂ (catalasi/GPx) e il ferro libero (Metabolismo del Ferro, ferritina) è la difesa principale.
Fonti enzimatiche di ROS — perché e come
Gli enzimi citati come fonti di ROS lo sono perché maneggiano l’ossigeno o trasferiscono elettroni, e in questo processo l’O₂ può essere ridotto parzialmente:
- NADPH ossidasi (NOX) — l’unico enzima che produce ROS di proposito: trasferisce elettroni dal NADPH all’O₂ generando O₂•⁻. È il motore del burst respiratorio dei fagociti (vedi Burst Ossidativo).
- Citocromi della catena respiratoria mitocondriale — durante il trasporto di elettroni una piccola quota “sfugge” (soprattutto ai complessi I e III) e riduce direttamente l’O₂ a superossido: ROS come sottoprodotto inevitabile della respirazione.
- Mieloperossidasi (MPO) — usa l’H₂O₂ e il Cl⁻ per produrre acido ipocloroso (HOCl), ossidante potentissimo dei fagociti.
- Xantina ossidasi — nel catabolismo delle purine cede elettroni all’O₂ producendo O₂•⁻ e H₂O₂ (importante nel danno da riperfusione).
- Lipossigenasi / ciclossigenasi — nel metabolismo dell’acido arachidonico generano intermedi radicalici.
- Citocromo P450 — nella detossificazione epatica può rilasciare ROS.
Danni e neutralizzazione
I ROS in eccesso danneggiano: lipidi (Lipoperossidazione), proteine (perdita di funzione), DNA (mutazioni → rischio tumorale). La difesa è descritta in Risposte allo Stress Ossidativo e usa SOD, catalasi, glutatione perossidasi, vitamine E e C.
🔗 Collegamenti
- Stress Ossidativo — ⬆️ concetto di cui questa nota è l’approfondimento
- Reazione di Fenton — 🔗 genera l’OH• a partire da H₂O₂ e ferro
- Lipoperossidazione — ⬇️ danno dei ROS sui lipidi di membrana
- Risposte allo Stress Ossidativo — 🛡️ sistemi che neutralizzano i ROS
- Metabolismo del Ferro — 🔗 il ferro libero alimenta la produzione di OH•