1. Enzimi antiossidanti:
* superossido dismutasi (SOD): Converte il radicale superossido altamente reattivo (O2-) in perossido di idrogeno (H2O2) e ossigeno.
* catalasi: Decompone il perossido di idrogeno in acqua e ossigeno.
* glutatione perossidasi: Riduce il perossido di idrogeno all'acqua usando il glutatione come agente riducente.
2. Molecole antiossidanti:
* Glutatione: Un tripeptide che funge da agente riducente, proteggendo le cellule dal danno ossidativo.
* Vitamina C (acido ascorbico): Un antiossidante solubile in acqua che aiuta a neutralizzare i radicali liberi.
* Vitamina E (tocoferolo): Un antiossidante liposolubile che protegge le membrane cellulari dai danni.
* carotenoidi (ad es. beta-carotene): Pigmenti che agiscono come antiossidanti, specialmente nella protezione dai danni dalle radiazioni UV.
3. Meccanismi di riparazione:
* Enzimi di riparazione del DNA: Danno di riparazione al DNA causato dalle specie reattive dell'ossigeno (ROS).
* Meccanismi di riparazione delle proteine: Riparare le proteine danneggiate, prevenendo la loro aggregazione e disfunzione.
4. Proteine di legame metallico:
* Ferritina e transferrin: Lega il ferro, impedendolo di catalizzare la formazione di ROS dannosi.
* Metallotionein: Lega i metalli pesanti, prevenendo i loro effetti tossici.
5. Consumo di ossigeno regolato:
* Catena di trasporto di elettroni mitocondriali: Le cellule regolano strettamente il flusso di elettroni nell'ETC, minimizzando la produzione di ROS.
* Fattori inducibili dall'ipossia (HIF): Questi fattori di trascrizione regolano l'espressione genica in risposta a bassi livelli di ossigeno, minimizzando la produzione di ROS e migliorando i meccanismi di difesa cellulare.
6. Sistemi di disintossicazione cellulare:
* Il sistema P450 del citocromo: Enzimi che disintossicano una vasta gamma di sostanze, compresi i metaboliti dannosi che possono produrre ROS.
* Glutatione S-transferasi: Enzimi che disintossicano i composti dannosi coniugandoli al glutatione.
7. Risposte adattive:
* Precondizionamento: L'esposizione a bassi livelli di stress (ad es. Brevi periodi di ipossia) può indurre risposte protettive, rendendo le cellule più resistenti allo stress ossidativo futuro.
* Ormesi: L'esposizione a basse dosi di fattori di stress può indurre risposte adattive benefiche, tra cui un aumento delle difese antiossidanti.
È importante notare che:
* Questi meccanismi possono essere sopraffatti da alti livelli di ossigeno o esposizione prolungata allo stress ossidativo.
* Questi meccanismi non sono sempre perfetti e un certo grado di danno ossidativo è inevitabile.
* Lo stress ossidativo è implicato in varie malattie, tra cui cancro, invecchiamento e disturbi neurodegenerativi.
In conclusione, le cellule hanno sviluppato una serie complessa di sistemi di difesa per combattere la tossicità dell'ossigeno. Questi meccanismi prevedono la rivaio di ossigeno reattivo, la riparazione di molecole danneggiate e la regolazione del consumo di ossigeno. Sebbene queste difese sono efficaci, non sono infallibili e lo stress ossidativo continua ad essere un fattore significativo nella salute e nelle malattie umane.
