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Antioxidante

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Modelo compilando da antioxidante metabolito glutationa. A esfera amarela é a átomo de enxofre redox-ativo que proporciona atividade antioxidante, enquanto as esferas cinza vermelho, azul, branco e escuras representam oxigênio, nitrogênio, hidrogênio e átomos de carbono, respectivamente.

Um antioxidante é uma molécula capaz de retardar ou prevenir o oxidação de outras moléculas. A oxidação é uma reacção química que transfere electrões a partir de uma substância para uma agente oxidante. As reacções de oxidação podem produzir os radicais livres, que começam reações em cadeia que danificam as células . Antioxidantes rescindir estes reações em cadeia por remoção de radicais livres intermediários, e inibem outras reações de oxidação por ser oxidado si. Como resultado, os antioxidantes são frequentemente agentes redutores, tais como ou tióis polifenóis.

Embora as reacções de oxidação são cruciais para a vida, que também pode ser prejudicial; Assim, plantas e animais manter sistemas complexos de múltiplos tipos de antioxidantes, tais como a glutationa, a vitamina C , e vitamina E, bem como enzimas, tais como catalase, superóxido dismutase e várias peroxidases. Os baixos níveis de anti-oxidantes, ou inibição das enzimas antioxidantes, provoca estresse oxidativo e pode danificar ou matar as células.

Como o stress oxidativo pode ser uma parte importante de muitas doenças humanas, a utilização de antioxidantes em farmacologia é intensivamente estudados, particularmente como tratamentos para acidente vascular cerebral e doenças neurodegenerativas. No entanto, desconhece-se se o stress oxidativo é a causa ou a consequência de doença. Antioxidantes também são amplamente utilizadas como ingredientes para suplementos dietéticos, na esperança de manter a saúde e prevenir doenças como câncer e doença cardíaca coronária. Embora alguns estudos tenham sugerido suplementos antioxidantes têm benefícios de saúde, outra grande ensaios clínicos não detectaram qualquer benefício para as formulações testadas, ea suplementação em excesso pode ser prejudicial. Em adição a estas utilizações em medicina, os antioxidantes têm muitas utilizações industriais, tais como conservantes em alimentos e cosméticos e prevenindo a degradação de borracha e gasolina.

História

O antioxidante termo foi originalmente usado para se referir especificamente a um produto químico que impedia o consumo de oxigênio. No final do século 19 e início do século 20, extenso estudo foi dedicada aos usos de antioxidantes em processos industriais importantes, tais como a prevenção de metal de corrosão , o vulcanização da borracha, eo polimerização dos combustíveis na de incrustação motores de combustão interna.

A pesquisa inicial sobre o papel dos antioxidantes em biologia focado sobre a sua utilização na prevenção da oxidação de gorduras insaturadas, que é a causa de ranço. Actividade antioxidante pode ser medida simplesmente colocando a gordura em um recipiente fechado, com oxigénio e a medição da taxa de consumo de oxigénio. No entanto, foi a identificação de vitaminas A, C , e E como antioxidantes que revolucionou o campo e levaram à compreensão da importância de antioxidantes na bioquímica de organismos vivos.

A possível os mecanismos de acção de antioxidantes foram primeiro explorado quando se reconheceu que uma substância com actividade anti-oxidante é provável que seja uma que está em si facilmente oxidado. A investigação sobre como vitamina E previne o processo de peroxidação lipídica levou à identificação de antioxidantes como agentes que impedem as reacções oxidantes, redução, muitas vezes por limpeza espécies reativas de oxigênio antes que eles podem danificar as células.

O desafio oxidativo em biologia

A estrutura do antioxidante vitamina ácido ascórbico (vitamina C).

A paradoxo no metabolismo é que, enquanto a grande maioria da vida complexa requer oxigênio para a sua existência, o oxigênio é uma molécula altamente reativa que danifica organismos vivos através da produção espécies reativas de oxigênio. Consequentemente, os organismos contêm uma rede complexa de antioxidante e metabolitos enzimas que trabalham em conjunto para prevenir o dano oxidativo aos componentes celulares tais como ADN , proteínas e lípidos . Em geral, os sistemas antioxidantes ou prevenir estas espécies reativas de ser formada, ou removê-los antes que eles podem danificar os componentes vitais da célula. No entanto, uma vez que as espécies reactivas de oxigénio têm funções úteis em células, tais como sinalização redox, a função dos sistemas antioxidantes não é remover completamente oxidantes, mas em vez disso para mantê-los a um nível óptimo.

As espécies de oxigénio reactivo produzidas em células incluem peróxido de hidrogénio (H 2 O 2), ácido hipocloroso (HClO), e radicais livres tais como o radical hidroxila (OH ·) eo anião superóxido (O2 -). O radical hidroxilo é particularmente instável e reagirá rapidamente e de forma não específica com a maioria das moléculas biológicas. Esta espécie é produzida a partir de peróxido de hidrogénio em catalisada por metais reacções redox, tais como o Reação de Fenton. Estes oxidantes podem danificar células, iniciando reacções em cadeia química, tais como a peroxidação lipídica, ou por oxidação de ADN ou proteínas. Danos ao DNA pode provocar mutações e, possivelmente, câncer , se não for revertida pela reparação do ADN mecanismos, enquanto danos a proteínas provoca inibição da enzima, e desnaturação degradação da proteína.

O uso de oxigénio, como parte do processo para a geração de energia metabólica produz espécies reactivas de oxigénio. Neste processo, o anião de superóxido é produzido como um subproduto de vários passos na cadeia de transporte de elétrons. Particularmente importante é a redução de coenzima Q em complexo III, uma vez que um radical livre altamente reactivo é formado como um intermediário (Q · -). Este intermediário instável pode levar a eletrônica de "vazamento", quando os elétrons saltam directamente ao oxigénio e formar o ânion superóxido, em vez de mover através da série normal de reações bem controlados da cadeia de transporte de elétrons. Numa série semelhante de reacções em plantas, espécies reactivas de oxigénio também são produzidas durante a fotossíntese em condições de elevada intensidade de luz. Este efeito é parcialmente compensado pelo envolvimento de em carotenóides fotoinibição, que envolve estes antioxidantes que reagem com sobre-reduzida formas de os centros de reacção fotossintética para evitar a produção de espécies reactivas de oxigénio.

Metabólitos

Visão global

Os antioxidantes são classificados em duas categorias amplas, dependendo se são solúveis em água ( hidrofílico) ou em lipídios ( hidrofóbica). De um modo geral, os antioxidantes solúveis em água reagem com oxidantes na célula e o citoplasma O plasma sanguíneo, enquanto que antioxidantes lipossolúveis proteger membranas de células de peroxidação lipídica. Estes compostos podem ser sintetizados no corpo ou obtido a partir da dieta. Os diferentes antioxidantes estão presentes numa vasta gama de concentrações em fluidos e tecidos corporais, com alguns, tais como glutationa ou ubiquinona principalmente presente no interior das células, enquanto outros, como ácido úrico são mais uniformemente distribuída (ver tabela abaixo).

A importância relativa e as interações entre essas diferentes antioxidantes é uma questão muito complexa, com os vários metabolitos e sistemas de enzimas que têm efeitos sinérgicos e interdependentes em um outro. A acção de um antioxidante pode, portanto, dependem da função adequada de outros membros do sistema antioxidante. A quantidade de proteção oferecida por qualquer um antioxidante também vai depender da sua concentração, sua reatividade frente a determinadas espécies reativas de oxigênio que está sendo considerado, eo status dos antioxidantes com as quais interage.

Alguns compostos contribuem para a defesa antioxidante por quelantes de metais de transição e impedindo-os de catalizar a produção de radicais livres na célula. Particularmente importante é a capacidade de sequestrar o ferro , o que é a função de proteínas de ligação de ferro, tais como e transferrina ferritina. selénio e zinco são comummente referidos como nutrientes antioxidantes, mas esses elementos químicos não têm acção antioxidante si e em vez disso são necessários para a actividade de algumas enzimas antioxidantes, como é discutido abaixo.

Metabolito antioxidante Solubilidade Concentração no soro humano (uM) A concentração no tecido do fígado (umol / kg)
?cido ascórbico (vitamina C) ?gua 50 - 60 260 (humana)
Glutationa ?gua 325-650 6400 (humano)
O ácido lipóico ?gua 0,1-,7 4-5 (de ratos)
?cido úrico ?gua 200-400 1600 (humano)
Carotenos Lipid β-caroteno: 0,5-1

retinol (vitamina A): 1-3

5 (, carotenóides totais humanos)
α-tocoferol (vitamina E) Lipid 10-40 50 (humana)
O ubiquinol (coenzima Q) Lipid 5 200 (humana)

?cido ascórbico

O ácido ascórbico ou "vitamina C" é um monossacárido antioxidante encontrado em animais e plantas. Uma vez que não pode ser sintetizado em humanos e deve ser obtido da dieta, que é uma vitamina. A maior parte dos outros animais são capazes de produzir este composto em seus corpos e não requerem que nas suas dietas. Em células, ela é mantida na sua forma reduzida, por reacção com glutationa, que pode ser catalisada pela a proteína dissulfeto isomerase e glutarredoxinas. O ácido ascórbico é um agente redutor e pode reduzir e, assim, neutralizar espécies reactivas de oxigénio tais como peróxido de hidrogénio. Para além dos seus efeitos antioxidantes directos, o ácido ascórbico é também um substrato para a enzima antioxidante peroxidase de ascorbato, uma função que é particularmente importante para a resistência de stress em plantas.

Glutationa

O mecanismo de radical livre de peroxidação lipídica.

A glutationa é um contendo cisteína peptídeo encontrado na maioria das formas de vida aeróbica. Não é necessária na dieta e em vez disso é sintetizado em células a partir dos seus constituintes amino ácidos . A glutationa tem propriedades antioxidantes desde a grupo tiol no seu cisteína porção é um agente de redução e pode ser oxidado e reduzido reversivelmente. Em células, glutationa é mantida na forma reduzida pela enzima glutationa redutase e, por sua vez reduz outros metabolitos e sistemas de enzimas, bem como a reacção directa com oxidantes. Devido à sua elevada concentração e o seu papel central na manutenção do estado redox da célula, a glutationa é um dos antioxidantes mais importantes celulares.

Melatonina

A melatonina é um antioxidante poderoso que as membranas celulares podem facilmente atravessar eo barreira sangue-cérebro. Ao contrário de outros antioxidantes, a melatonina não sofre ciclismo redox, que é a capacidade de uma molécula de submeter repetido e redução oxidação. Redox ciclismo pode permitir que outros antioxidantes (tais como vitamina C) para agir como pró-oxidantes e promover a formação de radicais livres. A melatonina, uma vez oxidada, não pode ser reduzida ao seu estado anterior, pois várias formas estáveis de produtos finais quando reagem com os radicais livres. Por isso, tem sido referido como um terminal (ou suicida) antioxidante.

Tocoferóis e tocotrienóis (vitamina E)

A vitamina E é o nome coletivo para um conjunto de oito relacionado e tocoferóis tocotrienóis, os quais são as vitaminas solúveis em gordura com propriedades antioxidantes. Destes, α-tocoferol tem sido mais estudados, uma vez que tem a maior biodisponibilidade, com o corpo, preferencialmente, absorvendo e metabolização deste formulário.

Tem-se afirmado que a forma α-tocoferol é o antioxidante lipossolúvel mais importante, e que protege as membranas da oxidação por reacção com radicais lipídicos produzidos na reacção em cadeia da peroxidação de lípidos. Isto remove os intermediários de radicais livres e evita a propagação de reacção contínua. Esta reacção produz os radicais oxidados α-tocoferoxil que pode ser reciclado de volta para a forma activa reduzida através da redução de outros antioxidantes, tais como ácido ascórbico, retinol ou ubiquinol.

No entanto, os papéis e importância das várias formas de vitamina E são actualmente pouco claro, e foi ainda sugerido que a função mais importante do α-tocoferol é como um molécula sinalizadora, com esta molécula possuindo nenhum papel significativo no metabolismo antioxidante. As funções das outras formas de vitamina E, são ainda menos bem compreendido, embora γ-tocoferol é um nucleófilo que pode reagir com mutagénicos electrofílicos, e tocotrienóis pode ser importante na protecção neurônios de danos.

Atividades pró-oxidantes

Os antioxidantes que são agentes redutores podem também actuar como pró-oxidantes. Por exemplo, a vitamina C possui actividade anti-oxidante, quando se reduz substâncias oxidantes tais como peróxido de hidrogénio, no entanto, que também irá reduzir iões metálicos que geram radicais livres através da Reação de Fenton.

2 Fe3 + + ascorbato → 2 Fe2 + + desidroascorbato
2 Fe2 + + 2 H 2 O 2 → 2 Fe3 + + 2 + 2 · OH OH -

A importância relativa das actividades antioxidantes e pró-oxidantes de antioxidantes são uma área actual de investigação, mas a vitamina C, por exemplo, parece ter uma acção principalmente antioxidantes no corpo. No entanto, poucos dados estão disponíveis para outros antioxidantes dietéticas, tais como a vitamina E, ou o polifenóis.

Os sistemas enzimáticos

Via enzimática para a desintoxicação de espécies reativas de oxigênio.

Visão global

Tal como acontece com os antioxidantes químicos, as células são protegidas contra o estresse oxidativo por uma rede de interação de enzimas antioxidantes. Aqui, o superóxido libertado por processos tais como a fosforilação oxidativa é primeiro convertido em peróxido de hidrogénio e, em seguida, ainda mais reduzida para dar água. Esta via de desintoxicação é o resultado de várias enzimas, com superóxido dismutase que catalisam o primeiro passo e em seguida, catalases e várias peroxidases remoção de peróxido de hidrogénio. Tal como acontece com metabolitos antioxidantes, as contribuições destas enzimas para as defesas antioxidantes podem ser difíceis de separar uma da outra, mas a geração de camundongos transgênicos que faltam apenas uma enzima antioxidante pode ser informativa.

Superóxido dismutase, catalase e peroxirredoxinas

Superóxido dismutase (SODs) são uma classe de enzimas estreitamente relacionadas que catalisam a quebra do ânion superóxido em oxigénio e peróxido de hidrogênio. Enzimas SOD estão presentes em quase todas as células aeróbias e nos fluidos extracelulares. Enzimas superóxido dismutase conter cofactores de iões metálicos que, dependendo da isozima, pode ser de cobre , zinco, manganês ou ferro . Nos seres humanos, a SOD de cobre / zinco está presente no citosol, enquanto SOD de manganês está presente na mitocôndria . Existe também uma terceira forma de SOD em fluidos extracelulares, que contém cobre e zinco em seus locais activos. A isoenzima mitocondrial parece ser o mais biologicamente importante desses três, uma vez que os ratos que faltam esta enzima morrem logo após o nascimento. Em contraste, os ratinhos que carecem de SOD de cobre / zinco são viáveis, mas reduziram a fertilidade, enquanto os ratos sem o SOD extracelular têm defeitos mínimos. Em plantas, os isozimas de SOD estão presentes no citosol e as mitocôndrias, com uma SOD de ferro encontrados na cloroplastos que está ausente de vertebrados e de leveduras .

Catalases são enzimas que catalisam a conversão de peróxido de hidrogénio em água e oxigénio, utilizando um ferro de engomar ou cofactor manganês. Esta proteína está localizada peroxisomes na maioria dos eucarióticas células. A catalase é uma enzima invulgar uma vez que, embora o peróxido de hidrogénio é o único substrato, segue-se um mecanismo de ping-pong . Aqui, o seu co-factor é oxidado por uma molécula de peróxido de hidrogénio e, em seguida regenerada por transferência do oxigénio ligado a uma segunda molécula de substrato. Apesar da sua importância aparente na remoção de peróxido de hidrogénio, os seres humanos com deficiência genética de catalase - " acatalasemia "- ou camundongos geneticamente modificados para não completamente catalase, sofrem alguns efeitos nocivos.

Estrutura de decaméricos AhpC, um bacteriana 2-cisteína peroxiredoxina de Salmonella typhimurium.

Peroxirredoxinas são as peroxidases que catalizam a redução de peróxido de hidrogénio, hidroperóxidos orgânicos, bem como peroxinitrito. Eles são divididos em três classes: peroxirredoxinas 2-cisteína típicos; peroxirredoxinas 2-cisteína atípicas; e peroxirredoxinas 1-cisteína. Estas enzimas partilham o mesmo mecanismo catalítico de base, em que uma cisteína redox-activo (a cisteína peroxidásica) no local activo é oxidado para uma de sulfenilo pelo substrato de peróxido. Peroxirredoxinas parecem ser importantes no metabolismo antioxidante, como os ratos que faltam peroxiredoxina 1 ou 2 têm reduzido tempo de vida e sofrem anemia hemolítica, enquanto as plantas usam peroxirredoxinas para remover o peróxido de hidrogênio gerado nos cloroplastos.

Sistemas tiorredoxina e glutationa

O sistema tiorredoxina contém a 12-k Da proteína tiorredoxina e seu companheiro tioredoxina redutase. As proteínas relacionadas com a tiorredoxina estão presentes em todos os organismos sequenciados, com plantas, tais como Arabidopsis thaliana ter um particularmente grande diversidade de isoformas. O sítio activo da tioredoxina consiste em dois cisteínas vizinhas, como parte de um CXXC altamente conservada motivo, que o ciclo de lata entre uma forma ativa ditiol (reduzida) e um oxidado forma dissulfeto. Em seu estado ativo, thioredoxin atua como um agente redutor eficiente, limpeza espécies reativas de oxigênio e manter outras proteínas em seu estado reduzido. Depois de ter sido oxidado, a tioredoxina activo é regenerado pela acção da redutase de tiorredoxina, usando NADPH como um doador de electrões.

O glutationa sistema inclui glutationa, redutase da glutationa, peroxidases de glutationa e glutationa S -transferases. Este sistema encontra-se em animais, plantas e microrganismos. Glutationa peroxidase é uma enzima que contém quatro selênio - cofatores que catalisa a decomposição do peróxido de hidrogênio e hidroperóxidos orgânicos. Existem pelo menos quatro glutationa peroxidase diferente isozimas em animais. A glutationa peroxidase 1 é o mais abundante e é um sequestrante muito eficaz de peróxido de hidrogénio, enquanto que a glutationa peroxidase 4 é mais activa com hidroperóxidos de lípidos. Surpreendentemente, glutationa peroxidase 1 é dispensável, como os ratos que faltam esta enzima têm expectativa de vida normais, mas são hipersensíveis ao estresse oxidativo induzido. Além disso, -transferases a glutationa S mostra alta atividade com peróxidos lipídicos. Estas enzimas estão particularmente em níveis elevados no fígado e também servir metabolismo de desintoxicação.

O estresse oxidativo na doença

O stress oxidativo é pensado para contribuir para o desenvolvimento de uma ampla gama de doenças incluindo doença de Alzheimer , Doença de Parkinson, as patologias causadas por diabetes , artrite reumatóide, e neurodegeneração doenças do neurônio motor. Em muitos destes casos, não é claro se oxidantes desencadear da doença, ou se são produzidos como uma consequência da doença e causar a doença sintomas; como uma alternativa plausível, uma doença neurodegenerativa pode resultar de defeito transporte axonal de mitocôndrias, que realizam reações de oxidação. Um caso em que esta ligação é particularmente bem entendido-é o papel do estresse oxidativo na doença cardiovascular. Aqui, lipoproteína de baixa densidade (LDL), a oxidação parece desencadear o processo de aterogénese , que resulta na aterosclerose , e doença cardiovascular, finalmente.

A dieta de baixa caloria prolonga a vida média e máxima em muitos animais. Este efeito pode envolver uma redução no estresse oxidativo. Enquanto há boas evidências para apoiar o papel do estresse oxidativo no envelhecimento em organismos modelo tais como Drosophila melanogaster e Caenorhabditis elegans, a evidência em mamíferos é menos clara. As dietas ricas em frutas e legumes, que são ricos em antioxidantes, promover a saúde e reduzir os efeitos do envelhecimento, porém a suplementação de vitamina antioxidante não tem nenhum efeito detectável sobre o processo de envelhecimento, portanto, os efeitos de frutas e vegetais pode não estar relacionado com o seu conteúdo antioxidante. Uma razão para isso pode ser o fato de que o consumo de moléculas antioxidantes como os polifenóis e vitamina E produzirão mudanças em outras partes do metabolismo, por isso pode ser estes efeitos não-antioxidantes que são a verdadeira razão que eles são importantes na nutrição humana.

Os efeitos na saúde

Tratamento da doença

O cérebro é particularmente vulnerável a lesão oxidativa, devido a sua alta taxa metabólica e níveis elevados de lípidos poliinsaturados, o alvo da peroxidação lipídica. Consequentemente, os antioxidantes são geralmente usados como medicamentos para o tratamento de várias formas de lesão cerebral. Aqui, miméticos de superóxido-dismutase, tiopental sódico e propofol são utilizados para tratar lesão de reperfusão e lesão cerebral traumática, enquanto a droga experimental NXY-059 e ebseleno estão a ser aplicadas no tratamento do acidente vascular cerebral. Estes compostos parecem prevenir o estresse oxidativo em neurônios e impedir apoptose e dano neurológico. Antioxidantes também estão a ser investigadas como possíveis tratamentos para doenças neurodegenerativas, tais como doença de Alzheimer , Doença de Parkinson, e esclerose lateral amiotrófica, e como uma forma de prevenir induzida por ruído perda auditiva.

A prevenção de doenças

Estrutura do polifenol antioxidante resveratrol.

Os antioxidantes podem anular os efeitos que danificam as células dos radicais livres. Além disso, as pessoas que comem frutas e legumes, que são boas fontes de antioxidantes, têm um menor risco de doença cardíaca e algumas doenças neurológicas, e não há evidência de que alguns tipos de legumes e frutas em geral, provavelmente proteger contra vários tipos de câncer . Estas observações sugerem que os antioxidantes podem ajudar a prevenir estas condições. Há alguma evidência de que os antioxidantes pode ajudar a prevenir doenças como a degeneração macular, suprimiu a imunidade devido à má alimentação, e neurodegeneração. No entanto, apesar do papel do stress oxidativo clara na doença cardiovascular, estudos controlados usando vitaminas antioxidantes ter observado nenhuma redução em qualquer risco de desenvolvimento de doenças cardíacas, ou a taxa de progressão da doença já existente. Isto sugere que outras substâncias nas frutas e produtos hortícolas (possivelmente flavonóides), ou uma mistura complexa de substâncias, podem contribuir para a melhor saúde cardiovascular do que aqueles que consomem mais frutas e legumes.

Pensa-se que a oxidação da lipoproteína de baixa densidade no sangue contribui para doenças cardíacas, e estudos observacionais iniciais descobriram que as pessoas que tomam suplementos de vitamina E tiveram um menor risco de desenvolver doenças cardíacas. Por conseguinte, pelo menos, sete grandes ensaios clínicos foram conduzidos para testar os efeitos de suplemento de antioxidante com vitamina E, em doses que variam de 50 a 600 mg por dia. No entanto, nenhum destes estudos encontraram um efeito estatisticamente significativo da vitamina E no número total de mortes ou de mortes devido à doença cardíaca. Não é claro se as doses usadas nestes ensaios ou na maioria dos suplementos dietéticos são capazes de produzir qualquer redução significativa do estresse oxidativo.

Embora vários estudos têm investigado suplementos com altas doses de antioxidantes, o "en Vitamines et Minéraux Antioxydants suplementação" estudo (SU.VI.MAX) testou o efeito da suplementação com doses comparáveis às de uma dieta saudável. Mais de 12.500 homens e mulheres francesas tomaram ou antioxidantes baixa dose (120 mg de ácido ascórbico, 30 mg de vitamina E, 6 mg de beta-caroteno, 100 \ mu g de selénio, e 20 mg de zinco) ou pílulas de placebo para uma média de 7,5 anos. Os investigadores descobriram que não havia efeito estatisticamente significativo dos antioxidantes sobre a sobrevida global, câncer ou doença cardíaca. No entanto, uma análise de subgrupo mostrou uma redução de 31% no risco de câncer em homens, mas não as mulheres.

Muitos empresas nutracêuticos e alimentos saudáveis agora vender formulações de antioxidantes como suplementos dietéticos e estes são amplamente utilizados em países industrializados. Estes suplementos podem incluir produtos químicos antioxidantes específicos, como o resveratrol (a partir de sementes de uva), combinações de anti-oxidantes, como os produtos "ACES" que contêm beta-caroteno (provitamina A), a vitamina C, vitamina E e S Elenium, ou ervas que contêm antioxidantes - tal como chá verde e jiaogulan . Embora alguns níveis de vitaminas e minerais antioxidantes na dieta são necessários para uma boa saúde, não há dúvidas consideráveis sobre se a suplementação com antioxidantes é benéfico, e em caso afirmativo, qual antioxidante (s) são benéficas e em que quantidades.

Tem sido sugerido que os níveis moderados de stress oxidativo pode aumentar a expectativa de vida no worm Caenorhabditis elegans, através da indução de uma resposta protectora ao aumento dos níveis de espécies reactivas de oxigénio. No entanto, a sugestão de que o aumento da expectativa de vida vem do aumento de estresse oxidativo conflitos com os resultados observados na levedura Saccharomyces cerevisiae, ea situação em mamíferos é ainda menos clara.

Exercício físico

Durante o exercício, o consumo de oxigénio pode aumentar por um factor de mais do que 10. Isto leva a um grande aumento na produção de oxidantes e resulta em danos que contribui para a fadiga muscular durante e após o exercício. O resposta inflamatória que ocorre após o exercício extenuante também está associada com o estresse oxidativo, especialmente nas 24 horas após uma sessão de exercícios. A resposta do sistema imune aos danos causados por picos de exercícios 2 a 7 dias após o exercício, o período durante o qual a adaptação resultando em maior aptidão é maior. Durante este processo, os radicais livres são produzidos por neutrófilos para remover o tecido danificado. Como resultado, os níveis de antioxidantes excessivos têm o potencial para inibir mecanismos de recuperação e adaptação.

As provas para os benefícios de suplementação antioxidante no exercício vigoroso é misto. Há fortes indícios de que uma das adaptações decorrentes de exercício é um reforço das defesas antioxidantes do organismo, particularmente o sistema glutationa, para lidar com o aumento do estresse oxidativo. É possível que este efeito pode ser em certa medida de protecção contra as doenças que estão associadas com o stress oxidativo, o que iria proporcionar uma explicação parcial para a menor incidência de doenças graves e uma melhor saúde dos que comprometem o exercício regular.

No entanto, não há benefícios para o desempenho físico para os atletas são vistos com a suplementação de vitamina E. Com efeito, apesar do seu papel fundamental na prevenção da peroxidação de lípidos da membrana, de 6 semanas de suplementação de vitamina E teve nenhum efeito sobre a lesão muscular em ultramaratonistas. Embora pareça haver um aumento necessidade de vitamina C em atletas, há alguma evidência de que a suplementação de vitamina C aumentou a quantidade de exercício intenso, que pode ser feito e a suplementação de vitamina C antes do exercício extenuante pode reduzir a quantidade de dano muscular. No entanto, outros estudos não encontraram tais efeitos, e algumas pesquisas sugerem que a suplementação com quantidades tão elevadas quanto 1000 mg inibe a recuperação.

Os efeitos adversos

Estrutura do quelante de metal ácido fítico.

?cidos relativamente fortes redutores pode ter efeitos anti-nutricionais ligando-se a sais minerais, tais como ferro e zinco no tracto gastrointestinal e evitando que sejam absorvidos. Exemplos notáveis são ácido oxálico, taninos e ácido fítico, que são ricos em dietas à base de plantas. cálcio e ferro deficiências não são incomuns nas dietas em países em desenvolvimento, onde menos carne é comido e não há alto consumo de ácido fítico de feijão e ázimo pão integral.

Alimentos Reduzir ácido presente
Cacau e Chocolate , espinafre, nabo e ruibarbo . O ácido oxálico
Grãos integrais, milho , leguminosas. O ácido fítico
Chá , feijão , repolho . Taninos

Antioxidantes, tais como não polares eugenol, um componente principal de óleo de cravo têm limites de toxicidade que podem ser ultrapassados com o uso indevido de não diluído óleos essenciais . A toxicidade associada com altas doses de antioxidantes solúveis em água, tais como o ácido ascórbico são uma preocupação menor, uma vez que estes compostos podem ser rapidamente excretado na urina. Mais grave ainda, doses muito altas de alguns antioxidantes podem ter efeitos nocivos a longo prazo. O estudo beta-caroteno e retinol Eficácia Trial (circunflexo) de pacientes com câncer de pulmão descobriram que os fumantes receberam suplementos contendo beta-caroteno e vitamina A tinham aumentado taxas de câncer de pulmão. Estudos posteriores confirmaram estes efeitos adversos.

Estes efeitos prejudiciais também podem ser vistos em não-fumantes, como uma recente meta-análise de dados de aproximadamente 230.000 pacientes mostrou que β-caroteno, vitamina A ou suplementação de vitamina E está associada com aumento da mortalidade, mas não viu nenhum efeito significativo da vitamina C. Sem risco para a saúde foi observado quando todos os estudos randomizados controlados foram examinadas em conjunto, mas foi detectado um aumento da mortalidade somente quando a alta qualidade e ensaios de risco baixo de viés foram examinados separadamente. No entanto, como a maioria destes ensaios de baixa polarização tratadas ou as pessoas idosas, ou pessoas que já sofrem da doença, estes resultados podem não se aplicar à população em geral. Esta meta-análise foi depois repetido e ampliado pelos mesmos autores, com a nova análise publicada pelo Colaboração Cochrane; confirmando os resultados anteriores. Estas duas publicações são consistentes com algumas meta-análises anteriores, que também sugeriu que a suplementação de vitamina E aumento da mortalidade, e que os suplementos antioxidantes aumentou o risco de câncer de cólon. No entanto, os resultados desta meta-análise são incompatíveis com outros estudos, como o julgamento de SU.VI.MAX, o que sugere que os antioxidantes têm nenhum efeito sobre a causa-mortalidade por todas. No geral, o grande número de ensaios clínicos realizados em suplementos antioxidantes sugerem que tanto estes produtos não têm nenhum efeito sobre a saúde, ou que causam um pequeno aumento na mortalidade em populações idosas ou vulneráveis.

Enquanto a suplementação com antioxidantes é amplamente utilizada em tentativas para prevenir o desenvolvimento de cancro, tem sido proposto que os antioxidantes pode, paradoxalmente, interferir com os tratamentos de cancro. Isto foi pensado para ocorrer desde o ambiente das células cancerosas faz com que altos níveis de estresse oxidativo, tornando estas células mais suscetíveis à mais estresse oxidativo induzido pelos tratamentos. Como resultado, ao reduzir o stress redox em células cancerosas, suplementos antioxidantes foram pensados para diminuir a eficácia da e radioterapia quimioterapia. No entanto, essa preocupação parece não ser válido, uma vez que tem sido abordada por vários ensaios clínicos que indicam que os antioxidantes são neutros ou benéficos na terapia do cancro.

Medição e níveis nos alimentos

Frutas e vegetais são boas fontes de antioxidantes.

Medição de antioxidantes não é um processo simples, como este é um grupo diverso de compostos com reactividades diferentes para diferentes espécies reativas de oxigênio. Em ciência dos alimentos, a capacidade de absorção de oxigênio radical (ORAC) tornou-se o padrão da indústria atual para avaliar a força antioxidante de alimentos integrais , sucos e aditivos alimentares. Outros ensaios de medição incluem o reagente de Folin-Ciocalteu e o ensaio de capacidade antioxidante Trolox equivalente. Na medicina, uma variedade de diferentes ensaios são usados ​​para avaliar a capacidade antioxidante do plasma sanguíneo e, destes, o teste ORAC pode ser o mais fiável.

Os antioxidantes são encontrados em quantidades variáveis ​​em alimentos como legumes, frutas, cereais, legumes e nozes. Alguns antioxidantes tais como ácido ascórbico e licopeno pode ser destruída por armazenamento a longo prazo ou de cozedura prolongada. Outros compostos antioxidantes são mais estáveis, tais como os antioxidantes polifenólicos em alimentos, tais como cereais de trigo e chá. Em geral, alimentos processados ​​contêm menos antioxidantes do que alimentos frescos e cozidos, uma vez que os processos de preparação pode expor os alimentos a oxigénio.

Os compostos antioxidantesOs alimentos que contêm altos níveis desses antioxidantes
Vitamina C (ácido ascórbico) Frutasevegetais
A vitamina E (tocoferóis, tocotrienóis)Óleos vegetais
Antioxidantes polifenólicos (resveratrol,flavonóides) Chá, café , soja , frutas , azeite de oliva , o chocolate , canela, orégano e vinho tinto .
Os carotenóides (licopeno, carotenos) Frutas e vegetais

Alguns antioxidantes são feitos no corpo e não são absorvidos a partir do intestino. Um exemplo é a glutationa, o qual é feita a partir de aminoácidos. Como qualquer glutationa no intestino é dividido em cisteína livre, e glicina ácido glutâmico, antes de ser absorvido, mesmo grandes doses orais têm pouco efeito sobre a concentração de glutationa no organismo. O ubiquinol (coenzima Q) também é fracamente absorvida a partir do intestino e é feita em seres humanos através da via do mevalonato.

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Conservantes de alimentos

Os antioxidantes são utilizados como aditivos alimentares para ajudar guarda contra a deterioração de alimentos. A exposição ao oxigénio e à luz solar são os dois factores principais na oxidação de produtos alimentares, assim que o alimento é preservada, mantendo no escuro e selando-a em contentores ou mesmo revestindo-o em cera, como com os pepinos. No entanto, como o oxigênio é também importante para a planta respiração, a armazenagem dos materiais de plantas em condições anaeróbicas produz sabores desagradáveis e cores desagradáveis. Consequentemente, a embalagem de frutas e vegetais frescos contém uma atmosfera de oxigênio 8% ~. Os antioxidantes são uma classe especialmente importante de conservantes como, ao contrário bacteriana ou fúngica deterioração, reações de oxidação ainda ocorrem de forma relativamente rápida em alimentos congelados ou refrigerados. Estes conservantes incluem ácido ascórbico (AA, E300), propilgalato (PG, E310), tocoferóis (E 306), butilhidroquinona terciário (TBHQ), hidroxianisol butilado (BHA, E320) e hidroxitolueno butilado (BHT, E321).

As moléculas mais comuns atacadas pela oxidação são gorduras insaturadas; oxidação faz com que girem ranço. Uma vez que os lípidos oxidados são muitas vezes descoloridos e geralmente têm sabores desagradáveis ​​tais como metal ou sulfurosos sabores, é importante para evitar a oxidação em alimentos ricos em gordura. Assim, estes alimentos raramente são conservadas através de secagem; em vez disso, eles são preservados por fumar, salga ou fermentação. Mesmo menos alimentos gordurosos, como frutas são pulverizados com antioxidantes sulfurosos antes da secagem do ar. A oxidação é muitas vezes catalisada por metais, razão pela qual as gorduras como a manteiga nunca devem ser embrulhados em papel alumínio ou mantidos em recipientes de metal. Alguns alimentos gordos, tais como óleo de azeitona são parcialmente protegido da oxidação por o seu teor natural de antioxidantes, mas permanecem sensíveis à foto-oxidação.

Utilizações industriais

Alguns antioxidantes são adicionados aos produtos industriais. Um uso comum é como estabilizadores em combustíveis e lubrificantes para evitar a oxidação, e em gasolinas para evitar a polimerização, que leva à formação de resíduos-incrustação do motor. Eles também são utilizados para prevenir a degradação oxidativa de borracha, plásticos e adesivos que provoca uma perda de força e flexibilidade nestes materiais. Conservantes antioxidantes também são adicionados à base de gorduras cosméticos, tais como batom e cremes hidratantes para evitar o ranço.

Aditivo de combustível Componentes Aplicações
AO-22N, N'-di-2-butil-1,4-fenilenodiaminaÓleos de turbina,óleos de transformadores,fluidos hidráulicos,ceras egraxas
AO-24N, N'-di-2-butil-1,4-fenilenodiaminaÓleos de baixa temperatura
AO-292,6-di-terc-butil-4-metilfenolÓleos para turbinas, óleos de transformadores, fluidos hidráulicos, ceras, gorduras, e gasolinas
AO-302,4-dimetil-6-terc-butilfenolCombustíveis e gasolinas, incluindo gasolinas Jet aviação
AO-312,4-dimetil-6-terc-butilfenolCombustíveis e gasolinas, incluindo gasolinas Jet aviação
AO-322,4-dimetil-6-terc-butilfenol e 2,6-di-terc-butil-4-metilfenolCombustíveis e gasolinas, incluindo gasolinas Jet aviação
AO-372,6-di-terc-butilfenolCombustíveis de jato e gasolinas, amplamente aprovados paracombustíveis de aviação
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