O stress oxidativo é um stress a nível celular
O stress oxidativo é um fenómeno bioquímico natural do organismo que, quando sobreexpressado, pode levar a um desequilíbrio a nível celular que se estende a todo o corpo. O stress oxidativo pode ser visto através de uma reação redox (redução-oxidação). Trata-se de uma reação química em que um ou mais electrões são transferidos, no todo ou em parte, de um átomo para outro. Numa tal reação, o agente doador de electrões é oxidado e o agente aceitador de electrões é reduzido.
Na prática, o stress oxidativo significa que as células estão expostas a uma quantidade excessiva da reação de oxidação. Este desequilíbrio é causado pela presença de demasiados factores oxidantes no organismo ou por uma diminuição da capacidade antioxidante do organismo, ou seja, da reserva de factores redutores. O ideal é que exista um equilíbrio entre estes factores que apoie a homeostasia natural.
Sob stress oxidativo, a quantidade de radicais de oxigénio livres e reactivos aumenta (aumento do número de espécies reactivas de oxigénio ou ROS). As moléculas que contêm átomos de oxigénio possuem um eletrão ímpar e livre, o que as torna muito instáveis e de vida curta. A formação de radicais livres de oxigénio no organismo é normal, mas estes tornam-se prejudiciais para a saúde em grandes quantidades. O stress oxidativo prolongado éncrementa a morte celular, que, em casos extremos, pode levar a necrose nos tecidos.
Os radicais de oxigénio são produzidos no organismo em metabolismo energético mitocondrial (respiração celular), enzimas do citocromo P450 hepático e muitos outros fenómenos oxidativos celulares. As fontes externas de radicais de oxigénio incluem a poluição atmosférica, a radiação, o fumo, muitos medicamentos, como a quimioterapia e os xenobióticos, ou outras substâncias estranhas ao organismo. O stress oxidativo é também causado por citocinas em várias condições inflamatórias e, por exemplo, infecções bacterianas. As espécies reactivas de oxigénio mais comuns são o anião superóxido (O2-), os peróxidos como o peróxido de hidrogénio (H2O2), o radical hidroxilo (OH), os radicais alcóxido (RO), os radicais peróxido (RO) e o peroxinitrito (ONOO-) (ver imagem abaixo).
Fonte da imagem: Herb, M., & Schramm, M. (2021). Funções de ROS em macrófagos e imunidade antimicrobiana. Antioxidantes 10 (2): 313.
A sobrecarga de radicais livres de oxigénio tem sido associada a muitas doenças diferentes devido aos seus efeitos adversos a nível celular (peroxidação lipídica, ou seja, ranço de gordura, danos nas proteínas e danos no ADN). O stress oxidativo desempenha um papel importante na desenvolvimento de doença coronária, depressão, várias doenças auto-imunes, infecções, cancro e muitas doenças neurodegenerativas tais como Parkinson doença de Parkinson, entre outras. O stress oxidativo excessivo e prolongado está também associado a fadiga e cansaço persistente.
O stress oxidativo e o encurtamento dos telómeros
O telómero é uma sequência de ADN situada na extremidade de todos os cromossomas. A sua função é proteger o cromossoma e as células, entre outras coisas, do stress oxidativo e da degenerescência. Cada célula eucariótica tem 46 cromossomas e um total de 92 telómeros nas suas extremidades. Os telómeros são responsáveis por toda a divisão celular e a informação do ADN é copiada para a nova célula. Sabe-se também que os telómeros encurtam ligeiramente a cada divisão - podem dividir-se cerca de 50-70 vezes, após o que as células deixam de se poder dividir e morrem (o chamado limite de Hayflick).
Elizabeth Blackburn, laureada com o Prémio Nobel e doutorada australiana em biologia molecular, que estuda os telómeros há décadas, descobriu na sua investigação que o stress a longo prazo acelera o encurtamento dos telómeros. O stress psicológico parece aumentar o stress oxidativo a nível celular. Num extenso estudo publicado em 2010, Blackburn descobriu que a meditação pode retardar o envelhecimento. Níveis baixos de stress oxidativo e níveis mais elevados de atividade da enzima telomerase, que previnem o encurtamento dos telómeros, foram observados em meditadores de longa duração.
Imagem: Atrofiamento dos telómeros, comprimento dos telómeros e telomerase.
Fonte: Vaiserman, A., & Krasnienkov, D. (2021). Comprimento dos telômeros como marcador de idade biológica: estado da arte, questões em aberto e perspectivas futuras. Fronteiras em Genética 11: 1816.
No entanto, os radicais livres de oxigénio não são apenas uma ameaça para a saúde. Em determinadas situações, também protegem contra várias infecções, actuando assim como parte do sistema imunitário. Stress oxidativo a curto prazo podem também proteger o organismo do envelhecimento devido a mito-hormose.
MITOHORMESIS
Mitohormese é um termo utilizado para definir uma resposta biológica em que o stress mitocondrial conduz a um aumento da saúde e da viabilidade de uma célula, de um tecido ou de um organismo inteiro. A resposta ao stress mitocondrial activada por um estímulo potencialmente nocivo exige um diálogo coordenado com o núcleo celular (comunicação mitonuclear). Esta cooperação induzida pela resposta hormética nas mitocôndrias depende de uma variedade de sinais, dos quais os mais importantes são as espécies reactivas de oxigénio (ROS).
Além disso, os metabolitos mitocondriais, os sinais proteotóxicos, a resposta de stress mitocôndria-citosol e a libertação de mitocinas desempenham um papel significativo neste processo. Verificou-se que a ativação da mito-hormose aumenta o tempo de vida em modelos animais e também melhora o tempo de saúde ao melhorar a função do metabolismo e do sistema imunitário.
Antioxidantes no equilíbrio do stress oxidativo
De acordo com a hipótese do stress oxidativo, desde os anos 50 até aos anos 90, pensava-se que os antioxidantes eram eficazes no tratamento de quase todas as doenças. Pensava-se também que o stress oxidativo estava substancialmente associado ao envelhecimento. Esta hipótese é designada por Teoria dos Radicais Livres do Envelhecimento (TLFA). Desde então, compreende-se melhor que a utilização de antioxidantes, por si só, não garante a saúde e que muitas doenças têm por base o stress oxidativo, bem como outros factores subjacentes.
No entanto, os antioxidantes têm lugar na dieta de todos, uma vez que o stress oxidativo excessivo e a fraca capacidade antioxidante são prejudiciais para o organismo. Os antioxidantes são obtidos a partir dos alimentos, mas o organismo também possui antioxidantes produzidos internamente, que são normalmente suficientes para equilibrar o stress oxidativo normal.
Os antioxidantes mais importantes presentes nos alimentos são a vitamina C, a vitamina A (carotenóides como o beta-caroteno) e a vitamina E. Os resultados da investigação sobre os antioxidantes alimentares que promovem a saúde incluem astaxantina, licopeno e chá verde (nomeadamente o seu epigalocatequina-3-galato, ECGC).
Fonte da imagem: Krumova, K. & Gonzalo, C. (2016). Visão geral das espécies reactivas de oxigénio. Oxigénio Singlet: Aplicações em Biociências e Nanociências 1: 1-21. Londres: Royal Society of Chemistry.
Os antioxidantes internos mais importantes do organismo incluem a superóxido dismutase (SOD), o glutatião sulfidrilo (GSH), a coenzima Q10, a catalase e o glutatião peroxidase. As peroxidroxinas e a sulfiredoxina também desempenham um papel importante. Outros antioxidantes endógenos importantes incluem o ácido alfa-lipóico, a ferritina, o urato, a bilirrubina, a metalotioneína, a L-carnitina e a melatonina.
A relação entre o stress oxidativo e a capacidade antioxidante do organismo pode ser medida com precisão utilizando uma variedade de métodos laboratoriais (ver mais adiante).
ORAC
O chamado valor ORAC indica o conteúdo antioxidante de um alimento ou de um género alimentício. O acrónimo ORAC deriva das palavras inglesas Capacidade de Absorção de Radicais Oxigénicosque significa a capacidade de reduzir os radicais livres de oxigénio. Este valor é obtido, por exemplo, através do exame de uma planta ou baga num tubo de ensaio (in vitro) e a sua reação com um anião superóxido. O valor ORAC é, portanto, um valor indicativo que não nos informa diretamente sobre o potencial antioxidante dos alimentos no organismo.
De acordo com várias estimativas, o organismo necessita de 3000 a 5000 unidades ORAC por dia para proteger as células do stress oxidativo.
Em 2012, o USDA retirou o valor ORAC dos alimentos devido à insuficiência de provas no domínio da saúde. Por conseguinte, não é claro se o valor ORAC pode ser utilizado diretamente para avaliar os benefícios dos alimentos para a saúde.
Os antioxidantes da dieta também têm uma grande variedade de benefícios para além do seu efeito sobre os radicais livres de oxigénio. Ao combinar as propriedades das bagas, vegetais, frutas, especiarias e cogumelos, como a cabaça, é possível obter uma proteção contra o stress oxidativo, em prol da saúde geral.
Medição do stress oxidativo
O stress oxidativo é um desequilíbrio entre a produção de radicais livres e a capacidade antioxidante existente (também conhecido como equilíbrio redox). Em geral, a diminuição da formação de radicais livres deve-se a um aumento da capacidade antioxidante, e uma diminuição correspondente da capacidade antioxidante pode estar associada a um aumento da produção de radicais livres de oxigénio. Ao determinar estas concentrações, o equilíbrio das reacções de oxidação-redução, ou seja, o estado geral de stress oxidativo, pode ser examinado em mais pormenor.
O nível de stress oxidativo pode também ser avaliado por outros estudos laboratoriais. Os estudos mais importantes que medem o stress oxidativo são apresentados no quadro seguinte.
Quadro: Marcadores laboratoriais que descrevem o stress oxidativo.
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Marcador |
Ação |
Intervalo de referência e intervalo ótimo |
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Teste FRAS (Free Radical Analytical System) |
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