Radicale libero

radicale libero

Specie chimica proveniente dalla rottura omolitica di un legame chimico covalente, in conseguenza del quale cioè ognuno dei due elettroni di legame rimane associato (elettrone spaiato) a ciascuno dei due frammenti molecolari. I r. l. sono specie di altissima reattività ma comunque in grado, seppur per tempi brevi, di esistere in modo autonomo. I r. l. posso avere origine endogena, prodotti dal metabolismo cellulare, oppure esogena. I r. l. esogeni provengono dalle radiazioni ionizzanti, dai raggi ultravioletti, dai pesticidi, da effetti provocati da benzene, da grassi saturi e da molti prodotti dell’industria; tali fattori favoriscono la formazione in eccesso di r. l. nell’organismo, responsabili di numerosi processi patologici, per es. quelli che conducono all’invecchiamento della pelle, a malattie cardiovascolari e a neoplasie.

Ruolo dei radicali liberi dell’ossigeno

I r. l. più diffusi sono quelli che si originano dall’ossigeno (detti anche ROS, dall’inglese Reacting Oxygen Species). L’ossigeno viene usato dall’organismo per ossidare i substrati ricchi di carbonio e idrogeno (gli alimenti) e ricavarne l’energia indispensabile ai processi vitali. Nei diversi processi ossidativi la molecola dell’ossigeno viene ridotta ad acqua e ciò comporta l’acquisto di quattro elettroni: questi vengono acquisiti, nel corso della catena biochimica del processo ossidativo, uno per volta, con formazione di radicali liberi come intermedi di reazione (sostanze altamente reattive che si formano durante una reazione e che, a loro volta, si combinano dando luogo ai prodotti finali). La riduzione dell’ossigeno a opera di un solo elettrone, ad es., produce il radicale superossido (radicale ionico, O2 – ) che si forma in quasi tutte le cellule aerobie: esso si forma in gran parte per cessione di elettroni a O2 da parte dei vari componenti delle catene di trasporto degli elettroni nella cellula, quali quelle dei mitocondri, dei cloroplasti e del reticolo endoplasmatico. Gli intermedi ridotti del metabolismo dell’ossigeno, compresi i r. l., svolgono funzioni utili all’organismo: per es. i fagociti (neutrofili, monociti, eosinofili e macrofagi) producono superossido e perossido di idrogeno durante la respirazione: la produzione di superossido da parte di queste cellule assume un ruolo chiave nell’eliminazione di diversi ceppi batterici; se il superossido non venisse prodotto, come nel caso della malattia congenita nota come granulomatosi (➔) cronica, molti ceppi batterici non verrebbero completamente eliminati e ciò darebbe origine a infezioni multiple. I r. l. vengono costantemente prodotti nell’organismo durante il metabolismo dell’ossigeno ed eliminati, per evitarne i danni, da antiossidanti altamente specializzati, tra cui alcune vitamine. Quando la produzione di radicali liberi dell’ossigeno supera le capacità di controllo da parte dell’organismo, si sviluppa uno stato di stress ossidativo che può causare un danno tissutale; questo, a sua volta, può incrementare la formazione di r. l. amplificando così il danno. Attualmente la nostra capacità di inibire, ritardare o riparare il danno tissutale causato dai radicali dell’ossigeno, dipende dalla natura sitospecifica del danno e dai sistemi di trasporto delle molecole-farmaco destinate a interagire con tali radicali. Entrambi i fattori vengono ulteriormente complicati dall’estrema rapidità delle reazioni di formazione dei radicali liberi.