perossido di idrogeno

definizione

Noto anche come acqua ossigenata, è il più semplice dei perossidi; la sua formula chimica è H2O2, con i due atomi di ossigeno uniti tra loro per mezzo di un singolo legame covalente e i due atomi di idrogeno che si legano singolarmente a ciascun ossigeno (HOOH). L’acqua ossigenata può funzionare da ossidante o riducente: quando si comporta da riducente si ossida formando ossigeno mentre quando si comporta da ossidante il risultato della reazione è la liberazione di acqua.

perossido d’idrogeno e radicali liberi

I più importanti radicali liberi all’interno della cellula sono derivati dell’ossigeno (R.O.T.S.) o dell’azoto (R.N.T.S.) e la loro formazione dipende sia da processi interni alla cellula, sia da fattori ambientali: nelle cellule molti i processi che possono portarne alla formazione dell’anione superossido (O2), che si forma aggiungendo un singolo elettrone ad una molecola d’ossigeno; diverse molecole come adrenalina, alcuni nucleotidi e glucosio possono essere ossidate a formare superossido, in reazioni che sono accelerate dalla presenza di ferro e di rame.

A livello dei mitocondri, gli organelli che nella cellula sono responsabili della respirazione e della produzione di ATP, si verifica la maggior produzione di radicali liberi; la membrana interna del mitocondrio ospita una serie di complessi che trasportano gli elettroni necessari a ridurre l’ossigeno ad acqua; durante questo processo si formano radicali liberi che sono legati ai complessi di membrana, ma una piccola parte può essere perduta nel citoplasma interno del mitocondrio con formazione dell’anione superossido.

L’anione superossido che si genera da queste reazioni chimiche può partecipare alla formazione di altri radicali liberi dell’ossigeno come il perossido di idrogeno (H2O2), che non è un radicale libero ma che è comunque assai reattivo e ha la capacità di attraversare le membrane cellulari, diffondendo a grande distanza dal punto di formazione: questi, a sua volta, può reagire con ferro Fe2+ e rame Cu+, nella cosiddetta Reazione di Fenton, con la produzione del radicale ossidrile (·OH), probabilmente il principale responsabile del danno ai tessuti determinato dai radicali liberi, in grado di reagire con estrema facilità con zuccheri, aminoacidi, grassi e nucleotidi, praticamente tutti i costituenti della cellula.

Dal perossido di idrogeno, per azione dell’enzima mieloperossidasi, viene prodotto acido ipocloroso (HOCl): la reazione avviene nei fagociti e ha un ruolo importante nella distruzione dei batteri inglobati da queste cellule, che svolgono un ruolo importante nella difesa immunitaria.

enzimi antiossidanti e perossido d’idrogeno

Uno degli enzimi antiossidanti più attivi è la superossido dismutasi (S.O.D.) che catalizza la conversione dello ione superossido a perossido di idrogeno:

O2 + O2 + 2H+ → H2O2 + O2

Il perossido di idrogeno che si forma per azione della S.O.D. è convertito ad acqua ed ossigeno per azione della catalasi, un enzima particolarmente attivo e abbondante nei perossisomi, organelli in cui il perossido di idrogeno è prodotto in quantità.

Il perossido può essere neutralizzato anche da glutatione perossidasi, un enzima contenente selenio, a spese del glutatione, sostanza che ovviamente viene ossidata nella reazione: l’enzima può anche ridurre i lipidi che abbiano subito perossidazione, sempre a spese del glutatione.

Il glutatione ossidato viene nuovamente convertito a glutatione ridotto, pronto ad essere utilizzato ancora, per azione della glutatione reduttasi, un enzima che richiede NADPH per poter svolgere la sua azione: carenza di NADPH blocca la rigenerazione del glutatione ed espone la cellula al rischio di forti danni da parte di radicali liberi, non più neutralizzati dall’azione di questi enzimi.

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