NUOVA BIOLOGIA OLISTICA
di Orazio Valenti
per Edicolaweb
 

    parti precedenti:

NUOVA BIOLOGIA OLISTICA »
L'OSSIGENO »

LA LUCE

Teoricamente, l'unico modo perché si interrompano le pericolose reazioni a catena iniziate dai radicali liberi, è la ricombinazione di un radicale con un altro. Ma in un sistema dove la concentrazione di radicali è bassa e la concentrazione di molecole è alta, le probabilità di incontro di due radicali è molto bassa. L'O₂ da cui si originano i radicali liberi, è la sola sostanza che può far terminare queste reazioni.
Come un radicale doppio, esso può provvedere alla moltiplicazione di radicali ed aumentare la probabilità della loro ricombinazione. Se un radicale R reagisce con O₂, si forma un radicale perossido ROO. Esso può estrarre un atomo di idrogeno da una molecola appropriata R'H facendola diventare un radicale R' e trasformando se stesso in una molecola di perossido ROOH. Il legame O-O nei perossidi è abbastanza debole e sotto certe condizioni può rompersi in due nuovi radicali liberi, RO e HO in aggiunta al radicare R'. Questo evento è definito come una parte di catena ritardata. Nuovi radicali possono ricombinarsi con altri radicali presenti nel sistema e fermare la catena alla quale essi conducono. Inoltre le reazioni di ricombinazioni radicaliche hanno una proprietà importante: i quanti di energia rilasciata in alcune reazioni possono essere equivalenti alla energia dei fotoni della luce visibile o UV.
Nel 1930 Gurwisch dimostrò che in un ambiente con sufficiente contenuto di ossigeno, si forma una radiazione mitogenetica in un ambiente acquoso dove le reazioni a catene radicaliche possono proseguire. Abbiamo studiato l'emissione fotonica in regioni blu-verde dello spettro da soluzioni acquose di amminoacidi ed amminoacidi insieme con zuccheri, ed abbiamo confermato che si osservano reazioni a catena seguite da emissione di elettroni eccitati (EES). Ancora più rilevante è stata la nostra recente osservazione di oscillazione nella emissione di fotoni che spontaneamente sono stati emessi da soluzioni acquose di semplici zuccheri o di altri composti carbonilici o di amminoacidi.
La figura è l'esempio di un andamento oscillatorio multimodale di chemioluminescenza che accompagna la reazione tra il metilgliossale e la glicina (simili reazioni si osservano nelle cellule e in matrici intercellulari).
Nel grafico sinistro c'è una curva cinetica per il calcolo medio ogni 10 minuti; in quello di destra vi sono i dettagli cinetici, ogni 10 secondi, per un frammento circolare del pannello sinistro.

Abbiamo parlato delle reazioni radicaliche che avvengono in un ambiente organizzato in modo semplice. Si può vedere che perfino in queste condizioni essi tendono all'autorganizzazione probabilmente mediante processi regolatori a feed-back. Ci si può aspettare livelli più alti di organizzazione all'interno di un organismo.
Una parte sostanziale dell'ossigeno consumato è utilizzata attraverso il processo di riduzione per spostamento di un elettrone. Il livello di radicali liberi e di altri ROS in matrici cellulari e extracellulari sono comunemente molto bassi per la presenza di meccanismi multienzimatici e non, conosciuti come "difese antiossidanti". Alcuni elementi di queste difese agiscono molto velocemente. Il riciclo della attività degli enzimi ubiquitari superossidodismutasi (SOD) e catalasi eccedono 106 cicli/sec.
SOD catalizza la ricombinazione di due radicali O₂— producendo H₂O₂ ed ossigeno singoletto. La catalasi riduce H₂O₂ in acqua e ossigeno tripletto.
La Biochimica attualmente presta attenzione solo al ruolo detossificante di questi enzimi ed agli antiossidanti a basso peso molecolare come l'acido ascorbico e il tocoferolo (Vit. E). Ma qual'è il senso di un alto livello di produzione radicalica, per esempio da parte della NADP-H ossidasi e la loro immediata eliminazione ad opera della SOD?
Riassumendo: in tutte le reazioni di ricombinazione radicalica e di decomposizione dei perossidi, siano essi avvenuti spontaneamente o sotto l'azione di catalizzatori, vengono generati elettroni eccitati. Nei casi della loro generazione enzimatica (SOD e Catalasi), la EES dovrebbe raggiungere frequenze dell'ordine dei megahertz. Gurvisch e S. Gyorgyi insistettero che nei sistemi organizzati dall'energia degli organismi viventi l'energia di eccitazione degli elettroni non può essere facilmente dissipata in calore, piuttosto può essere trasferita in macromolecole per mezzo di irradiazioni. I nostri risultati ed i risultati di altri autori confermano il loro punto di vista. Si può suggerire che questo carattere particolare delle reazioni di radicali liberi ossigeno-dipendenti con diramazioni ritardate, è utilizzato per la regolazione e coordinazione del lavoro di tutte le "macchine" molecolari cellulari. Pacchetti di energia equivalenti all'energia dei fotoni luminosi rilasciata nelle reazioni delle ricombinazioni radicaliche può servire ad indirizzare reazioni biochimiche, mentre il loro ritmico rilascio in certe condizioni può suggerire il loro ruolo di stimolatori di nuovi processi metabolici.
Infatti, appare sempre più evidente sottolineare l'importanza del carattere oscillatorio di molti processi regolatori ed esecutivi dell'organismo. Recentemente è stato provato che la frequenza piuttosto che l'ampiezza delle oscillazioni del calcio intercellulare (il calcio è uno dei principali messaggeri intracellulari) è il fattore informativo per la regolarizzazione di ulteriori reazioni intercellulari. Questa è una osservazione cruciale, perché lavora solo là dove l'ampiezza di un segnale è considerato importante per il richiamo di una certa risposta fisiologica, ed il ruolo delle modulazioni di frequenza delle concentrazioni di reagenti o di altri parametri fisiologici, non era stato considerato seriamente.
Tra le differenti sostanze bioregolatrici, i ROS sono i candidati migliori per essere implicati nei processi oscillatori, perché sono in costante movimento o, più precisamente, essi continuamente si originano e si trasformano, producendo EES.
Pertanto può essere suggerito che i meccanismi di azione regolatoria ROS sono specificati da schemi strutturali dei processi con partecipazione ROS piuttosto che dalle loro concentrazioni medie nelle cellule e nei tessuti. Per schema strutturale di un processo intendiamo frequenza ed ampiezza della generazione EES e del loro rilascio nel corso delle reazioni di ROS tra di loro o tra molecole singole.
L'energia rilasciata in queste reazioni è usata come energia di attivazione per specifici processi biochimici, per un continuo "pompaggio" di stati di non-equilibrio dei componenti strutturali inter-cellulari ed intra-cellulari, mentre gli schemi strutturali delle reazioni di ROS determinano modi ritmici biochimici e fisiologici.
La versatilità dei mezzi della generazione ROS nell'organismo e la molteplicità di "armi di difesa antiossidanti" provvede abbondanza di schemi strutturali dei processi di generazioni EES, e quest'ultimo in cambio spiega l'alta specificità dell'azione regolatoria dei ROS. Scorte regolari di ROS dall'ambiente (da aria ed acqua), sono necessarie per favorire i meccanismi interni della riduzione di ossigeno, perché le oscillazioni del metabolismo ROS tendono a decadere quando sono accumulati i sottoprodotti delle reazioni radicaliche, procedendo in ambienti ricchi di molecole organiche. Questi sottoprodotti infatti possono essere rappresentati da radicali liberi macromolecolari accumulati, dovuti a reazioni di catene radicaliche che procedono in condizioni di ipossia tissutale.
Il miglior modo per neutralizzarli è di intensificare i meccanismi di attivazione di ossigeno nell'organismo, a cui si potrebbe provvedere attraverso l'uso di terapia di ozono o di perossido di idrogeno. Questa è probabilmente la ragione per cui questi ROS sono così efficaci in trattamenti di malattie a largo spettro.

parti seguenti:    

L'ACQUA »
LA VITA »

vai alla visualizzazione stampabile di tutto l'articolo

  invia questa notizia ad un amico

imposta Edicolaweb come Home

  aggiungi Edicolaweb a Preferiti

Copyright © 2003 EdicolaWeb - Tutti i diritti riservati. Riproduzione vietata.