Radicais livres vs. Antioxidantes – quem vai sair ganhando?

Tempo de leitura: 11 minutos

Radical – acho essa palavra muito interessante. Ela existe em praticamente todas as áreas do conhecimento, porém sempre com um significado diferente. Em matemática está relacionada a operação de radiciação (raiz quadrada, cúbica, etc); em biologia está também relacionada a raiz, mas desta vez, a raiz de um vegetal; em língua portuguesa (ou línguas em geral), está relacionado à parte fundamental de cada palavra, ou seja a raiz da palavra. Por exemplo, casa, casarão, casebre, casinha, todas possuem o mesmo radical, ou a mesma raiz – cas. Na área social, radical é um adjetivo dado à pessoas extremistas. E em química, bom … em química, radical se refere à moléculas com ao menos um elétron desemparelhado, ou se preferirem, moléculas com um número ímpar de elétrons. E é sobre esse significado da palavra radical que este post vai abordar.

Tenho certeza que todos, ou ao menos a maioria dos leitores, já ouviram falar de radicais livres. Esse termo sempre está associado a uma coisa ruim – envelhecimento, morte celular, câncer e outras coisas pouco agradáveis. Por outro lado, a contraparte de radicais livres são os antioxidantes. Essa palavra também aparece em muitos comerciais de “produtos naturais” (em especial na hora do merchandising dos programas da tarde), que prometem melhorar a qualidade de vida, justamente por combater os radicais livres. Mas você, sob o ponto de vista químico, você sabe o que realmente são os radicais livres, e os antioxidantes? E principalmente conhecem o papel dessas substâncias no nosso corpo?

Como eu disse no primeiro parágrafo, a definição de radical, sob o ponto de vista químico, é “uma molécula com ao menos um elétron desemparelhado”. Como exemplo de radical podemos citar o dióxido de nitrogênio (NO2). Se rapidamente contarmos todos os elétrons dessa molécula percebemos que ela se enquadra na definição de radical. Por quê? Bom … se uma molécula apresenta um número ímpar de elétrons, ela fatalmente terá um elétron desemparelhado, e isso é suficiente para classificá-la como um radical. No caso do NO2, o nitrogênio possui 7 elétrons, e cada oxigênio possui 8 elétrons, dando um total de 23 elétrons. Com 23 elétrons é impossível termos todos eles emparelhados, logo o NO2 é um radical. Mas além do NO2 não temos muitos outros exemplos. Por quê?

Se lembrarmos das aulas de ligação química, vemos que um grande número de moléculas procuram completar o seu octeto, ou seja, a maioria das moléculas tem seus átomos com 8 elétrons na camada de valência (camada mais externa). Isto significa que na maioria das moléculas os elétrons estão emparelhados. Mesmo em moléculas que possuem átomos com mais de 8 elétrons de valência, no geral, o número de elétrons continua sendo par. As moléculas com número de elétrons ímpar, ou seja, os radicais, são muito reativos, e por isso tem um tempo de vida relativamente curto. É como se ela procurasse ganhar elétrons, o mais rapidamente possível, para que seus átomos fiquem com o octeto completo. Por este motivo, é raro encontramos radicais estáveis. Mas … se são raros, porque toda essa preocupação com os radicais livres?

Bom … algumas reações provocam a quebra de algumas moléculas, e dependendo de como ocorre essa quebra podemos forma os radicais. Para entendermos melhor esse processo, vamos definir o que é uma cisão (ou quebra) homolítica, e uma cisão heterolítica. Olhem, por favor a figura abaixo.

antioxidantes

No primeiro esquema temos a quebra da ligação entre um átomo de cloro e um átomo de hidrogênio. Como o cloro é o mais eletronegativo, quando ocorre a cisão da ligação, o átomos de cloro carrega além de seu elétron original, o elétron do átomo de hidrogênio. Desta forma, o cloro passa a ser um ânion (nesse caso o chamamos de cloreto), e o hidrogênio ficou com um elétron a menos, formando um cátion. Como a “divisão” dos elétrons da ligação foi diferente, nós chamamos essa quebra de heterolítica. Como o ânion cloreto possui 18 elétrons (17 originais + 1 do hidrogênio), e o cátion hidrogênio não possui nenhum elétron, a cisão heterolítica não formou radicais. Agora vamos imaginar que a cisão ocorre em uma molécula formada por dois átomos de cloro (segundo esquema). Neste caso, não existe nenhuma preferência entre um átomo e outro para que um fique com um elétron a mais. Por isso esta cisão é chamada de homolítica, uma vez que a “divisão” dos elétrons é igual, ou seja, cada um fica com seu elétron original. Neste caso cada cloro, após a cisão, é uma espécie radicalar, pois possui 17 elétrons.

Em algumas condições reacionais é possível favorecer as cisões homolíticas. Na alta atmosfera é muito comum formar radicais livres que destroem a camada de ozônio. Nos alimento estragados também, o que ajudam da deterioração e no mau cheiro dos mesmos. O nosso organismo também é um ambiente que permite esse tipo de cisão. A maioria das moléculas do nosso organismo são moléculas orgânicas, ou seja, são formadas principalmente por átomos de carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio. A cisão homolítica deste tipo de molécula sempre gera espécies radicalares. E essa é uma das origens dos radicais no nosso organismo. Como esses radicais não estão agregados a nenhuma outra molécula, eles ganham o adjetivo de livres. Então … os famosos radicais livres nada mais são que fragmentos de moléculas formados em nosso organismo pela quebra homolítica de suas ligações químicas.

O problema dos radicais livres está em sua reatividade. Como eu disse anteriormente eles procuram reagir o quanto antes para ter seus elétrons emparelhados. Para isso eles precisam retirar elétrons de outras moléculas. Em termos químicos eles precisam reduzir (ganhar elétrons). Mas para que eles reduzam, eles tem que “roubar” esses elétrons de outras moléculas, o que significa produzir a oxidação de outras moléculas (para quem não conhece os termos redução e oxidação podem ver o artigo das pilhas). Por isso dizemos que os radicais livres são oxidantes, ou seja, fazem com que outras molécula percam seus elétrons.

É neste ponto que entra toda a “vilania” dos radicais livres, pois eles “decidem” oxidar moléculas fundamentais para o nosso bom metabolismo. Por exemplo, as moléculas de lipídios (gorduras) são alvos fáceis. Os lipídios não devem ser olhados sempre como vilões, por exemplo, a membrana celular é formada por lipídios (ou mais especificamente uma bicamada de fosfolipídios). Os radicais livres atacam os lipídios da membrana celular, dificultando suas funções químicas e estruturais. Como a membrana celular é a primeira camada de proteção de nossas células, se esta estiver danificada a atividade celular pode ser seriamente comprometida. Por exemplo, a célula pode ficar mais facilmente suscetível à doenças, como a invasão de um vírus, ou a destruição por bactérias e fungos. Células altamente especializadas, como as células musculares e nervosas, se não tiverem sua membrana celular em boas condições podem simplesmente perder sua funções. Às vezes, não apenas a membrana celular é atacada pelos radicais livres, mas também o material genético – o DNA e o RNA. Esse ataque pode dificultar, ou modificar, o processo de replicação celular. Por exemplo, ao invés de nosso organismo destruir uma célula defeituosa, como medida de proteção, se o material genético estiver comprometido, nosso corpo pode replicar essa célula defeituosa.  Qual a consequência disto? Os terríveis tipos de câncer, tão populares hoje em dia. Além disto, estudos indicam que o envelhecimento precoce é um resultado da atividade dos radicais livres. Na verdade, se os radicais comprometem as funções das membranas celulares e da replicação, é óbvio que eles atuam diretamente no envelhecimento, afinal, este nada mais é que a perda de capacidade do organismo em replicar células saudáveis e eliminar células mortas.    

Mas nosso corpo é fenomenal, e ele está preparado para combater os radicais livres. A estratégia é simples, se os radicais livres estão ávidos por elétrons, e querem de qualquer maneira oxidar moléculas, é só fornecer a eles moléculas doadoras de elétrons. Se é elétrons que eles querem é elétrons que eles terão! É ai que entra a ação dos antioxidantes. Um antioxidante é uma molécula que impede a oxidação de uma molécula importante (como os lipídios da membrana celular), por se oferecer como “sacrifício” aos radicais livres. O antioxidante se oxida para impedir que outras moléculas oxidem, aliviando assim a insano desejo dos radicais livres por elétrons. Dentre as moléculas que servem como antioxidantes naturais podemos citar as vitaminas A, C e E. A vitamina A, além de ser um antioxidante também é fundamental para uma boa visão (vejam o artigo – Vitamina A, o interruptor da visão). A dieta dessas vitaminas, presentes em frutas, verduras, cereais, permitem uma proteção especial ao nosso organismo por combater os radicais livres, servindo de escudo para a oxidação de outras moléculas vitais. Café, chás e chocolate, também podem ser fontes de antioxidantes, e portanto não há pecado algum em inclui-los, moderadamente, em nossa dieta. Outra classe de moléculas que atuam como antioxidantes é a chamada coenzima Q. As moléculas que formam a coenzima Q, além de auxiliarem da atividade enzimática, também servem como “moléculas de sacrifício”, sofrendo oxidação para proteger outras moléculas. A estrutura química das vitaminas A, C e E, além da coenzima Q, são mostradas na figura abaixo.

antioxidantes2

No entanto não podemos pensar que nosso organismo está 100% protegido da atividade dos radicais livres, mesmo que nossa dieta inclua fontes de antioxidantes. Às vezes contribuímos para aumentar a concentração de radicais livres em nosso corpo, além da produção natural. Como? A exposição indevida a radiação ultravioleta pode facilitar a quebra homolítica de moléculas no nosso corpo, e com isso gerar mais radicais livres. A fumaça de cigarro, inalada diretamente por fumantes, ou indiretamente pelos fumantes passivos, também provocam o aumento considerável de radicais livres. A pouco tempo foi reconhecido que a poluição de grandes cidades também estão incluídas nesse grupo.  Quando voluntariamente (ou não) nos expomos a essas situações, provocamos no nosso corpo o chamado estresse oxidativo, e ai, não há antioxidantes que dê jeito. Acredita-se que o câncer de pele, e o câncer de pulmão sejam consequências diretas desse estresse oxidativo. Por isso, além de uma boa dieta contendo antioxidantes (incluindo chocolate!!!), devemos usar filtro solar sempre, e nada de cigarros e derivados. A nossa pele, células, e corpo em geral vai agradecer por isso por muito tempo. E na batalha entre radicais livres e antioxidantes, ficaremos do lado certo, o dos antioxidantes!

E ai gostaram do artigo? Então não deixem de compartilhá-lo e deixarem seus comentários, sugestões, dúvidas e questionamentos. E até o próximo post.

Fonte principal:

P. Atkins e L. Jones, Princípios da química – Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5° Edição – Bookman.  

  • Mayara

    Muito bom esse artigo, e todos os outros também! Continue assim, professor! Bjss