FLÚOR E RADICAIS LIVRES

Radicais livres são radicais químicos que apresentam um excesso de elétrons livres e por essa razão são muito reativos, combinando-se facilmente com estruturas importantes da célula como lipídios, proteínas e ácidos nucléicos, produzindo alterações estruturais e funcionais dessas substâncias com repercussões no funcionamento da célula. Desses radicais os mais importantes são as espécies de oxigênio reativas ( ROS), geradas durante o processo de fosforilação oxidativa nas mitocôndrias. Para entendermos esse processo biológico conhecido como respiração celular é necessário termos alguns conhecimentos do metabolismo celular. Todas as células do organismo para manterem suas atividades vitais necessitam de energia que é produzida pela oxidação dos alimentos, particularmente os carboidratos. Sendo assim, a glicose proveniente da degradação enzimática dos diversos carboidratos é oxidada no interior da célula produzindo gás carbônico, água e energia. A energia produzida na respiração celular é armazenada na forma de uma molécula altamente energética conhecida como ATP ( adenosina trifosfato). O ATP é então a energia útil do metabolismo celular e por isso essencial à vitalidade das células. A síntese do ATP se dá nas organelas celulares  chamadas mitocôndrias. A estrutura da mitocôndria já está aparelhada para desempenhar esta importante função celular, estruturada por duas membranas lipoprotéicas  e um compartimento interno denominado de matriz mitocondrial. Entre as duas membranas existe o espaço intermembanas. É na membrana interna que se realiza o processo de fosforilação oxidativa e a síntese do ATP. Os elétrons provenientes do Ciclo de Krebs, localizado na matriz mitocondrial, passam para os transportadores de elétrons localizados nas cristas da membrana interna até o final da cadeia onde são convertidos em água. Durante a passagem dos elétrons pelas proteínas transportadoras da cadeia respiratória forma-se um potencial elétrico capaz de bombear os cátions hidrogênio da matriz para o compartimento inermembrana, aumentando a concentração desses íons neste espaço. Essa concentração de prótons no espaço inermembrana é a força motriz que vai promover a síntese de ATP por um complexo protéico denominado de – ATP sintase. Esse complexo é constituído de 29 polipeptídios, distribuídos em estruturas especiais de acordo com a sua função. Dessa forma, a estrutura que se localiza no interior da membrana interna comunicando a matriz com o espaço inermembrana, denomina-se – Fo ATPase e a estrutura que se localiza na matriz de – F1 ATPase. Conectando a F0 ATPase à F1 ATPase existe um feixe de proteínas denominado de – Eixo. O funcionamento da ATP sintase é muito complexo, mas podemos simplificá-lo da seguinte maneira: Como existe um gradiente de prótons entre o espaço inermembrana e a matriz mitocondrial a tendência é a de passar prótons no sentido da matriz, mas este fluxo de prótons só pode transitar pela ATP sintase uma vez que a membrana interna é impermeável aos prótons. A passagem dos prótons pela F0 ATPase provoca uma alteração conformacional deste complexo que se transmite à F1 ATPase através do eixo.  A modificação conformacional da F1 ATPase possibilita a entrada de ADP  (adenosina monofosfato) e Pi (fosfato inorgânico) nos domínios da estrutura proteica possibilitando a união destes substratos para formar ATP. É nesta fase de transição que entra o flúor bloqueando a formação de ATP. Na verdade o flúor na forma de íon fluoreto é o radical ativo que interfere em muitas reações enzimáticas ou não das células. Muitas vezes age apenas como íon fluoreto e outras vezes associado à outros radicais ou com metais. Neste caso em particular da inibição da síntese de ATP pela ATP sintase o flúor se apresenta associado ao alumínio formando o complexo – FLUOROALUMINATO – mononegativo, que apresenta uma semelhança estrutural com o fosfato inorgânico e por essa razão consegue enganar a F1 ATPase, impedindo a ligação do ADP com o Pi. Qual a conseqüência da inibição da síntese de ATP para o balanço REDOX da célula? Acontece que a inibição da síntese de ATP provoca um desequilíbrio das concentrações relativas de ADP/ATP e como resultado a célula acelera o seu metabolismo oxidativo para compensar este desequilíbrio aumentando  o fluxo de elétrons pela cadeia respiratória. Contudo este aumento do fluxo de elétrons produz um excesso de elétrons na cadeia respiratória alterando as reações colaterais da cadeia com produção de excesso de espécies de oxigênio reativas (ROS) altamente reativas e que vão oxidar sustâncias da estrutura celular como lipídios, proteínas e DNA, ao que chamamos de – ESTRESSE OXIDATIVO. Então, o fluoreto é um agente estimulador de íons peróxidos e, portanto, um produtor do estresse oxidativo, altamente prejudicial às células. Por essa razão dizemos que o fluoreto é uma agente citotóxico, particularmente para as células do Sistema Nervoso Central, que são muito sensíveis ao estresse oxidativo. ( Clique na imagem para aumentar o seu tamanho)