Endogenous Antioxidants
Redox Signaling

Author: Gianpiero Pescarmona
Date: 14/09/2009

Description

Oxidants

In chemistry, radicals (often referred to as free radicals) are atomic or molecular species with unpaired electrons. These unpaired electrons are usually highly reactive, so radicals are likely to take part in chemical reactions.

Reactive oxygen species (ROS) include oxygen ions, free radicals and peroxides both inorganic and organic. They are generally very small molecules and are highly reactive due to the presence of unpaired valence shell electrons. ROSs form as a natural byproduct of the normal metabolism of oxygen and have important roles in cell signaling.

The source of ROS is the oxidative metabolism, mainly mitochondrial. During energy transduction, a small number of electrons accidentally “leak” to oxygen prematurely, forming damaging radicals, ROS (reactive oxygen species). The key reactive species are superoxide radical (O 2 -) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ); an important role is also played by hydroxil radical (HO°). These partially reduced species, as it is dictated by their higher reduction potentials, can oxidize the biomolecules with which oxygen itself reacts poorly. The strong univalent oxidant is hydroxil radical (HO°), which reacts at virtually diffusion-limited rates with most biomolecules.
All of these species are oxidants with the exception of superoxide anion (O 2 -) which is a strong reducing agent
(O 2 - + Fe +++ --> O 2 + Fe ++ )

Additional sources of ROS are:

  • Cyt P450
  • Cyclooxygenase
  • NOS
  • Oxidases (NADPH Oxidase, Xanthine-Ox. Glucose Ox., Cholesterol Ox.)

Oxidative Damage

Antioxidants tentative list

  1. levels of intracellular glutathione
  2. glutathione peroxidase
  3. oxygen reactive metabolites
  4. antioxidant biologic potential
  5. Carr unit (oxidizing reserve of plasma)?

Open Questions

  • Dove effettuarli?
  • Quale è il modo migliore di reintegrare il glutatione?

Thioredoxin

Chronic elevation of plasma thioredoxin: inhibition of chemotaxis and curtailment of life expectancy in AIDS.

Comments
2009-09-14T16:20:43 - Gianpiero Pescarmona

GSH e HIV

Leggimi

Di seguito una mia osservazione su uno studio del passato che viene spesso citato come prova del deficit e dell’efficacia dell’integrazione:

Il lavoro pubblicato su PNAS (Proc. Natl. Acad. Sci. USAVol. 94, pp. 1967–1972, March 1997 Glutathione deficiency is associated with impaired survival in HIV disease LEONORE A. HERZENBERG*, STEPHEN C. DE ROSA*†, J.GREGSON DUBS*, MARIO ROEDERER*, MICHAEL T. ANDERSON*, STEPHEN W. ELA*, STANLEY C. DERESINSKI‡, AND LEONARD A. HERZENBERG*), presenta il fianco a diverse critiche.

Non è dimostrativo, per stessa ammissione degli autori, nonostante il titolo lasci intendere che lo è (“no conclusion can be drawn until NAC is administered in a properly controlled prospective trial with survival as the primary end-point”) e presenta molti difetti, a mio parere:

1) periodo di osservazione di due anni, ma la terapia è solo di 2-8 mesi,

2) numero di casi limitato,

3) inclusione di soggetti con terapia antiretrovirale e soggetti senza negli stessi gruppi,

4) mancata menzione di droghe diverse dall’alcool nei soggetti in studio,

5) grande dispersione di valori riguardanti il Glutathione: almeno il 50% di sieronegativi asintomatici – non trattati con NAC – ha gli stessi valori di glutathione del 50% di sieronegativi sani di controllo. Questo prima e dopo il trattamento (vedi fig. 5),

6) del gruppo trattati, che denuncia una diminuita mortalità, non è precisato se decessi o malattie siano avvenuti solo tra quelli che non hanno riscontrato un aumento di glutathione nonostante la terapia,

7) la stessa domanda può essere fatta riguardo i soggetti non trattati,

8) molti soggetti trattati con alte dosi di glutathione non hanno mostrato alterazioni della sua concentrazione,

9) se ho capito bene, il follow up a due anni è stato fatto dopo l’interruzione dello studio durato 8 settimane, e la continuazione dell’assunzione di NAC è avvenuta solo per alcuni, con una mediana di 24 settimane totali (con range piuttosto ampio: 8-32). E’ stata scelta la mediana perché la media sarebbe stata molto inferiore alla mediana?!

10) è stato studiato l’effetto sulla mortalità di un trattamento somministrato per una piccola frazione dei due anni di osservazione (meno di ¼)! Ha poco senso.

In conclusione, lo studio mi pare totalmente invalido e l’ipotesi, pur interessante, non mi convince, poiché posso osservare che molti soggetti sani sieronegativi hanno “poco” glutathione, mentre molti soggetti sieropositivi immunodepressi ne hanno “molto”.

Tentativi farmacologici per aumentare il GSH

Supplementation of N-acetylcysteine fails to increase glutathione in lymphocytes and plasma of patients with AIDS. 1995

The systemic availability of oral glutathione.1992

N-acetylcysteine replenishes glutathione in HIV infection.2000

Glutathione deficiency is associated with impaired survival in HIV disease.1997

Practicalities of glutathione supplementation in nutritional support.2002

Intracellular glutathione in the peripheral blood cells of HIV-infected patients: failure to show a deficiency.1996

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