La polvere di glutatione puro antiossidante

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Quando si tratta di ingredientiglutatione, la prima cosa che viene in mente alla maggior parte delle persone sono le sue proprietà antiossidanti. Ma come ottiene il suo effetto antiossidante e quali sono le sue prestazioni antiossidanti? Oggi diamo uno sguardo più approfondito alla conoscenza delle proprietà antiossidanti del glutatione attraverso questo articolo.

I. Struttura di base e caratteristiche del glutatione

(1)Composizione chimica: Il glutatione è un tripeptide composto da tre aminoacidi: glutammato, cisteina e glicina. Il suo gruppo attivo è il gruppo tiolo (-SH) sul residuo di cisteina.

(2)Forma di esistenza:

1)Glutatione ridotto (GSH): è una forma biologicamente attiva, con il suo gruppo tiolico in uno stato ridotto, che è fonte di capacità antiossidante. La concentrazione intracellulare di GSH è molto più elevata di quella di GSSG (solitamente 100:1 o superiore) e il mantenimento di questo rapporto elevato è fondamentale per la salute delle cellule.

Glutatione ossidato (GSSG): si forma quando due molecole di GSH sono collegate tramite un legame disolfuro (-S-S-) formato dai loro gruppi tiolici. Questa è la forma del GSH dopo l'ossidazione, con la perdita della sua attività.

Distribuzione intracellulare: esiste nel citoplasma, nei mitocondri, nel nucleo e nel reticolo endoplasmatico di quasi tutte le cellule eucariotiche. Soprattutto nel fegato (il principale organo di disintossicazione), la concentrazione è la più alta, seguita da reni, globuli rossi, cristallini, ecc. I mitocondri dipendono fortemente dal GSH perché è uno dei siti principali in cui vengono prodotte le specie reattive dell'ossigeno.

II. Il meccanismo del glutatione come antiossidante fondamentale

L'effetto antiossidante del glutatione è multi-livello e interconnesso, e comprende principalmente effetti diretti e indiretti:

(1)Elimina direttamente le specie reattive dell'ossigeno e i radicali liberi (ROS/RNS):

1) Radicale idrossile (·OH): il GSH è una delle principali linee di difesa contro questo radicale libero ossidante più potente, riducendolo ad acqua fornendo atomi di idrogeno.

2)Perossido di idrogeno (H₂O₂): GSH può reagire direttamente con H₂O₂, riducendolo ad acqua e ossidandosi a GSSG. La reazione è catalizzata dalla glutatione perossidasi.

3) Radicali lipidici perossilici (LOO·): nella reazione a catena della perossidazione lipidica, GSH può terminare la reazione a catena e ridurre LOO· nel più stabile idroperossido lipidico (LOOH), prevenendo l'espansione del danno alla membrana.

4)Ossido nitrico (NO) e suoi derivati ​​(come l'anione perossinitroso ONOO⁻): il GSH può reagire con queste specie attive di azoto, riducendone il danno ossidativo, ad esempio, per formare S-nitroso glutatione (GSNO), che è un'importante molecola di segnalazione e forma di stoccaggio di NO.

Radicali semi-chinonici: eliminano gli intermedi dannosi prodotti nelle reazioni REDOX.

(2)Come cofattore essenziale per la glutatione perossidasi (GPx):

1)Questo è uno dei più importanti meccanismi antiossidanti indiretti del glutatione.

GPx utilizza GSH come agente riducente per ridurre i perossidi nocivi negli alcoli corrispondenti.

Nella reazione, GSH viene ossidato a GSSG: 2GSH + ROOH → GSSG + ROH + H₂O (catalizzato da GPx)

Questa famiglia di enzimi (in particolare GPx1 e GPx4) è fondamentale nella protezione delle cellule dallo stress ossidativo, soprattutto nel prevenire la perossidazione lipidica della membrana.

(3)Come substrato della glutatione reduttasi (GR):

1) Per mantenere un elevato livello di GSH attivo all'interno delle cellule, il GSSG formato dall'ossidazione deve essere ridotto nuovamente a GSH.

2) La glutatione reduttasi (GR) utilizza il NADPH (dalla via del pentoso fosfato) come forza riducente per ridurre il GSSG a due molecole di GSH: GSSG + NADPH + H⁺ → 2GSH + NADP⁺

Questo ciclo (GSH → GSSG → GSH) garantisce la rigenerazione e l'utilizzo continuo del GSH.

(4)Come "backup" e "rigenerante" per altri sistemi antiossidanti:

1)Vitamina C (acido ascorbico): GSH può ridurre direttamente l'acido deidroascorbico ossidato (DHA) in acido ascorbico (AA), mantenendo la capacità antiossidante della vitamina C.

2)Vitamina E (tocoferolo): i radicali ossidati della vitamina E (radicali del tocoferolo) possono essere ridotti dalla vitamina C, e la vitamina C può a sua volta essere ridotta dal GSH (come menzionato sopra), formando una "reazione a cascata antiossidante", con il GSH alla fine dell'apporto di potere riducente.

Sistema tioredossina: il GSH interagisce con il sistema tioredossina per mantenere congiuntamente lo stato ridotto dei legami disolfuro nelle proteine ​​intracellulari.

(5)Gruppo tiolo proteico protettivo (-SH):

1)Le funzioni di molti enzimi e proteine ​​dipendono dal fatto che i gruppi tiolici liberi (-SH) sui loro residui di cisteina siano allo stato ridotto.

Il GSH può proteggere in modo reversibile questi gruppi tiolici chiave dall'ossidazione irreversibile (come la formazione di acido solfonico) attraverso la glutationilazione della proteina S-. Quando lo stress ossidativo è ridotto, la conversione del glutatione può essere invertita dalla reduttasi. Questo è sia un meccanismo protettivo che un modo importante per regolare i segnali REDOX.

(6)Glutatione mmantenere la stabilità dell'emoglobina e dei globuli rossi

1) Nei globuli rossi, un'elevata concentrazione di GSH è fondamentale per mantenere il ferro nell'emoglobina in uno stato ridotto (Fe²⁺), prevenire la formazione di metaemoglobina (MetHb, Fe³⁺) e garantire la capacità di trasporto dell'ossigeno.

Il GSH protegge la membrana dei globuli rossi dal danno ossidativo e previene l'emolisi.

III. Vantaggi unici del glutatione nella difesa antiossidante

(1) Alta concentrazione: la concentrazione intracellulare di GSH è solitamente compresa tra 1 e 10 mM, superando di gran lunga quella di altri antiossidanti (come la vitamina C ed E).

(2)Versatilità: ha molteplici funzioni come eliminare direttamente i radicali liberi, fungere da cofattore per enzimi antiossidanti chiave, rigenerare altri antiossidanti e proteggere i gruppi sulfidrilici delle proteine ​​chiave.

(3) Capacità rigenerativa: rigenerata in modo efficiente attraverso i cicli di glutatione reduttasi (GR) e NADPH.

(4) Universalità: esiste in quasi tutti i tipi di cellule e organelli subcellulari.

(5) Hub del segnale: il suo stato REDOX (rapporto GSH/GSSG) funge da sensore e regolatore chiave per lo stato REDOX complessivo delle cellule, influenzando numerose vie di segnalazione (come la via Nrf2/ARE, la via NF-κB, la via MAPK, ecc.) e regolando l'espressione di enzimi antiossidanti, enzimi disintossicanti e fattori antinfiammatori.

Iv. Glutatione e disintossicazione

L'effetto antiossidante del glutatione è strettamente legato alla sua potente funzione disintossicante, costituendo insieme il sistema di difesa cellulare:

(1)Glutatione S-transferasi (GST): GST catalizza il legame del GSH con tossine elettrofile esogene (come agenti cancerogeni, intermedi del metabolismo dei farmaci, inquinanti ambientali) o sostanze endogene nocive

(2) Maggiore solubilità in acqua: i coniugati GS vengono pompati più facilmente fuori dalla cellula dalle proteine ​​di trasporto sulla membrana cellulare (come la proteina MRP associata alla resistenza multifarmaco-) e alla fine vengono escreti dal corpo attraverso la bile o l'urina.

Legame diretto: il GSH stesso può anche legarsi direttamente e in modo non-enzimatico ad alcune sostanze elettrofile, fornendo protezione immediata.

V. Biosintesi e regolazione del glutatione

Via sintetica: sintetizzata principalmente nel citoplasma, coinvolge due enzimi ATP-dipendenti

1) -glutamil cisteina sintasi (-GCS o GCL): enzima-limitante la velocità. Catalizza la formazione di -glutamilcisteina (-Glu-Cys) da acido glutammico e cisteina. Questo enzima è inibito dal feedback del suo prodotto GSH e regolato dallo stress ossidativo, dalle citochine, ecc.

Glutatione sintasi (GS): catalizza la combinazione di -Glu-Cys e glicina per formare GSH.

Materia prima chiave: la fornitura di cisteina è solitamente il fattore-limitante la velocità della sintesi. Altri precursori includono N-acetilcisteina (NAC), glutammina, -acido lipoico, ecc.

(3)Fattori normativi:

1)Stress ossidativo: sovraregola l'espressione di -GCS e GS attivando il percorso Nrf2/ARE.

2)Stato nutrizionale: disponibilità di aminoacidi (in particolare aminoacidi contenenti zolfo-).

3)Ormoni e citochine: come insulina, TNF-, ecc.

Stato della malattia: l’invecchiamento, le malattie croniche (malattie epatiche, malattie polmonari, malattie neurodegenerative, cancro, ecc.) e le infezioni sono spesso accompagnate da un calo dei livelli di GSH.

Tabella di supplemento alla conoscenza: enzimi e funzioni chiave correlati al glutatione

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