The importance of oxygen free radicals in the neonatal period

Abstract

Objective: Oxygen free radicals are extremely reactive species and they can lead to injury and cell death. The aim of this review is to study the main biochemical aspects of free radical formation and their role as an intermediate mechanism of injury in several neonatal diseases.Methods: A brief history of oxygen therapy in neonatology and its relationship with complications associated with the production of free radicals. Definition, mechanism of action and antioxidant systems were described. Next, the neonatal factors of increased risk of free radical oxidative injury and the diseases associated with oxygen free radical toxicity were reviewed.Results: Oxygen free radicals are reactive species that although crucial to normal biological processes, can lead to injury and cell death. They are implicated in the pathogenesis of many neonatal diseases such as perinatal asphyxia, bronchopulmonary dysplasia, retinopathy of prematurity, necrotizing enterocolitis, intracranial hemorrhage, pulmonary hypertension and persistence of ductus arteriosus. Birth is associated with transition to a hyperoxic environment in comparison with uterine environment, which leads to increased generation free radicals. The newborn has undeveloped antioxidant systems and, therefore, may be at increased risk of free radical oxidative injury.Conclusions: The understanding of neonatal factors involved in the pathogenesis of "oxygen free radical diseases" will lead to the development of new therapies for prevention and treatment of these neonatal diseases. J. pediatr. (Rio J.). 1998; 74(2):91-98: free radicals, oxygen, prematurity, antioxidants, newborn. ResumoObjetivos: Os radicais livres de oxigênio são espécies químicas altamente reativas, podendo levar à injúria e à morte celular. O objetivo desta revisão é analisar os principais aspectos da bioquími-ca da formação dos radicais livres e seu papel como mecanismo intermediário de lesão em diversas patologias no período neonatal.Métodos: Procedemos a um breve histórico sobre uso de oxigênio em neonatologia e suas complicações relacionadas à produção de radicais livres de oxigênio. Descrevemos sua definição e mecanismo de ação, bem como os mecanismos de defesa antioxidante. A seguir, revisamos as causas da propensão do neonato à injúria causada por essas espécies reativas tóxicas e as diversas patologias em que atuam como mecanismo patogênico.Resultados: Apesar de desempenhar um papel crucial nos precessos biológicos normais, os radicais livres de oxigênio são espécies químicas altamente reativas. Estão implicados na gênese de diversas patologias no período neonatal, tais como asfixia perinatal, broncodisplasia, enterite necrosante, hemorragia intracraniana, hipertensão pulmonar e persistência de canal arterial. O nascimento corresponde à transição para um ambiente com alta concentração de oxigênio comparado à vida intrauterina, o que leva a uma produção maior de radicais livres. O recém-nascido está mais suscetível à injúria oxidativa dessas espécies reativas tóxicas por ter uma defesa ...

Redox, acid-base and clinical analysis of preterm and term neonatal lambs

“…Thus, the excessive production of ROS without an effective antioxidant mechanism is responsible for molecular and cellular injury to different body tissues, especially the brain and lung ( Gitto et al ., 2002 ). The mechanism of oxygen toxicity is attributed to the direct or indirect action of free radicals in cellular components, leading to, for example, enzyme denaturation, disturbances in intracellular calcium homeostasis and cell death ( Freeman and Crapo, 1982 ; Rodrigues, 1998 ).…”

>b<Efeito da suplementação materna antenatal de Glutationa Reduzida (GSH) no metabolismo redox e adaptação neonatal imediata de cães nascidos por cesariana>/b<

“…Os radicais livres são considerados substâncias com um ou mais elétrons não pareados na órbita externa, os quais encontram-se normalmente centrados nos átomos de oxigênio ou nitrogênio, sendo denominados espécies reativas ao oxigênio (EROs) ou ao nitrogênio (ERNs). Tais elementos são gerados durante o metabolismo das células eucariontes e são provenientes da cadeia respiratória mitocondrial (Rodrigues, 1998;Barreiros et al, 2006).…”

“…O ânion superóxido e o peróxido de hidrogênio, apesar de serem capazes de lesionar proteínas, lipídeos e DNA, são considerados espécies pouco reativas. Entretanto, o radical hidroxila é altamente deletério, por haver dificuldade em inativá-lo in vivo, decorrente da sua meia-vida muito curta, somada à ausência de um antioxidante específico que debele sua formação (Rodrigues, 1998;Barreiros et al, 2006).…”

“…Em situação fisiológica, a produção exacerbada de radicais livres é equilibrada pelo mecanismo antioxidante, o qual é classificado em enzimático e não enzimático. Antioxidantes enzimáticos são aqueles que atuam diretamente na metabolização das EROs, sem serem consumidos ao final do processo, como por exemplo, as enzimas Superóxido Dismutase (SOD), catalase (CAT) e Glutationa Peroxidase (GPx) (Rodrigues, 1998;Barreiros et al, 2006).…”

“…Devido ao produto de sua ação (peróxido de hidrogênio), a SOD é considerada um pró-oxidante. Posteriormente, a catalase (CAT) ou a GPx agem desintegrando a molécula de H2O2 previamente formada, transformando-a em uma molécula de H2O e O2, ou em duas moléculas de H2O, respectivamente (figura 1) (Rodrigues, 1998;Barreiros et al, 2006). Além disso, a GPx utiliza a Glutationa Reduzida (GSH) para redução do peróxido de hidrogênio em água, formando a Glutationa Oxidada (GSSG).…”