Capitolul VI. Mecanismul procesului de reducere a ionilor nitriţi

în prezenţa antioxidanţilor

VI.1. Efectul protector al unor reducători naturali în apariţia cancerului.

Transformarea nitriţilor în prezenţa compuşilor reducători

Interesul ştiinţific în creştere privind generarea N-nitrozocompuşilor cancerigeni

din nitratul şi nitritul alimentar în tractul gastrointestinal clasează acest domeniu în

unul prioritar [384-385]. Acest proces poate decurge în stomac datorită acidifierii ionu-

lui nitrit cu formarea acidului nitric şi a agenţilor de nitrozare, cum ar fi NO+, N2O3

[386-387]. Aceste specii pot interacţiona în continuare cu moleculele N-nitrozabile cu

formarea ulterioară a N-nitrozocompuşilor [388].

(VI.1)

(VI.2)

(VI.3)

(VI.4)

(VI.5)

(VI.6)

N-nitrozocompuşii sunt potenţiali cancerigeni datorită abilitaţii lor de a alchila

moleculele de AND [386].

Micşorarea expunerii omului faţă de NOC endogen-formaţi, ca o cale de preve-

nire a cancerului, este posibilă prin utilizarea inhibitorilor în procesele de nitrozare.

Astfel, acidul ascorbic şi ascorbatul sunt cunoscuţi ca inhibitori ai procesului de nitro-

zare prin interacţiunea lor cu agenţii de nitrozare [389-397]. S-a constatat [398,409] că

acidul ascorbic (AAs) ce pătrunde în plasmă este unul dintre cei mai efectivi antioxi-

danţi cu greutate moleculară mică. Cercetările experimentale au demonstrat că AAs

inhibă formarea N-nitrozoaminelor; prin urmare, poate preveni dezvoltarea cancerului

[399]. Acidul ascorbic sau vitamina C poate inhiba apariţia cancerului sistemului gastro-

intestinal şi al cavităţii bucale [400-403]. Astfel, efectul protector al AAs s-a observat

în diferite varietăţi de cancer: laringeal, esofagal, pancreatic, gastric, acolorectal, cer-

vical şi cancerul vezicii urinare [399].

Deoarece AAs este un captor de radicali liberi, este posibil ca el să blocheze pro-

cesul de nitrozare prin captarea radicalilor NO• şi, prin urmare, să prevină nitrozarea.

De asemenea, el poate să inhibe formarea cancerigenilor prin blocarea conversiei pre-

cursorilor (procancerigenilor) în cancerigeni şi metaboliţi cancerigeni [404]. În acest

caz, AAs interacţionează cu agenţii de nitrozare (cum ar fi N2O3) şi se oxidează la acid

dihidroascorbic. La fiecare mol de AAs oxidat se formează doi moli de NO, care nu

mai sunt agenţi de nitrozare (Fig. VI.1) [405].

+ 2HNO2 + 2NO + 2H2O

Acid ascorbic Acid dehidroascorbic

Fig. VI.1. Mecanismul interacţiunii acidului ascorbic cu agentul de nitrozare.

Efectul antioxidant al diferiţilor reducători se manifestă la fel în prezenţa infecţii-

lor bacteriene în organismul uman, dintre care predomină (~80%) Escherichia coli. În

diferite studii experimentale s-a constatat că formarea oxidului de azot(II) in vivo are

un rol important, deoarece, fiind un radical liber lipofil, posedă proprietăţi antimicro-

biene [406]. El se sintetizează din L-arginină în prezenţa NO sintazelor. În 1941 s-a

constatat că NO se poate sintetiza pe altă cale in vivo [407]. Acest mecanizm include

sinteza neenzimatică a NO prin reducerea ionilor nitriţi în mediu acid, în prezenţa dife-

riţilor reductoni (sistem gastrointestinal). În tractul urinar în prezenţa diferitelor infec-

ţii are loc reducerea ionilor nitraţi la nitriţi. În prezenţa agenţilor reducători (acidului

ascorbic, acidului uric) are loc inhibiţia procesului de dezvoltare a bacteriilor patogene

[408], deoarece producerea radicalului •NO creşte, amplificându-se efectul antibacterian.

Astfel, in vitro a fost evaluat un nou concept pentru tratarea tractului urinar infectat de

bacterii nitrat-reducătoare prin utilizarea vitaminei C în prezenţa nitritului [409].

Compuşii polifenolici, care pătrund în organism în cantităţi mari odată cu dieta

alimentară la utilizarea fructelor, sucurilor, vinurilor, la fel sunt potenţiali agenţi de

blocare în formarea NNC [409-412]. Polifenolii includ un şir de compuşi sintetizaţi de

plante, cum ar fi: flavonoizii ce se găsesc în ceai (catehinele), izoflavonoizii din soia

(ginisteinul şi daidyeinul) şi stilbenii din strugurii roşii (rezveratrolul). Polifenolii au

demonstrat proprietăţi anticancerigene asupra culturilor de celule de cancer [413-415].

Din cauza complexităţii mecanismului de acţiune, activitatea anticancerigenă a poli-

fenolilor nu este îndeajuns cunoscută.

În mediul acid, fenolii de obicei interacţionează cu ionii nitriţi mai rapid decât

aminele [416]. 1,2- şi 1,4-dihidroxifenolii, astfel ca cateholul, hidrochinona, 1,2,3-

trihidroxifenolii şi mulţi alţi polifenoli naturali, inhibă formarea N-nitrozocompuşilor.

În acelaşi timp, este cunoscut că N-nitrozarea este catalizată de monohidroxifenoli

O

R

H

OH O

O

R

H

O

O O

HO

[417], dar nu de toţi polifenolii [418]. Activitatea catalitică se observă numai în cazul

când concentraţia agentului de nitrozare este în mare exces faţă de concentraţia fenolu-

lui, dar această situaţie rar apare in vivo sau în mediul înconjurător [418]. Mecanismul

de

nitrozare a fenolilor poate fi explicat prin substituţia electrofilă aromatică cu partici-

parea cationului de nitrozoniu sau a ionului acidului azotos [416]:

(VI.7)

(VI.8)

(VI.9)

Studiul cinetic al reacţiilor de nitrozare a fenolilor şi derivaţilor fenolici indică

[416] că reactivitatea substraturilor nitrozabile depinde de trei factori structurali:

1) poziţia grupelor hidroxile şi este preferabilă para-orientarea grupelor hidroxile în

fenoli pentru atacul electrofilic al agenţilor de nitrare – NO+/ NO2H2

+; 2) efectul hiper-

conjunctiv al substituenţilor metilici şi 3) hidranţa sterică a substituenţilor alchilici,

care blochează partea activă a nitrozării.

În studiile lui Rotterdam [419] s-a constatat o asociere inversă în admisia flavo-

noidelor cu incidenţa infarctului de miocard. Unii flavonoizi pot capta NO [423] şi O2.-

[429], dar mecanismul fundamental încă nu este clar. Mai mult ca atât, se presupune că

flavonoizii, în special (-)- epicatehina, este un potenţial captator de radicali NO2• [421].

Acidul cafeic este un reprezentant din grupa polifenolilor şi se caracterizează ca

un micronutrient cu proprietăţi antiinflamatoare, chemopreventive pentru cancerul

colorectal şi al tractului digestiv. Aceste proprietăţi sunt determinate de proprietatea

acidului cafeic de a inhiba reacţiile de nitrozare ce duc la formarea cancerigenilor şi

mutagenilor în stomac [422].

În prezenţa glutationului (GSH) cateholul nitrozat se poate oxida conjunctiv cu

GSH sau cu alţi compuşi sulfhidrilici (cisteina, N-acetilsteina) formând un produs de

adiţie instabil, care rapid degradează cu formarea oximei prin decarboxilare [422]

(ec. VI.10). În aceste circumstanţe aductul GSH format nu interferează proprietatea

de captare a agenţilor de nitrozare de către catehol. Din contra, are un efect de a mobi-

liza creşterea produselor de nitrare a cateholului, astfel influenţând descreşterea ris-

cului legat de acumularea agenţilor nitrozabili în mucoasa compartimentului lipofilic

gastric [422].

Proprietăţile antioxidante ale polifenolilor sunt determinate de procesul de blocare a

radicalilor liberi [423-425] ce se formează în diferite sisteme in vitro şi in vivo. Pentru ca un polifenol să fie definit ca un antioxidant, este necesar ca el să satisfacă două

condiţii de bază: - fiind prezent în cantităţi mici comparativ cu substratul oxidabil, el poate întâr-

zia, întrerupe sau preveni autooxidarea sau oxidarea provocată de radicalii liberi;

- radicalul format după scindare trebuie să fie stabil datorită formării legăturii de hidrogen intramoleculare.

(VI.10)