Mecanismos da ação antioxidante dos ácidos caféico e tânico em sistemas contendo íons ferro

Abstract

Este trabalho foi dividido em três capítulos distintos. No primeiro capítulo, foi feita uma reavaliação da metodologia da degradação oxidativa da 2- desoxirribose (2-DR) em sistemas geradores de radicais livres mediados por íons ferrosos. Este ensaio é amplamente utilizado para avaliar a atividade pró/antioxidante de moléculas isoladas ou extratos vegetais. Entretanto, verificou-se que o Fe(III) – produto das reações de Fenton e autoxidação do Fe(II) – reage com a 2-DR levando à formação de malonildialdeído (MDA). Os resultados mostram que a reação entre o Fe(III) e a 2-DR não é influenciada pela presença de antioxidantes, pelo tipo de tampão utilizado ou pela presença de quelantes de ferro. A reação do Fe(III) com a 2-DR consiste em um artefato metodológico, que não descontado propriamente (por meio de um novo branco proposto neste capítulo), pode levar à subestimação da atividade antioxidante ou a incorreta interpretação dos mecanismos de ação dos compostos estudados. Nos capítulos 2 e 3, foram estudados os efeitos do ácido caféico (AC) nas reações de Fenton e da autoxidação do Fe(II), respectivamente. Os resultados foram comparados com o polifenol ácido tânico (AT), composto bastante estudado em nosso laboratório e com conhecida atividade antioxidante. Em ambas as reações, o AC apresentou atividade antioxidante na metodologia da degradação oxidativa da 2-DR, na hidroxilação do DMPO (somente na reação Fenton) e na peroxidação lipídica em fígado de rato. A proteção conferida pelo AC foi diretamente proporcional à sua concentração e inversamente proporcional à concentração de ferro. O efeito do AC em concentrações micromolares sugere que o seu mecanismo de ação antioxidante seja do tipo quelante, ao formar um complexo 1:2 Fe(II):AC que inibe a oxidação proporcionada pelo radical hidroxil. Além disso, o AC apresentou uma componente sequestradora de radicais livres, o que foi verificado por meio da redução do radical ABTS e pelo prolongamento da fase lag da peroxidação lipídica. Tanto o AC como o AT aceleram o consumo de oxigênio pela reação de autoxidação do Fe(II) e foram capazes de reduzir Fe(III) a Fe(II) por uma transferência eletrônica de esfera interna.

The present work was divided in three distinct chapters. In the first chapter, we performed a reevaluation of the 2-deoxyribose (2-DR) degradation assay for metal-mediated free radical formation.This assay is widely employed to evaluate the pro/antioxidant activity of pure compounds or plant extracts. However, we observed that Fe(III) – a product of Fenton and Fe(II) autoxidation reactions – reacts with 2-DR generating greats amounts of malondialdehyde (MDA). The results show that the reaction between Fe(III) and 2-DR is not influenced by buffer composition, by the addition of antioxidant compounds or iron chelators. This reaction consists in a methodological artifact that leads to antioxidant capacity underestimation or/and incorrect interpretation of the studied mechanisms. To correct this interference, we proposed a new assay’s blank – based on the use of Fe(III). In chapters 2 and 3, we studied the effects of caffeic acid (CA) on Fenton and Fe(II) autoxidation reactions, respectively. Results were compared to tannic acid (TA), a polyphenol largely studied in our lab with known antioxidant activity. In both Fenton and Fe(II) autoxidation reactions, CA acted as antioxidant by inhibiting the iron-mediated 2-DR degradation, DMPO hydroxylation (only in the presence of Fenton reactants) and rat liver lipid peroxidation. The protection was dose-depedent on CA concentration and inversely correlated to iron concentration. CA performed its antioxidant activity in the micromolar range, which suggests a chelating antioxidant mechanism. Furthermore, we suggested a 1:2 Fe(II)-CA ratio that could be responsible for the inhibition of hydroxyl radical mediated oxidations. CA also presented a free radical scavenger activity by reducing ABTS radical and extending the lag phase of lipid peroxidation. Moreover, we observed that both CA and TA increased the rate of Fe(II) autoxidation reaction (by accelerating the oxygen consumption) and were able to reduce Fe(III) to Fe(II) by an inner-sphere electron transfer.