O processo chamado de estresse oxidativo é caracterizado pela formação de radicais in vivo que ocorre devido a de transferência de elétrons no metabolismo celular e a exposição a fatores exógenos, como radiação, dieta inadequada, tabagismo, etilismo, uso de medicamentos e outros. Quando há concentrações moderadas de moléculas pró-oxidantes in vivo, o próprio corpo humano é capaz de combater o processo de oxidação celular, não ocasionando danos ao organismo. Porém quando há um desequilíbrio quantitativo entre EROS e antioxidantes, gerado pelo aumento considerável de EROS, este mecanismo natural de defesa não é mais capaz de atender a esta nova demanda, o que resulta em danos e até morte celular.
As espécies reativas são moléculas, átomos ou íons, derivados de oxigênio que possuem alta reatividade, diferenciadas através de três classes de compostos: espécies reativas de oxigênio, espécies reativas de enxofre e as espécies reativas de nitrogênio. Essas ainda podem ser divididas em radicais livres ou compostos não radicalares. Os radicais livres são moléculas e átomos que contém um ou mais elétrons não pareados em sua última órbita, os tornando altamente instáveis, com meia vida curta e quimicamente muito reativos. Essa característica faz com que os radicais tenham sempre a necessidade de se ligar a outras moléculas normais na tentativa de obter estabilidade. Com essa ligação, originam-se novos radicais.
Para que os danos do estresse oxidativo causados às moléculas normais sejam evitados, utiliza-se a ação antioxidante de compostos, na tentativa de inibir ou reduzir a formação de radicais livres, evitando assim a oxidação de substratos oxidáveis no organismo humano e sendo, portanto, associado a menor incidência de doenças relacionadas ao estresse oxidativo, como aterosclerose, Alzheimer e até mesmo o câncer.
Nas plantas aromáticas, o efeito antioxidante é atribuído a presença de grupamentos hidroxilas em seus compostos fenólicos, umas das classes de compostos químicos com maior poder antioxidante. Os flavonoides são responsáveis pela inibição da oxidação do ácido linolêico e LDL, peroxidação de fosfolipídeos da membrana, peroxidação lipídica microssomal e mitocondrial, peroxidação de eritrócitos e fotoxidação e peroxidação de cloroplastos.
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