Vitamina B2 și Stresul Oxidativ
Riboflavina, cunoscută și sub denumirea de vitamina B2, aparține clasei de vitamine solubile în apă. Riboflavina nu este activă metabolic, spre deosebire de derivații săi, flavin mononucleotide (FMN) și flavin adenin dinucleotide (FAD). Reacțiile biochimice la care participă sunt numeroase, cele mai importante fiind reacțiile biochimice de oxido-reducere (redox) care implică glutation reductază. Glutationul este o tripeptidă cu proprietăți antioxidante. Riboflavina acționează ca substanță fotosensibilizantă, crescând producția de radicali liberi care provoacă legare incrucisata (cross–linking) a colagenului stromal corneean. Riboflavina favorizează, de asemenea, absorbția și concentrarea luminii ultraviolete în jumătatea anterioară a stromei corneene. Deficitul sever de riboflavină joacă un rol important în etiologia cataractei datorită implicării sale în regenerarea glutationului redus.
Stresul oxidativ este definit ca o generare crescută de specii reactive de oxigen sau o capacitate redusă de a le dezactiva. Este bine cunoscut faptul că stresul oxidativ este implicat în dezvoltarea multor boli cronice, aceste boli fiind considerate probleme de sănătate publică atât în țările dezvoltate, cât și în cele în curs de dezvoltare.
Riboflavina a fost descoperită ca un pigment fluorescent galben, dar proprietatea vitaminică a acestui pigment nu a fost stabilită de la început. Riboflavina este esențială pentru metabolismul nutrienților și, de asemenea, pentru protecția antioxidantă. Plantele și unele microorganisme pot sintetiza riboflavina, iar aceasta este un nutrient esențial pentru sănătatea umană și ar trebui să fie furnizat de dietă .
Riboflavina ar putea acționa ca un antioxidant împotriva stresului oxidativ, în special a peroxidării lipidelor și a leziunii oxidative de reperfuzie. Mecanismele prin care riboflavina protejează organismul împotriva stresului oxidativ pot fi atribuite ciclului redox al glutationului și, de asemenea, altor mecanisme posibile, cum ar fi conversia riboflavinei reduse în formă oxidată.
Un alt domeniu de cercetare care se extinde în ceea ce privește aplicarea proprietăților fotochimice ale riboflavinei se referă la procesul de legare incrucisata (cross-linking) a componentelor matricei extracelulare . Legarea incrucisata a colagenului fotoindus este în zilele noastre o metodă aplicată pentru tratamentul diferitelor boli care implică componente ale matricei extracelulare, cum ar fi vene varicoase, dentina degradată și o serie de boli oftalmologice ( keratoconus, degenerare pelucidă a corneei marginale, ectazie post-LASIK, keratită infecțioasă, keratopatie buloasă) .
Așadar există căi generale de generare a speciilor reactive în prezența riboflavinei și a luminii UV. Utilizarea riboflavinei ca fotoinițiator pentru procesele de polimerizare prezintă avantajul că este netoxică și biocompatibilă.
Proprietățile fotochimice ale riboflavinei în prezența luminii UVA sunt aplicate în prezent în tratamentul unor boli oculare, inclusiv keratoconus, pentru a induce legarea incrucisata a colagenului care îmbunătățește stabilitatea biomecanică a stromei corneene și crește rezistența la digestia enzimatică. Mecanismul de încrucișare a colagenului corneean implică excitarea riboflavinei, urmată de generarea de specii reactive de oxigen sau producerea de oxigen care poate genera în continuare radicali peroxid și hidroxil. De fapt, ambele mecanisme conduc la formarea speciilor reactive de oxigen. Formarea unor astfel de specii reactive favorizează reacțiile cu grupări carbonil din lanțul proteic, care măresc și mai mult încrucișarea proteinei.