Os tecidos mantidos em isquemia, quando reperfundidos, apresentam um agravo da lesão, esse aparente paradoxo tem sido explicado pela formação de radicais livres de oxigênio a partir das primeiras moléculas de O2 que chegam aos tecidos após o restabelecimento do fluxo sangüíneo. A formação desses radicais é facilitada pela presença, no tecido isquêmico, de grande quantidade de xantina oxidase, originada da xantina desidrogenase por ação de proteases durante a hipóxia. A xantina oxidase transforma oxigênio em superóxido (O2۠P), do qual se originam outros radicais capazes de fazer a lipoperoxidação das membranas produzindo lesões irreversíveis.
Na reperfusão há aumento da produção de radicais livres provocado pela ativação de macrófagos e neutrófilos, ação da xantina oxidase, conversão da adenosina a xantina e hipoxantina e conversão de óxido nítrico a peróxinitrito. Os antioxidantes endógenos (superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase) resistem aos danos provocados pelos radicais livres gerados no metabolismo.
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