As plantas desenvolveram um sofisticado sistema antioxidante para prevenir e mitigar o estresse oxidativo. Aqui estão alguns mecanismos principais pelos quais as plantas se protegem contra danos oxidativos:

1. Antioxidantes enzimáticos: As plantas produzem várias enzimas antioxidantes que eliminam diretamente espécies reativas de oxigênio (ROS) ou participam de sua desintoxicação. Essas enzimas incluem:
- Superóxido dismutase (SOD): SOD converte radicais superóxido (O2•-) em peróxido de hidrogênio (H2O2) e oxigênio.
- Catalase (CAT): CAT decompõe H2O2 em água e oxigênio.
- Ascorbato peroxidase (APX): APX reduz H2O2 e hidroperóxidos lipídicos usando ascorbato (vitamina C) como doador de elétrons.
- Guaiacol peroxidase (GPX): GPX reduz H2O2 e hidroperóxidos orgânicos usando glutationa reduzida (GSH) como doador de elétrons.
- Glutationa redutase (GR): GR regenera GSH de sua forma oxidada (GSSG) usando NADPH como doador de elétrons.

2. Antioxidantes não enzimáticos: As plantas também acumulam uma variedade de antioxidantes não enzimáticos que reagem diretamente e neutralizam as ERO. Estes incluem:
- Carotenóides: Os carotenóides são pigmentos fotossintéticos que eliminam o oxigênio singleto (1O2) e outras ROS.
- Ascorbato (vitamina C): O ascorbato é um antioxidante solúvel em água que reduz H2O2, hidroperóxidos lipídicos e outras ROS.
- Glutationa (GSH): GSH é um tripéptido que participa de várias reações de desintoxicação e elimina diretamente ROS.
- Flavonóides: Os flavonóides são pigmentos vegetais que eliminam ERO e também estabilizam as membranas celulares.
- Tocoferóis (vitamina E): Os tocoferóis são antioxidantes lipossolúveis que protegem as membranas celulares da peroxidação lipídica.

3. Metabólitos eliminadores de ROS: Certos metabólitos vegetais podem eliminar diretamente as ERO ou aumentar a atividade antioxidante das enzimas. Estes incluem:
- Poliaminas: Poliaminas, como putrescina, espermidina e espermina, podem eliminar ERO e estabilizar membranas.
- Prolina: A prolina é um aminoácido que pode eliminar ROS e proteger proteínas e enzimas do dano oxidativo.
- Glicina betaína: A glicina betaína é um soluto compatível que pode eliminar ERO e manter a homeostase celular sob condições de estresse.

4. Proteção de membrana: As plantas reforçam suas membranas celulares para prevenir a peroxidação lipídica e manter a integridade da membrana. Isto é conseguido aumentando os níveis de antioxidantes ligados à membrana, como tocoferóis e carotenóides, e melhorando os mecanismos de reparação das membranas danificadas.

5. Expressão genética responsiva ao estresse: As plantas respondem ao estresse oxidativo ativando genes responsivos ao estresse que codificam enzimas antioxidantes, proteínas desintoxicantes e outras moléculas protetoras. Esta reprogramação transcricional ajuda as plantas a se aclimatarem e tolerarem condições de estresse oxidativo.

6. Sinalização redox: As ROS também atuam como moléculas sinalizadoras nas plantas, desencadeando respostas celulares e mecanismos de aclimatação. Baixos níveis de ERO podem induzir a expressão de genes antioxidantes e aumentar a tolerância ao estresse. No entanto, o excesso de ERO pode levar a danos oxidativos e morte celular programada.

No geral, as plantas empregam um sistema antioxidante multifacetado que integra mecanismos enzimáticos e não enzimáticos para proteger contra o estresse oxidativo. Este sistema é crucial para manter a homeostase redox celular e garantir a sobrevivência e o crescimento das plantas sob vários desafios ambientais.