Estrés Oxidativo y Sistema de Defensa Antioxidante

Oxidative Stress and Antioxidant Defense System

*Dra. Rosa Mayor Oxilia. Servicio de Pediatría del Instituto de Medicina Tropical, Asunción. Paraguay

Keys words: Antioxidants, Clinical practice, Radicals.

Resumen

Desde la década del setenta se produjo una verdadera explosión en las áreas de investigación y la clínica, relativas a los radicales libres y los antioxidantes. En este terreno vastísimo que hasta ayer fuera patrimonio de los químicos, los biólogos y físicos, la medicina se ha introducido con paso firme y cada vez es mayor el número de profesionales de la salud interesados por los fenómenos de la oxidación celular.

Palabras claves: Antioxidantes, Práctica clínica, radicales.

Radicales libres o especies reactivas de oxígeno.

Se considera radical libre (RL) o especie reactiva de oxígeno (ERO) aquella molécula que en su estructura atómica presenta un electrón desapareado o impar en el orbital externo, dándole una configuración que genera una alta inestabilidad. En la molécula de oxígeno se conocen las siguientes especies reactivas:

• O2 Anión súper óxido.

• H2O2 Peróxido de Hidrógeno.

• 1 O2 Oxígeno singulete.

El oxígeno es un elemento imprescindible para la vida, pero es fuente de radicales libres, que si no se neutralizan de forma adecuada pueden tener efectos deletéreos sobre la función celular. Se dice que existe "estrés oxidativo" cuando existe una excesiva exposición a oxidantes y/o una capacidad antioxidante disminuida (2).

Todos los seres vivos que utilizan O2 para la liberación de energía generan RL. Existen varias fuentes capaces de producirlos, dentro de ellas las mitocondrias constituyen las más importantes aunque existen otras como los peroxisomas (organelas del citosol muy ricas en oxidasa), los leucocitos polimorfonucleares (cuando se activan por diversas proteínas que actúan sobre ellos, ejemplo complemento, interleukinas, etc., particularmente durante los procesos inflamatorios) y la enzima xantina deshidronasa, que se encuentran en los endotelios (3-5).

En 1954 la Doctora Rebeca Gerschman sugirió por primera vez que las ERO eran agentes tóxicos y generadores de patologías, estableciendo tres postulados básicos:

1. Los RL constituyen un mecanismo molecular común de daño cuando los animales son sometidos a altas presiones de oxígeno y a radicales ionizantes.

2. El desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes producían los efectos tóxicos.

3. La producción de RL es un fenómeno continuo con implicaciones en el envejecimiento y la carcinogénesis (1).

Actualmente estos postulados se mantienen vigentes y son la base para múltiples investigaciones.

Las reacciones de oxidación son esenciales en los procesos metabólicos celulares. Dichas reacciones involucran la transferencia de electrones que producen RL6. Esta situación es incompatible con la vida, a menos que existan en las células mecanismos de defensa que neutralicen los RL. A estas defensas se les denomina antioxidantes y se considera como tal a cualquier sustancia que en concentraciones normales posea una afinidad mayor que cualquier otra molécula para interaccionar con un RL.

El antioxidante al colisionar con él, le cede un electrón oxidándose y transformándose en un RL débil no tóxico (3,7-9). No todos los antioxidantes actúan de esta manera, los llamados enzimáticos catalizan o aceleran reacciones químicas que utilizan sustratos que reaccionan con los RL.

De lo dicho anteriormente se deduce que los antioxidantes pueden ser enzimáticos o no. Estos se clasifican en endógenos (se encuentran en el organismos y son sintetizados por sus células) y exógenos (ingresan a través de la dieta) (Tabla 1).

A. Vitamina C: Neutraliza el oxígeno singulete. Captura radicales hidroxilo. Regenera la forma oxidada de la vitamina E.

B. Vitamina E: Neutraliza el oxígeno singulete. Captura radicales hidroxilo. Captura anión superóxido. Neutraliza peróxidos.

C. Betacarotenos: Neutraliza el oxígeno singulete. Neutraliza el oxígeno singulete.

D. SOD: Eliminan el anión superóxido.

E. CAT y GPX: Previene la reducción del peróxido de hidrógeno para formar el radical hidroxilo (10-12).

Estrés oxidativo: su papel en el envejecimiento y sus patologías.

En la vida de los organismos aerobios, es decir, aquellos que usan el oxígeno como medio para conseguir energía, existe el peligro de que sus defensas antioxidantes se vean sobrepasadas por las fuerzas oxidantes. Esta situación se denomina estrés oxidativo y se relaciona con diferentes enfermedades así como con el envejecimiento (9,13-15).

Harman desde 1954 planteaba que la expectativa de vida aumentaba disminuyendo el grado de fenómenos oxidativos. Esto se lograría mejorando los hábitos higiénicos dietéticos y aumentando las defensas antioxidantes (16).

Son numerosas las patologías que han sido asociadas con este disbalance entre oxidantes y antioxidantes; la ateroesclerosis , el cáncer, la enfermedad de Alzheimer, la Diabetes Mellitas, enfermedades autoinmunes, inflamatorias crónicas, situaciones de injuria por isquemia y repercusión en los tejidos, el síndrome de distrés respiratorio, etc (9).

La enfermedad cardiovascular secundaria al proceso de ateroesclerosis constituye la primera causa de mortalidad e invalidez en los países desarrollados, y dentro de ellas el infarto agudo de miocardio ocupa un lugar cimero (17). Numerosas experiencias "in vitro" e "in vivo" demostraron que en esta patología existe una activación de la peroxidación lipídica.

Los productos de este daño oxidativo sobre los lípidos se acumulan en las paredes vasculares dando las características anatomo-patológicas de la ateroesclerosis.

Las LDL principales transportadoras de colesterol hacia la célula sufren modificaciones oxidativas (constituyendo uno de los mecanismos básicos de la aterogénesis (18,19).

Estudios realizados han demostrado la disminución de la incidencia de enfermedades cardiovasculares con suplementos individuales de antioxidantes (20,21).

La presencia o incremento con los años de productos oxidativos del ADN señalan una permanente agresión causada por estrés oxidativo, lo que tiene serias consecuencias carcinógenas y mutantes (23).

Existen múltiples evidencias epidemiológicas que demuestran la correlación inversa entre la ingestión de antioxidantes y el riesgo de adquirir diversos tipos de cáncer principalmente de la boca, vías aéreas superiores, pulmón, tubo digestivo, próstata y aparato genital femenino. Estos estudios tienden a señalar el betacaroteno como el agente protector en patologías tumorales. Algunos autores han relacionado el factor de necrosis tumoral alfa (TNF- alfa) con la presencia de estrés oxidativo (24-27).

Evaluación de estrés oxidativo y los antioxidantes

La presencia de una correlación inversa entre algunos antioxidantes y las patologías del envejecimiento indican que muy pronto las determinaciones de defensas antioxidantes formaran parte de los estudios que evalúan el perfil de riesgo de un individuo 1. Los RL presentan una vida media muy efímera lo que representa una de las principales limitaciones para su detección (Tabla 2).

El daño oxidativo cada vez se implica más en las enfermedades degenerativas relacionadas con el envejecimiento. Combatir los factores que llevan a esta situación tales como: agentes químicos (metales pesados, xenobióticos y el humo del tabaco), agentes físicos (radiaciones ultravioletas e hiperoxia), drogas (adriamicina), factores orgánicos y metabólicos (dieta hipercalórica, insuficiente en antioxidantes, diabetes mellitus, procesos inflamatorios y traumatismo, el ejercicio estimulante y fenómenos de izquemia y reperfusión), son de gran importancia para evitar el desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes (5,28,29).

Los conceptos de medicina preventiva han evolucionado con rapidez en el último decenio (39). Se estima que un mejor control de los factores de riesgo incluidos aumento del ejercicio, disminución del tabaquismo y mejoramiento de la dieta podrían prevenir del 40 al 70% de las muertes prematuras, un tercio de todos los casos de incapacidades agudas y dos tercios de todas las crónicas (30).

Existen evidencias clínico epidemiológicas que responden los beneficios al consumo de antioxidantes, ya sea dietario o como suplemento (10,26,32,33). La alimentación es de vital importancia para proveer de antioxidantes nuestro organismo, especialmente cuando las condiciones de vida del individuo han disminuido el potencial de sus sistemas de defensas (34).

Los principales fitoestrógenos con importancia en nutrición y que pueden tener relevancia sobre la salud humana son las isoflavonas, los lignanos y los cumestanos, siendo especialmente activas las primeras (36)

Las isoflavonas se encuentran en una variedad de plantas, incluyendo frutas y vegetales, aunque es el poroto de soya el que presenta las más altas concentraciones (Tabla 3).

La acción de las isoflavonas a nivel celular y molecular puede modificarse por factores como la concentración del ligando, los niveles endógenos de estrógenos u otros esteroides, la presencia de reguladores transcripcionales y por el tipo de receptores intracelulares de estradiol [Ra y Rß].

Además de la acción de las isoflavonas por interacción con los receptores del estradiol, estos compuestos pueden actuar fisiológicamente a través de:

1. Inhibición de enzimas que participan en el metabolismo de los esteroides: estrógeno sintetasa (aromatasa), tirosina quinasa, 5areductasa, sulfatasa, sulfotransferasa, 17ßhidroxi-esteroide de hidrogenasa y la 3ßhidroxi-esteroide dehidrogenasa (37).

2. Estímulo de la síntesis de la globulina queune hormonas sexuales (SHBG) (38-39)

3. Inhibición de la producción de radicales libres del oxígeno (propiedades antioxidantes) (40).

Prevención de cáncer: Las isoflavonas tienen potencialidad anticancerígena. Los primeros estudios se centraron en la actividad estrogénica, particularmente en la capacidad para reducir el riesgo de cáncer de mama, posteriormente los estudios han revelado que sus efectos sobre la prevención del cáncer pudieran estar mediados por mecanismos no hormonales. Los mecanismos propuestos para estas acciones incluyen:

1. Inhibición de DNA topoisomerasas;

2. Supresión de la angiogénesis;

3. Inhibición de la inducción a diferenciación en líneas celulares de cáncer; y

4. Inducción de la apoptosis (41).

En muchos estudios, la atención se ha focalizado sobre la genisteína, sustancia que sería el principal anticancerígeno presente en la soya, por sus propiedades antioxidantes y como inhibidor de las proteínas tirosina-quinasas (42)

Hasta este momento, al menos en nuestro conocimiento, no hay protocolos en humanos acerca del uso de soya o sus derivados en la prevención primaria o secundaria del cáncer. La incidencia del cáncer de mama varía en diferentes comunidades en el mundo y los estudios de migración de poblaciones sugieren que estas diferencias se explicarían mejor por factores ambientales que por condiciones genéticas.

• Osteoporosis

• Enfermedades cardiovasculares

Conclusiones

En la actualidad la expectativa de vida del ser humano es de 75 a 78 años y puede incrementar a 85 años en las próximas dos décadas; sin embargo, no es claro si pueda ser satisfactorio vivir estos años adicionales. Muchas de las enfermedades propias de las sociedades occidentales son dependientes de las hormonas y los estudios epidemiológicos han llevado a establecer una estrecha asociación entre la incidencia de enfermedades tales como cáncer de próstata, de mama, de colon, enfermedades cardiovasculares (ECV), con la carencia de cierto tipo de vegetales en la dieta.

La medición de las defensas antioxidantes nos permite evaluar el perfil de riesgo de los individuos a padecer las enfermedades relacionadas con el disbalance entre oxidantes y antioxidantes. Alimentos ricos en vitaminas A, C, D y E deben ser incluidos en la dieta para contribuir a elevar dichas defensas.

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*Solicitud de Sobretiros:
Dra. Rosa Mayor Oxilia
Instituto de Medicina Tropical
Asunción, Paraguay
ramayor@yahoo.com