FUNCIÓN ANTIOXIDANTE EN LA SALUD HUMANA Y ALIMENTOS QUE LOS CONTIENEN ANTIOXIDANT ROLE IN HUMAN HEALTH AND FOODS CONTAINING Luz S. ARROYAVE C.1,2, León G. GOMEZ A.1, León A. GOMEZ A.1 RESUMEN Los antioxidantes son sustancias que en el cuerpo humano tienen la función principal de anular los efectos perjudiciales de los radicales libres en las células. Los antioxidantes se pueden encontrar en una variedad de elementos naturales, pero la presente revisión se basara en los alimentos que contienen este tipo de compuestos y en los beneficios de los mismos para la salud; ya que disminuyen el riesgo de ciertas patologías degenerativas del organismo. Dentro de los alimentos que se describen en este documento se encuentran frutas y verduras tales como el limón (citrus limonum L.), el tomate (Solanum lycopersicum), la naranja (citrus cinensis L.), la uva (Vitus vinífera), entre otras. Como fuente bibliográfica se utilizaron diferentes artículos obtenidos de la hemeroteca digital de la Universidad de Antioquia, como de documentos en bases de datos de internet como Science Direct. Palabras clave: Alimentos con antioxidantes, capacidad antioxidante, cítricos. ABSTRACT Antioxidants are substances in the human body have the main function to cancel the harmful effects of free radicals in cells. Antioxidants can be found on a variety of natural elements, but this review is based on foods containing these compounds and the benefits thereof to health, and decrease the risk of certain degenerative conditions of the body. Among the foods that are described in this document are fruits and vegetables such as lemons (citrus limonum L.), tomato (Solanum lycopersicum), orange (citrus cinensis L.), grape (Vitus vinifera), among others. As used different source documents from the digital newspaper archive at the University of Antioquia, as documents in online databases such as Science Direct. Keywords: Food with antioxidants, antioxidant capacity and citrus. 1 Estudiantes de Química farmacéutica. Facultad de Química Farmacéutica, Universidad de Antioquia 2. Autor a quien debe dirigir la correspondencia: [email protected] INTRODUCCION La función antioxidante en la salud humana cumple un papel prioritario porque permite la eliminación de radicales libres quienes se encuentran relacionados directamente con los procesos de envejecimiento y de una cantidad apreciable de enfermedades en el ser humano. Existen dentro de la gran gama de alimentos una parte que presenta propiedades antioxidantes dentro de su composición y que a su vez se ha demostrado científicamente que previenen, palean y tratan una serie no despreciable de enfermedades asociadas a los radicales libres y a los demás procesos oxidativos dentro del cuerpo humano. En esta revisión bibliográfica se abordan distintos aspectos relativos a la función antioxidante en la salud humana y a los alientos que contienen este tipo de compuestos. Para ello se describe fundamentalmente las fuentes de oxidantes, los radicales libres, los antioxidantes (sus clases y fuentes) y la función de las sustancias antioxidantes en el humano. Como fuente bibliográfica se utilizaron diferentes artículos obtenidos de la hemeroteca digital de la Universidad de Antioquia, como de documentos en bases de datos de internet como Science Direct; los términos utilizados en la búsqueda fueron: Alimentos con antioxidantes, capacidad antioxidante, cítricos, entre otros; luego se buscaron los textos completos de los artículos que interesaban. FUENTES DE OXIDANTES Varios procesos metabólicos normales, incluidos la respiración celular, las actividades de los fagocitos y peroxisomas, y la inducción de las enzimas citocromo P450, conducen a la producción de oxidantes en las células del cuerpo. Además de estas fuentes endógenas, las fuentes exógenas de oxidantes, como el tabaquismo y los compuestos fenólicos naturales de alimentos, pueden incrementar de manera significativa la carga oxidante. El tabaco, en particular, es la principal fuente de estrés oxidativo. El metabolismo, como otros aspectos de la vida, implica cambios. Entre ellos está la producción de derivados oxidantes, potencialmente nocivos. Los animales y los humanos tienen extensas defensas antioxidantes, pero debido a que estas defensas no son perfectas, algún DNA es oxidado. La cantidad de daño oxidativo al DNA se incrementa con la edad(1). Radicales libres: Los radicales libres son micropartículas cuyas cargas negativas y positivas no se encuentran interiormente neutralizadas, como sucede con la mayoría de las otras moléculas. La presencia de uno o más electrones impares los vuelven inestables, por lo cual actúan en el organismo en busca del o los electrones que les hacen falta para estabilizarse. Inciden sobre otras moléculas a las cuales privan de electrones para recuperar los que le faltan (2). La contaminación atmosférica, el humo del tabaco, los herbicidas, pesticidas o ciertas grasas son algunos ejemplos de elementos que generan radicales libres que ingerimos o inhalamos. Este exceso no puede ser eliminado por el cuerpo y, en su labor de captación de electrones, los radicales libres dañan las membranas de nuestras células, llegando finalmente a destruir y mutar su información genética, facilitando así el camino para que se desarrollen diversos tipos de enfermedades. La acción de los radicales libres está ligada al cáncer así como al daño causado en las arterias por el colesterol "oxidado", lo que relaciona directamente estas moléculas con las enfermedades cardiovasculares (2). ANTIOXIDANTES Un antioxidante es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de otras moléculas. La oxidación es una reacción química de transferencia de electrones de una sustancia a un agente oxidante. Las reacciones de oxidación pueden producir radicales libres que comienzan reacciones en cadena que dañan las células. Los antioxidantes terminan estas reacciones quitando intermedios del radical libre e inhiben otras reacciones de oxidación oxidándose ellos mismos. Debido a esto es que los antioxidantes son a menudo agentes reductores tales como tioles o polifenoles. Los antioxidantes se encuentran contenidos en ajo, arroz integral, café, coliflor, brócoli, jengibre, perejil, cebolla, cítricos, semolina, tomates, aceite de semilla de la vid, té, romero, entre otras muchas sustancias. También son parte importante constituyente de la leche materna. Aunque las reacciones de oxidación son cruciales para la vida, también pueden ser perjudiciales; por lo tanto las plantas y los animales mantienen complejos sistemas de múltiples tipos de antioxidantes, tales como glutatión, vitamina C, y vitamina E, así como enzimas tales como la catalasa, superóxido dismutasa y varias peroxidasas. Los niveles bajos de antioxidantes o la inhibición de las enzimas antioxidantes causan estrés oxidativo y pueden dañar o matar las células. Se trata de un grupo de vitaminas, minerales, colorantes naturales y otros compuestos de vegetales y enzimas (sustancias propias de nuestro organismo que intervienen en múltiples procesos metabólicos), que bloquean el efecto perjudicial de los denominados radicales libres. La mayoría de los antioxidantes se encuentra en alimentos vegetales, lo que explica que incluir frutas, legumbres, verduras y hortalizas o cereales integrales en nuestra dieta sea tan beneficioso(2). Los antioxidantes son compuestos químicos que pueden prevenir o reducir el daño oxidativo de los lípidos, proteínas y ácidos nucleicos causados por las especies reactivas del oxígeno, que incluyen los radicales libres, o los antioxidantes tienen la capacidad de reaccionar con los radicales libres y así restringir los efectos nocivos para el cuerpo(3) Clases de antioxidantes (4): Carotenoides: aquí se incluyen los distintos tipos de estos antioxidantes (betacarotenos, luteína, etc.) Figura 1: Estructura química básica de los carotenoides(5) Coenzima Q-10 Figura 2: Estructura química de la coenzima Q-10(6) Selenio Vitamina C: Figura 3: Estructura química de la vitamina C(7) Vitamina E: Figura 8: luteína(12) Figura 4: Estructura química de la vitamina E(8) Zinc Ácido elágico Estructura química de la Quercitina Taninos Figura 9: Estructura química de un tanino el Acido Galico(13) Zeaxantina Figura 10: Estructura química de la Zeaxantina(14) Figura 5: Estructura química del Acido Elagico(9) Capsicina: Catequinas Compuestos azufrados Hesperidina Figura 6: Estructura Hesperidina(10) de la Licopeno Figura 7: Licopeno(11) química Luteína: Estructura química del Fuentes de antioxidantes: Las frutas y verduras contienen muchos compuestos con potencial actividad antioxidante, como vitaminas y E, carotenoides C, clorofilas, y una variedad de fitoquímicos antioxidantes como los compuestos fenólicos simples, glucósidos y flavonoides (15). La mayoría de los antioxidantes que se encuentran en los cítricos es la vitamina C y polifenoles, principalmente flavonoides. La vitamina C protege contra la oxidación incontrolada en el medio acuoso de la célula debido a la reducción de su alta potencia. Los polifenoles son sustancias con gran poder para neutralizar las moléculas de radicales libres (16,17). Las plantas como condimentos y dulces pimientos picantes del género Capsicum, que siempre ha sido utilizado por los indios y las civilizaciones antiguas para hacer el alimento más sabroso, y se utilizan como conservantes en los alimentos son fuentes de antioxidantes naturales como la vitamina E, vitamina C y carotenoides (18). Estas pimientas también son ricas en capsaicinoides, compuestos fenólicos responsables del sabor pungente o picante (19). Estos pimientos son también ricos en capsaicinoides, compuestos fenólicos responsables de sabor picante (19). El fruto de café y sus derivados muestran propiedades antioxidantes in vitro (20), entre los compuestos que se encuentran en el fruto del café y sus derivados se encuentra el acido clorogénico; sustancia que presenta actividad antioxidante además de ser el café la principal fuente en el ser humano (21). Cabe destacar que la capacidad antioxidante del café varía con el proceso de tostado del mismo (22). Los cítricos, principalmente naranjas y mandarinas, además de ser una fuente importante de vitaminas y fibra, frutas y jugos cítricos han sido recientemente se ha reconocido que contienen metabolitos secundarios incluyendo antioxidantes como el ácido ascórbico, compuestos fenólicos, flavonoides, limonoides que son importantes para la nutrición humana(3). En las frutillas, kiwis, melón y frutas cítricas se encuentra Vitamina C, que además de tener poder antioxidante, ayuda a la absorción del hierro previniendo la anemia y contribuye a la cicatrización de heridas. Otras fuentes son las fresas, acerola, pimentones, tomates, pepino, nabo y crucíferas (grupo de vegetales que incluye al brócoli, coliflor y los repollitos de bruselas) Los fumadores deben tener en cuenta que su hábito produce un deficit de esta vitamina por lo que necesitan consumir el doble que los que no fuman. La sandía, melón, brócoli y los alimentos de color anaranjado como la calabaza, el zapallo, la zanahoria, duraznos, damascos y mangos son fuente de betacaroteno o provitamina A, que tiene importante poder antioxidante y es esencial para mantener en buen estado nuestra piel y tejidos. La Vitamina E tiene potente acción antioxidante, estimula al sistema inmunológico y contribuye a prevenir enfermedades cardiovasculares. Fuentes: todos los aceites vegetales como los de girasol, soja, maíz, sésamo, el de germen de trigo y principalmente el de oliva, en especial el extra virgen de primera presión en frío. Otras fuentes son el germen de trigo (que se puede espolvorear sobre las comidas o agregar a caldos, sopas o yogures), las semillas de girasol y de sésamo y las frutas secas como las nueces. El Selenio es un mineral con función antioxidante, que ayuda a fortalecer al sistema inmunológico. Se lo puede encontrar en las nueces, especialmente las de Brasil (se aconseja comprarlas con cascara y consumir una por día), ajo, pescado, carne vacuna y pollo. Otro mineral con poder antioxidante es el Zink, que también mejora nuestras defensas y ayuda a mantener la elasticidad de la piel. Podemos encontrarlo en las frutas secas (nueces, almendras, maní, avellanas), en los cereales integrales, partes oscuras del pollo y las ostras. Algunas infusiones que nos benefician por su aporte de antioxidantes son el té verde y Té blanco antigua bebidas muy consumida en China y Japón, donde es considerada el elixir de la buena salud, el té de kombucha, poderoso desintoxicante, y el cacao soluble (si, el que utilizan los chicos y algunos adultos para preparar su taza de leche chocolatada) Tomar esta infusión caliente potencia su efecto, aportando un porcentaje bajo de grasas y menos calorías en comparación con los chocolates en barra. Para quienes acostumbrar beber vino, un vaso de vino tinto al día es una buena recomendación, habito que tambien brinda protección contra las enfermedades cardiovasculares. El tomate no solo es fuente de vitamina C: tambien lo es del acido alfa-lipoico, una sustancia que podríamos llamar el antioxidante ideal ya que elimina varias especies de radicales libres, ofrece protección dentro y fuera de las celulas y especialmente porque en su presencia el efecto del resto de los antioxidantes se ve potenciado. El tomate contiene tambien licopenos, otros antioxidantes que además protegen contra el cáncer de próstata y que se encuentran en mayor cantidad aún en los tomates perita y en la salsa de tomates, (ya que la cocción al romper los tejidos de este vegetal favorece su liberación) Otros alimentos de color rojo son tambien fuentes de este antioxidante, como los morrones o pimientos rojos, y la refrescante sandía (23). Las uvas y el jugo de uva combate el envejecimiento porque las uvas contienen 20 antioxidantes conocidos, que funcionan en conjunto para combatir los radicales libres que promueven las enfermedades y el envejecimiento de acuerdo con investigadores de la Universidad de California, en Davis. Los antioxidantes se encuentran en las cáscaras y semillas y cuanto más vibrante es el color de la cáscara, mayor su poder antioxidante, que significa que las uvas rojas y rosadas y el jugo de uva rosada son los más poderosos. La uva roja posee alto tenor de antioxidante quercetina. La cáscara de uva contiene resveratrol, que comprobadamente inhibe el agrupamiento y aumenta el colesterol HDL (colesterol bueno). Los antioxidantes presentes en los jugos de uva tienen actividades anticoagulantes, inhiben la oxidación del colesterol HDL y dilatan los vasos sanguíneos. (24). En el vino encontramos los polifenoles (taninos, antocianos, etc. ) y flavonoides que inhiben las lipoxigenasas. Existen más de 4.000 flovonoides identificados que se dividen en varios grupos dependiendo de su estructura química como son los flavanoles, las flavonas y las isoflavonas cuyo consumo según los últimos estudios ha sido relacionado con una baja incidencia de enfermedades coronarias (25). FUNCIÓN DE LAS SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES EN EL HUMANO: Vitamina C: Promueve la resistencia a infecciones mediante la actividad inmunológica de los leucocitos, la producción de interferón, el proceso de la reacción inflamatoria o la integridad de las mucosas. Hay estudios que plantean que altas dosis de vitamina C pueden prevenir el resfrío, pero no hay acuerdo general sobre ello. Si tiene algún efecto es pequeño y no se recomienda la ingestión sistemática de grandes cantidades de vitamina C. Tiene una potente acción antioxidante, protege el organismo de los radicales libres. Es estimulante de la absorción de hierro y bloqueante de la degradación de ferritina a hemosiderina, siendo la ferritina mejor suministro de hierro. Participa en la cicatrización de heridas, fracturas y hemorragias, también reduce el riesgo de infecciones. Es esencial para la oxidación de ciertos aminoácidos (fenilalanina y tirosina), en el metabolismo del triptofano y en la síntesis de noradrenalina. Vitamina E (tocoferol): Tiene función antioxidante, contribuye a evitar la oxidación producida por los radicales libres, manteniendo la integridad de la membrana celular. Cuando no hay vitamina E, los radicales libres destruyen las membranas celulares, alterando la función celular. Protege al organismo de enfermedades: infecciosas, neurológicas, cardiovasculares, cataratas y cáncer y acelera la cicatrización de las quemaduras, ayuda a prevenir los abortos espontáneos y calambres en las piernas. Betacaroteno o "provitamina A": La vitamina A es necesaria para el crecimiento y desarrollo del esqueleto, para mantener las células de las mucosas, de los epitelios, de la piel y para el funcionamiento de todos los tejidos, incluyendo el esmalte de los dientes, tiene una acción esencial en los procesos inmunológicos, previniendo infecciones respiratorias y también cumple función en la reproducción normal. Es uno de los principales antioxidantes que se encuentran en la naturaleza, un elemento esencial en la lucha contra los radicales libres, por lo tanto en la prevención del envejecimiento celular y ciertas enfermedades como el cáncer. Pertenece a la familia de los carotenoides de los vegetales. El organismo es capaz de transformarlo en vitamina A. Minerales: Selenio, Zinc, Cobre Selenio: Es un constituyente de la enzima glutation peroxidasa, protege del daño por oxidantes, es un potente antioxidante celular, que interviene en la formación de las hormonas Tiroideas y en el metabolismo de ácidos grasos de cadena larga. El contenido del agua y de los alimentos, está directamente relacionado con el de los suelos. Algunos alimentos ricos en selenio son: carne de vaca, hígado de vaca, pollo, pescado, pavo, semillas de girasol, nueces, pan de trigo entero, leche descremada, queso, granola. Zinc: Es cofactor de más de 100 enzimas. Por su participación en dichos sistemas enzimáticos se relaciona con la utilización de la Energía, la síntesis de proteínas y la protección oxidativa. Carne de vaca, aves de corral, hígado de vaca, queso, pescado, mariscos, leche, cereales integrales y nueces. Cobre: Potencia el sistema inmune, participa en la formación de enzimas, proteínas y neuro-transmisores cerebrales (renovación celular y estimulante del sistema nervioso) y es un agente antiinflamatorio y antiinfeccioso. Y facilita la síntesis de colágeno y elastina (necesarios para el buen estado de los vasos sanguíneos, del cartílago, de los pulmones y de la piel), actúa como antioxidante protegiendo las células de los efectos tóxicos de los radicales libres y facilita la fijación del calcio y del fósforo. Alimentos ricos en cobre: hígado, pescado, marisco, cereales completos y vegetales verdes. Aminoácidos: Cisteína: Aminoácido no esencial, nuestro cuerpo puede fabricarlo sin problemas. Es importante para la producción de enzimas contra los radicales libres, como la glutation peroxidasa. El hígado y nuestras defensas lo utilizan para desintoxicar el cuerpo de sustancias químicas y otros elementos nocivos. La cisteína, que se encuentra en carnes, pescados, huevos y lácteos, es un detoxificante potente contra los agentes que deprimen el sistema inmune, como el alcohol, el tabaco y la polución ambiental. Colorantes naturales u otros compuestos de vegetales: Flavonoides: Comprenden a los flavonoles, los antocianidoles y a las flavonas, colorantes naturales con acción antioxidante que constituyen el grupo más importante de la familia de los polifenoles, muy presentes en el mundo vegetal. Protegen el sistema cardiovascular y activan las enzimas glutation Peroxidasa y catalasa: antioxidantes presentes de forma natural en nuestro organismo. Están en la familia de las coles, las verduras de hoja verde, las frutas rojas y moradas y los cítricos. Según la American Cancer Society, reducen el riesgo de cáncer colo-rectal. Los polifenoles y flavonoides son antioxidantes no enzimáticos que rompen la cadena en la fase lipídica bloqueando los RL en las membranas y las lipoproteínas evitando o previniendo la peroxidación lipídica. Son elementos principalmente exógenos, responsables de la capacidad antioxidante de los fluidos biológicos. Limpian el plasma de oxiradicales capturándolos y evitando las reacciones en cadena. Muchos poli fenoles presentan actividades y por ello, se han utilizado desde la antigüedad en fitoterapia. Así los taninos, por ejemplo, confieren a las plantas que los poseen propiedades astringentes, vasoconstrictoras y antiinflamatorias, pudiéndose utilizar en el tratamiento de las hemorroides; las antraquinosas son laxantes, algunas calconas actúan como antihelmínticos; muchos isoflavonoides, furanocumarinas y estilbenos son antibacterianos y antifúngicos; algunos estilbenos e isoflavonoides tienen actividad estrogénica dada su similitud estructural con el estrógeno de síntesis dietilestilvestrol.(25). Isoflavonas: En la soja y algunos de sus derivados como el tofu (queso de leche de soja) y el tempeh (semillas de soja a las que se añade un hongo específico para su fermentación). Algunos estudios científicos han demostrado que las mujeres asiáticas que consumen soja presentan una menor incidencia de cáncer de mama y matriz que las occidentales. Ácido alfa-lipoico: Es un carotenoide de algunas verduras y frutas, que ayuda a neutralizar los efectos de los radicales libres potenciando las funciones antioxidantes de las vitaminas C, E y de la enzima glutation peroxidasa. Abunda en el tomate. Sustancias propias del organismo, enzimas antioxidantes: Además de las enzimas glutation peroxidasa, catalasa y superóxido dismutasa, hay otras sustancias antioxidantes como la coenzima Q-10. La Coenzima Q-10 ayuda a las enzimas a realizar su función, y participa en numerosos procesos corporales. Se ha comprobado una gran similitud entre las propiedades antioxidantes de la vitamina E y las de la coenzima Q-10, que juega un muy importante papel en la generación de energía celular, y a su vez es un estimulante inmune, mejora la circulación y ayuda a proteger el sistema cardiovascular. Propiedades de los alimentos antioxidantes: El consumo de antioxidantes dietarios es de gran importancia. Las frutas y verduras, las principales fuentes de nutrientes antioxidantes, se asocian con una disminución del riesgo de enfermedades degenerativas. En particular, existen datos muy consistentes que muestran que la falta de frutas y verduras se asocia con un mayor riesgo de cánceres epiteliales (por ejemplo, cánceres del pulmón, la boca, el esófago y el estómago). También existen pruebas de que el consumo de frutas y verduras puede reducir el riesgo de enfermedad cardiovascular y de ataque (24). Varios argumentos sugieren que el contenido antioxidante de las frutas y verduras es el principal contribuyente de sus efectos protectores contra la enfermedad. Datos bioquímicos y prueba epidemiológicas sugieren que los antioxidantes pueden proteger contra el cáncer. Los estudios clínicos que usan antioxidantes serán la prueba fundamental de su efecto anticarcinogénico (24). “Uno de los principales avances en la investigación en enfermedad cardiovascular es el hallazgo de las reacciones de oxidación juegan un papel central en la aterogénesis y de que en estudios epidemiológicos la enfermedad cardiovascular se relacionó con bajas concentraciones plasmáticas de ácido ascórbico (vitamina C), tocoferol (vitamina E y Betacarotenos.” Estudios en animales y bioquímicos, así como algunos datos epidemiológicos, indican que los antioxidantes dietarios pueden tener efectos neutralizantes benéficos. La inhibición de la función inmunitaria que ocurre con el envejecimiento puede contrarrestarse de manera parcial mediante la toma de suplementos antioxidantes dietarios. Existe “una impresionante evidencia” de que la oxidación juega un papel en el origen de las cataratas y que los antioxidantes dietarios pueden prevenir la formación de las mismas. Estudios bioquímicos sugieren que la oxidación puede ser importante en un gran número de enfermedades cerebrales. CONCLUSION La oxidación se da por procesos metabólicos y por ello es inevitable que suceda, pero tenemos una gran gama de opciones para combatir esta oxidación al conocer sobre los antioxidantes, de sus múltiples beneficios y las fuentes alimentarias de estos. Los antioxidantes son muy beneficiosos para nuestro organismo y para nuestra salud y por esto debemos tener en cuenta que las frutas y los vegetales son la mejor fuente de antioxidantes y que debemos consumirlos con frecuencia para beneficiarnos de sus propiedades teniendo en cuenta que algunos alimentos tienen mayor contenido, de antioxidantes, que otros. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Relación de los oxidantes y antioxidantes con el envejecimiento. http://www.paraqueestesbien.com.mx/not as/tips_49.htm 2. 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