ESTRÉS OXIDATIVO Y RADICALES LIBRES

ESTRES OXIDATIIVO
y
radlicales libres
tamigos o enemigos?
C OliCC I 6N
II $
Till
CIUaif:teO Tl:CNICA
MARio SANcHEZ MoJARRIETA (Holguin, 1946). Doctor en Medicina
por la Universidad de La Habana. Curso la espedalidad de
Bioquimica Clinica en el Centro Nacional de Investigaciones
Cientificas. Docente en la Universidad Medica de Pinar del Rio.
Coautor del libro de texto y practicas Biologia 2 (Editorial Pueblo y
Educadon, 1979). Ha publicado varios articulos en revistas
nacionales e internacionales. Miembro de las sociedades cubanas de
Patologia Clfnica y Medicina lnterna. Jefe de Laboratorio Clfnico
del Hospital Provincial Docente «Abel Santamaria>> y miembro de
su Consejo Cientifico. En 2004 recibio la distincion < uan Tomas
Roiw> por veinte aiios en el quehacer cientifico.
EVERALDO JEREZ HERNANDEZ (Pinar del Rio, 1962). licenciado en
Bioquimica en la Universidad de La Habana. Master en
Enfermedades Infecciosas. Es docente de Ia Universidad de Ciencias
Medicas de Pinar del Rio y especialista principal y de automatizacion
en el Laboratorio Clfnico del Hospital Provincial Docente <<Abel
Santamaria>>. Ha publicado varios articulos en revistas nacionales.
Miembro de las sociedades cubanas de Patologia Clinica y de
Nutricion y Metabolismo.
ESTRES OXIDATIVO
y
radicales libres
Mario Sanchez Mojarrieta
Everaldo Jerez Hernandez
ED.CIO.dt
lOYHAl
Edici6n: Vivian M. Gonzalez Gonzalez
Disedo: Ilia Valdts Hernandez
Correcci6n: Jose Manuel Perez Cordero
C Mario Sanchez Mojarrieta,
Everaldo Jerez Hemtindez, 2012
C Ediciones Loynaz, 2012
ISBN: 978-959-219-365-9
EDICIONES LOYNAZ
Maceo no. 211, esquina a Alameda, Pinar del Rio, Cuba.
fNDICE
PALABRAS AL LECI'OR
I
9
I. RADICALES LIBRES Y ESTRES OXIDATIVO I 11
Conceptos y definiciones I 11
Radicales libres de oxfgeno o especies reactivas de oxigeno
(ERO). Ejemplos I 12
Principales radicales libres o especies reactivas de oxigeno, de
interes medico-biologico I 12
Fuentes de radicales libres. End6genas y ex6genas I 15
Fuentes end6genas de radicales libres I 16
Fuentes ex6genas de radicales libres I 20
Papel fisiol6gico de los radicales libres I 27
Toxicidad de los radicales libres. La paradoja del oxfgeno I 29
II. FORMACI6N INCONTROLADA DE RADICALES
LffiRES Y SUS CONSECUENCIAS I 31
Concepto de oxidaci6n-reducci6n. Sistema redox I 31
Sistemas de oxidaci6n-reducci6n I 32
Formaci6n de radicales libres en sistemas redox biol6gicos 132
Importancia de la reducci6n completa del oxigeno I 33
Aumento incontrolado de radicales libres y la oxidaci6n de
los tejidos I 33
Mecanismos moleculares del dafio oxidativo I 34
Dafio oxidativo a los lipidos: peroxidaci6n lipldica (POL) I 35
Dafio oxidativo a proteinas I 36
Dafio oxidativo al ADN 137
Efecto de radicales libres sabre el metabolismo energetico 139
Determinacion del grado de oxidaci6n y la capacidad
antioxidante del organismo I 40
Marcadores del dafio a lipidos (grasas) 141
Marcadores del dafio por ERO a las proteinas I 42
Marcadores del dafio a carbohidratos (azU.cares) I 43
Marcadores del dafio oxidativo al ADN I43
Enzimas antioxidantes I 44
Antioxidantes de bajo peso molecular I 44
III. MECANISMOS DE DEFENSA ANTIOXIDANTE 147
El sistema de antioxidantes I47
Mecanismos antioxidantes end6genos
Los sistemas AOI49
Antioxidantes ex6genos I 51
I
48
N. RADICALES LIDRES Y ENFERMEDADES I 55
Papel mediador de los RL en los dafios tisulares presentes
en muchas enfermedades I 55
Esrados patol6gicos o enfermedadres en que esta presente
el EO I 55
Isquemia e inflamaci6n I56
Ateroesclerosis I 60
Enfermedades vasculares I 62
Diabetes Mellitus (DM) I 63
Cancer I 65
Gen p53 y Proteina p53 I 67
Enfermedad de Alzheimer I 69
V. ESTRES OXIDATIVO, ESTRES NUTRICIONAL Y
ESTRES AMBIENTAL I 72
Tres tipos de estres y tres causas de muerte I 72
Conceptos modemos sobre alimentaci6n y nutrici6n saludable I 72
Alimentaci6n saludable I 73
Relaci6n entre la nutrici6n y el estres oxidativo I 74
Nutrici6n, estres o:xidativo y longevidad I 76
Principales alimentos antioxidantes I 77
Fibra dietetica I SO
Estres o:xidativo y medio ambiente I SO
VI. ESQUEMA INTEGRADOR DE LOS TIPOS DE
ESTRES Y LAS TRES PRIMERAS CAUSAS DE MUERTE EN CUBA I S4
Relaci6n entre estres ambiental y estres oxidativo I 88
Relaci6n entre estres nutricional y estres oxidativo I 89
Tabaquismo, alcoholismo y estres o:xidativo I 90
Los tres tipos de estres y sus consecuencias I 91
Estres o:xidativo y envejecimiento I 93
El ejercicio fisico I 97
Las diez leyes de la salud I 97
GLOSARIO
I
99
BIBLIOGRAFiA 1105
9
PALABRAS AL LECTOR
En los Ultimos diez afi.os se relaciona, cada dia con mas fuerza,
el dana celular por radicales libres (RL) con la aparici6n de enfermedades en el ser humano. A este suceso biomolecular se le conoce
con el nombre de estres oxidativo y esci en la base de los mecanismos
patogCnicos de muchas enfermedades como diabetes mellitus, cancer,
artritis reumatoidea, ateroesclerosis, sida, polineuropatia y el proceso de
envejecimiento. Otras enfermedades gi.necol6gicas, pulmonares,
cardiovasculares, cerebrovasculares, psiquiatricas, estomatol6gicas,
etcetera, tambien escin asociadas al aumento incontrolado de radicales
libres, sabre todolibres de oxfgeno, tambien llamados especies reactivas
de oxigeno (ERO).
De modo que la actualizaci6n sabre los mecanismos end6genos
y ex6genos que generan de forma incontrolada RL, es una necesidad para el desarrollo del conocimiento, la investigaci6n cientffica,
la docencia y par supuesto la asistencia medica, y de manera muy
especial influici en la prevenci6n de enfermedades -por lo que
significa en terminos de promoci6n de salud-conocer acerca de
la importancia de una relaci6n arm6nica, protectora y sostenible
con el media ambiente, una correcta y adecuada nutrici6n, de cambios favorables en el estilo de vida y en la eliminaci6n de factores
que generan RL. Y por Ultimo y quizas lo mas importante, es que
no solo la comunidad cientifica y especializada conozca el tema del
estres oxidativo, sino que la poblaci6n en general, este preparada
10
para ello y de seguro, el ttabajo medico preventivo en la asistencia
primaria de salud, sera mas eficiente y provechoso.
Hemos recibido fuertes criticas que nos tildan de sofiadores y
que lo que pretendemos lograr no es posible. Pudiera ocurrir, pero
no sera porque la poblaci6n media general no sea capaz de comprender este tema, seria entonces, porque no fuimos capaces de
hacerlo bien. Eso no importa mucho, ottos vendran y se lograci
el suefio.
Existe un proverbio chino que dice: "El mas dificil paso del mas
largo camino, es el primero". Este pequefio y modesto volumen
puede ser ese primer paso en el camino del conocimiento que, sin
dudas, nos permitici vivir con satisfacci6n, felicidad y a plenitud.
Los
AUTORES
Estres oxidativo y radicales libres;.amigos o enemigos?
11
I
RADICALES LIBRES Y ESTRES OXIDATIVO
Conceptos y definiciones
El estres o:xidativo (EO) genera un daiio cdu.lar desencadenado
por radicales libres principalmente de oxfgeno, que pueden afectar
uno o varios de los componentes esenciales de la celula (protefnas,
carbohidratos, lipidos y acidos nucleicos), oxidandolos y alterando
sus funciones. En los Ultimos aiios, cada vez con mas frecuencia, el
EO se asocia a los mecanismos patogenicos de diferentes enfermedades,como diabetes mdlitus, art:ritis reumatoidea, fibrosis pulmonar,
enfermedades degenerativas del sistema nervioso central (SNC), ala
ateroesclerosis,al cancer y al envejecimiento. Por lo que se ha pensado,
si no sera d daiio cdular por d EO, debido a los radicales libres, la
base molecular de un mecanismo patogeruco Unico, sencillo y universal
de las enfermedades y el envejecimiento.
Los radicales libres son especies quimicas (atomos, iones o moleculas), con un orbital dectronico externo impareado, es decir, con
un solo electr6n en lugar de los dos que lleva cada orbital. Esto hace a
la molecula muy inestable y por lo tanto muy reactiva, lo que significa que le "arranca" el electron que le falta a la primera molecula
con la que interacrua; por esta razon, los RL, son poderosos agentes
o:xidantes. Enla actualidad se emplea mucho el t&mino ERO (especies
reactivas de oxigeno), teniendo en cuenta moleculas como el
per6xido de hidr6geno (H 20z) y e1 acido hipocloroso (HOCl), que
no cumplen con la definicion de tener electrones impareados en el
orbital extemo -no son radicales libres en si mismos---, pero son
12
Mario Stinchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Hernandez
precursores de especies qufmicas muy reactivas, como es por ejemplo el radical hidroxilo (OH).
Radicales libres de oxfgeno o especies
reactivas de oxfgeno (ERO)
En resumen, son ERO aquellos homos, iones y moleculas, derivados del oxigeno, con uno o mas electrones impareados en el
orbital mas e:xtemo o que tengan alta capacidad reactiva. Con frecuencia se utilizaci el tennino radical o radicales libres para referimos
a las ERO o radicales libres de oxfgeno.
Tabla 1 Ejemplos de radicales libres y su vida media
RLoERO
Sfmbolo
Anion super6xido
0-·
2
Depende de actividad enzimatica
Per6xido de hidr6geno
Depende de actividad enzimatica
Hidroxilo
H202
OH'
10 nanosegundos
Per6xidos
ROO
7 segundos
Semiquinona
Q'
Dfas
6xido nittico
NO
1-10 seg.
Pero:xinittitos
ONOQ-
0,05-1 seg.
Vida media
Principales radicales libres o especies reacdvas
de oxfgeno de interes medico-biol6gico
Ademas de los referidos en la tabla anterior, tambien son importantes en varias vias metab6licas y de enfermedades, el acido
hipocloroso (HOCI), di6xido de nitr6geno (N0 2.), radical
hidroxiperoxilo (H02.), peroxilo (R0 2 .) y alcoxilo (RO.).
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos? 13
RatiU:alstpmixitlo (02-): Esta ERO desempefia. un importa.nte papel
en los dafios oxidativos que ocurren en el organismo. Se forma a
partir del oxfgeno (OJ po.r captura de un electrOn. Es producido
por un gran n.Umero de reaccion.es enzimaticas, como es Ia C1ldena de
ttanspotte electt6.nico en las mitocondrias,productoras de la ene:tgfa
que necesita nuestro cuerpo. Tiene un ti.empo de vida media (t %) de
varios milisegundos. Su reacti:v:idad es baja, pero puede penettar las
membranas cdulares y causar dafios. Sin embargo, tambien participa
en mecanismos defensivos del organismo.
Fig.11Udical super6xido
Pde hithOgeno (I\OJ:La dismutaci6n o conjugaci6n de dos
superoxidos, genera otta ERO:el per6xido de hidr6geno, mediante
Ia reac::ci6n catalizada po.r Ia enzima super6xido dismutasa (SOD):
SOD
Fig.2 Formac:i6n de per6xido de hidrogeno.
Su toxicidad es baja, solo en altas concenttaciones resulta t6xico,
pero mantener baja la concentraci6n de H0
, se debe,en esencia,a
2 2
la actividad de otra enzima,la catalasa {CA1), segU.n la reacci6n que
aparece en la figura 3.
14
Mario Stinchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Hernandez
CAT
0
2
-------•
Hp
Fig.3 Actividad de Ia CAT para mantener baja la concenttaci6n de 02 •
Estas dos enzimas, la SOD y la CAT, tienen un caracter
antioxidante (AO), pues ambas liberan al organismo de ERO, elementos oxidantes que daiian los componentes celulares.
Radical hidroxilo (OH): E1 mayor peligro de la acumulaci6n de
liz02 y de 02 es su capacidad de dar lugat a la formacion del
radical hidroxilo (OH), que es el mas activo y agresivo encontrado
en los seres vivos. Este reacciona a elevadfsimas velocidades (del
arden de los nanosegundos), con casi todas las moleculas de las
celulas vivientes (proteinas, lipidos, carbohidratos,ADN). Y lo pear
es que no contamos con sistemas enzimaticos que puedan eliminar
las cantidades excesivas del radical hidroxilo (OH).
Su interacci6n con los lipidos que forman parte de la estructura
de las membranas celulates, origina un importante daiio oxidativo
celular, conocido como Peroxidaci6n de Upidos (POL) de las
membranas, a las que destruye en su totalidad, de no intervenit
sistemas antioxidantes (AO) protectores.
Las vias esenciales de producci6n de radicales hidroxilos (OH), son
las reacciones conocidas como de Fenton y de Habet-Wdss, en las que
participan iones mecilicos, como el hierro y e1 cobre, principalmente e1
primero. La idea central de este proceso generador de hidroxilos se
representa enla reacci6nesquematizada que evidencia e1hechode c6mo
a partir de reacciones en que participan e1 per6xido de hidr6geno, e1
super6xido y e1 hierro, se fonnan los radicales hidroxilos.
02-·
+ Fe++
Fig.4 Formaci6n de radica.les hidroxilos.
Estres oxidativo y radica/es libresiamigos o enemigos?
15
6xido nitriro (NO): Gas incoloro que posee un dectr6n impareado
entre d atomo de nitrogeno y d de ox!geno. Es relativamente poco
estable con un tiempo de vida entre tres y seis segundos. Puede
reaccionar con d 0 2, tambien con d 02 y dar lugar a varios intermediarios radicilicos, entre ellos, d peroxinitrato y hasta d radical
hidroxilo, que pueden participar en la oxidacion de lipidos, y si es d
caso de oxidaci6n de lipoproteinas de baja densidad (IDL) circulantes en la sangre, estaclan implicados, por tanto, end proceso de
formaci6n de las placas de ateromas que obstruyen los vasos sanguineas y provocan la ateroesclerosis y d infarto.
Existe un gran interes en esta molecula segregada por celulas
endoteliales vasculares, cerebrales y leucocitarias, que producen
dilatacion y relajaci6n vascular, participando en la regulacion de la
tension arterial, en el sistema nervioso como neurottansmisor qu!mico
y en el aparato reproductor, al actuar en la erecci6n del pene. Se
conocen efectos dd NO sabre d aparato digestivo, respiratorio y
muscular, por lo que se le considera a este radicallibre como un
importante factor de sefializaci6n intracelular.
Acido hipocloroso (HOO): Formado por un tipo de leucocito o
gl6bulo blanco de la sangre,llamado neutr6filos o polimorfonucleares
(PMN), es un potente agente oxidante sintet:izado por la enzima
mieloperoxidasa (MPO) y tiene un importante papel en la desttucci6n de bacterias y virus que agreden nuestro organismo. Una de las
acciones mas dafi.inas del HOO en exceso, es el daiio que provoca
sabre la protefna circulante alfa -1-antitripsina, que es inhibidora de
enzimas proteoliticas (proteasas) que degradan las proteinas de los
tejidos. De modo que, si el HOO desttuye la alfa -1- antitripsina, las
protefnas de los tejidos quedan sin proteccion y son desttuidas. El
acido asc6rbico (vitamina C) en concentraci6n fisiol6gica es un
poderoso inactivador del HOO, por lo cualla vitamina C funciona
como antioxidante protector.
16
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Hernandez
Fuentes de radicales libres. End6genas y ex6genas
Los RL pueden tener una fuente end6gena (que se forman dentro
de nuestro propio organi.smo), pero tambien pueden llegar basta nuestro cuerpo desde el medio arnbiente, es Ia fuente que denominarnos
de modo general, ex6gena (que nos llegan desde el exterior). De
manera que durante muchos procesos bioqufmicos celulares, tanto
en condiciones patol6gicas (de enfermedad), como en condiciones
fisiol6gicas (de normalidad y salud), se producen especies react:ivas
de ox!geno (ERO), incluso su producci6n puede format parte de
importantes mecanismos defensivos del organismo, como el caso
de Ia formaci6n del super6xidos (02 -·) y de kido hipocloroso (HOCl)
en celulas fagocitarias, como los leucocitos neutt6£ilos (t:ipo de gl6bulo blanco de la sangre) para desttuir microorganismos agresores,
como son las bacterias pat6genas (que provocan enfermedades).
Existen muchas fuentes end6genas de RL, pero las que a continuaci6n se relacionan, son de las ptincipales: mitocondtias,
peroxisomas, las celulas fagocitarias y la actividad enzimatica.
Fuentes end6genas de RL
Lz mitorondrio: Esttuctuta inttacelular (org.inulo citoplasmat:ico)
en la que se produce la respitaci6n de las celulas del cuerpo (Fig. 5).
Mediante una cadena de ttansporte de electtones, intervienen
varias enzimas y se genera la energ(a que necesita cada celula para su
funcionamiento. Este proceso denominado cadena respitatoria, const:ituye la principal fuente de RL o ERO en las celulas.
En la cadena respitatoria ocurren reacciones de oxidaci6nreducci6n (redox biol6gico) de susttatos Qos nutrientes), con la
utilizaci6n del ox1geno molecular (estable) que debe sufrir un
procedimiento de reducci6n completa hasta di6xido de carbono
(COy agua (H 20), que son formas moleculates reducidas y estables.
Estres oxidativo y radicales lihres(.amigos o enemigos?
11
DNA Mitocondrial
Fig.5 Esquema de
Wlll. mitocondria.
Asf ocurre con el 95% de todo e1 oxfgeno con.sumido por Ia
c8ula. Pero puede ocurri.r que) entte los nutti.entes .iniciales y Ia
generaci6n de energfa a1 final, se gene.ren varias moleculas o
inte.rmediarios parcialmente reducidos e inestables { 5%) que son
los radicales libres (F6).
FJg.6 IntermedW:ios pa.rcialmente.reducidos (radicales lib.res).
Si por a1guna mz6n, falla lo que debe ocurri.r, que es Ia reducci6n completa del 95% o
del ox:fgeno, aumentati Ia cantidad
de RL y tal situaci6n -de no ser controlada por el o.rganismo que
tiene para tal fin. sus propios mecanismos antioxidantes- provocui
mas
18
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herruindez
daiios por oxid.aci6n a las mol.eculas componentes de las ceJ.ulas:
proteinas, llpidos y ac.idos nucle.icos, en esencia. Como ya se ha.
apuntado,este daiio celularpor RL se conoce como estres oxidativo,
y es resultado de un desbalance entte los RL agresores oxidantes y
los sistemas protectores anti.oxidantes (Fig. 7).
O:xidantes
FJg. 7 El. desbal:ulce entre sustancias antiozidantes y radicaks libres
oxidantc:s, a &vor de cstos Ultimos, geru::m cst:tCs oxidativo.
Los peroxisomm: Organulos citoplasmaticos en forma de veslculas,
muy ricos en enzimas de tipo oxidasas, que generan grandes cantidades de per6x.ido de hidr6geno 0); de ahf su nombre. Cuando
este 0 2 es depuudo por enzimas especlficas como la catalasa
(CA1), se ttansforma. en 0 sin ma.yores consecuencias, pero en
presencia de iones de metales como e1 hierro (Fe) y e1 cobre (Cu)
genera hidtoxilo (OH), e1 mas reactivo y agresivo de los RL, que
ataca de inmediato a los Hpidos de las membranas celulares con
graves consecuencias paralas celulas.
CIIN/as fagodtarias:Esbin. presentes en Ia sangre y los tejidos, son
capaces de capta.r microorganismos y restos celulares (partLculas
inutiles o nocivas para el otganismo) e introducirlos en su interior
Estres oxidativo y radicales lihres(.amigos o enemigos?
19
con elfin de elimioa.t:los. celulas comolos macrofagos ylos neut:rOfilos
polimorfonucleares (PMN), producen c-antidades apreciables de
super6xido (02 ), per6xido de hidr6geno (H20y acido
hipocloroso (HOCl) como meca.nismo de d.efensa del o.tganismo
&eo.te a los mi.crotganismos invasores (Fig. 8).
NADPHO£\
OXJDAS.A
02
HOCL
Fig. 8 Prod.ucci6n de m.dicalc:s libres pot Wlleuooci.to polimorfonuclc:ar
para desttuir bactel:ias agresoras.
Estas sustan.cias oxidantes (RL o ERO) pueden dailar tambi.en
las ceJ.ulas normal.es del o.rganismo y son responsables del daiio a los
tejidos asociados con las enfermedades inflamatorias cronicas.
La activ:ida.d de enzimas como Ia monoamino oxidasa (MAO),
las ciclooxigenasas y lipooxigenasas (vinculada.s a la sintesis y metabolismo de moleculas teguladoras de muchas funciones cdulares),
xan.tina oxidasa (abundante en losendotdios, membrana que recub.re e1
interior de los vasos sangufn.eos) y 6:rido rutrico sintasa (que produce
e16xido nitrico), son capaces de producir en determinadas condiciones metab6licas, grand.es cantidades de especies parcialmente
reducidas de oxfgeno (ERO),con gran inestabilida.d quimica y pot
tal raz6n una elevadisima reactiv.idad, por lo que pueden daiiar las
celulas de nuestro organismo.
Monoamino oxida.ra (MAO):Es una enzima presente en la membmna extema deIa mi.tncondria, dismbuida en abundancia por nuestro
20
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Henuindez
cuerpo y muy importante end sistema nervioso, tanto central como
periferico. La MAO forma durante las reacciones en que interviene,
cantidades apreciables de per6xido de hidr6geno y este mecanismo
productor de ERO, se sugiere como muy importante en el origen
de enfermedades dd sistema nervioso central (SNq, como la enfermedad de Parkinson, par ejemplo.
Ciclooxigenasas y lipooxigenasas: Son enzimas que intervienen en la
formaci6n de potentes mensajeros moleculares de gran actividad
biol6gica, que regulan la funci6n celular, como por ejemplo, las
prostaglandinas (PG), que escin involucradas en un buen nrunero
de procesos fisiopatol6gicos como las inflamaciones. Por acci6n de
estas enzimas, se producen importantes cantidades del radical
super6xido (02-·).
Sistema de laxantina deshidrogenasa (XDH) I xantina oxidasa (XO):El
sistema XDH I XO puede funcionar en dos estados que dependen
de la concentraci6n de oxigeno en los tejidos. Es abundante en los
endotelios vasculares y participa en reacciones para almacenar energia en el organismo; sin embargo, en situaciones cdulares de fallo
energetico dentro de la celula, la XDH es convertida en XO y la
actividad de la XO es una fuente importante de ERO, en especial,
de super6xidos (02 ).
La formaci6n del importante radicallibre 6xido nitrico (NO) es
catalizada par la enzima 6xido nitrico sintasa (ONS),de la cual existen
tres tipos, isoformas o isoenzimas, como se les denomina genericamente:
1. ONS neuronal (predomina en las neuronas).
2. ONS de macr6fagos y neutr6:filos (predominan en estas celulas
fagocitarias).
3. ONS endotelial (que se localiza en los endotdios que recubren
los vasos sangufneos).
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
21
Fuentes ex6genas de RL
Las llamadas fuentes ex6genas de RL o ERO son muy variables.
Existen circunstancias en que d RL o especie quimica dafiina, entta a
nuestro organismo ya formada en el exterior, es el caso de los
contaminantes ambientales como d humo de las industrias, el ozona,
los peroxinittatos y peroxinitritos del humo del cigarro, par mencionar
a1gunos; otros son sustancias t6xicas, drogas, medicamentos, en fin,
sustancias de canicter xenobi6tico (xeno, que quiere decir: ajeno, extrafio) y que par tal raz6n es que se incluyen entre las fuentes ex6genas
de RL o BRO. Entre las principales se encuentran: contaminantes
ambientales, radiaciones ionizantes y metabolismo de t6xicos, medicamentos y otros xenobi6ticos.
Contaminantes t'llllbientales: Entre las sustancias que se encuentran en
d entomo natural de los humanos, muchas son capaces de generar
la formaci6n de radicales libres y otras, par si mismas, lo son. Algunos de los compuestos presentes en d aire que respiramos son el
ozona (0, los 6xidos de carbona o mon6xido de carbona (CO);
di6xido de carbona (COJ; 6xidos de nitr6geno: mon6xido de
nitr6geno (NO), di6xido de nitr6geno (NO;), d humo, los gases y
las sustancias t6xicas de origen industrial, agricola, automotor, etcetera,
que contaminan el aire, las aguas, los suelos y los alimentos. A este
real y verdadero envenenamiento del media ambiente le podemos
llamar estres ambiental.
El Oi!JnO (0es d agente oxidante mas importante presente en la
atmosfera terrestre,genera una verdadera cascada de ERO (aldehidos,
oz6nidos, per6xido de hidr6geno, hidroper6xidos, etcetera) altamente
inestables y par ella muy reactivos, que pueden reaccionar de inmediato con los componentes que forman las membranas y el citoplasma
cdular.
Par su parte, el mon6xido de carbona (CO) se une a la hemoglobina de la sangre, que transporta el 0 2 a todos los tejidos y la
22
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Henuindez
convierte en carboxihemoglobina, incapaz de ttansportar 0 2• Esa
transformaci6n provoca una disminuci6n del ttansporte de 0 2 a
los tejidos, es decir,una hipoxia tisular y esta situaci6n, como se veci
mas adelante, es una de las circunstancias en que mayor cantidad de
radicales libres se genera. El 6xido nft:rico (NO) es, a mismo, un RL y
junto con el N0 2 reaccionan en el aire yen las aguas dando lugar a
nitratos y nit:ri.tos que pueden, por tres vias, conducir al aumento de
los RL, formando metahemoglobina, peroxinitratos y nitrosaminas.
Estos tres compuestos son muy dafiinos para el organismo, est:imulan
la generaci6n de RL y por ella, estres oxidativo.
Componentes delhumo del cigarro: Fumar es uno de los peores habitos
t6xicos que afecta a las personas, por el gran nlimero de dafios que
provoca en los seres humanos. El tabaquismo no solo contamina el
interior de nuestro organismo, sino tambien nuestro media ambiente, ya que los llamados fumadores pasivos, respiran el aire que
ha sido contaminado por un fumador ubicado en su entomo inmediato; de modo que constituye una via de contaminaci6n del ambiente y se le considera una forma mas de estres ambiental
El humo del cigarro contiene un enorme nlimero de RL y ademas
6xido nft:ri.co,que es capaz de reaccionar con el 02 y generar di6xido
de nitr6geno, sustancia muy reactiva y capaz de producir distintos
tipos de RL, entre ellos el agresivo hidroxilo (OH·). Este radical
(OH), junto con los peroxinitritos y peroxinitratos formados durante
la combustion del cigarro, tienen un gran efecto nocivo para el pulm6n,
pues inhiben la enzima alfa-1-antitripsina (a 1A1), que a su vez, es un
potente inhibidor de las proteasas, principalmente la que degtada la
elastina del pulm6n (elastasa). La pe.rdida deinhibici6n de las proteasas,
en especialla elastasa, trae como consecuencia que estas queden sin
control en su actividad y degraden la elastina del tejido pulmonar, con
el congjguiente dafio al6rgano. Esci demostrado tambi6l, que el OH
y otros RL favorecen la acumulaci6n de neutr6filos en el pulm6n
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
23
que, activados, generan nuevos RL y provocan un dafio tisular
adicional. El resultado final de todo este proceso radicilico, oxidativo
y desttuctivo contribuye a la aparici6n del enfisema pulmonar.
La contaminaci6n ambiental es un factor e:x6geno de producci6n de RL y entre ellos el habito de fumar, constituye una manera
de contaminar el aire, tanto el que respira el fumador, como los que
le rodean. Por tanto, se puede considerar no solo como un habito
t6xico, sino como un verdadero factor de estres ambiental.
El doctor H. Mahler, quien fuera director de la Orga.nizaci6n
Mundial de la Salud (OMS), hace ya algunos afios, en un mensaje
dirigido ala comunidad internacional con el tftulo ''Tabaco o Salud,
elija", expresa:
El Mbito de fumar es probablemente la principal causa de
mala salud en todo el mundo.
El aumento que se registra actualmente en el consumo de tabaco
amenaza sobre todo a los habitantes en los paises en desarrollo;
es de temer que en estos paises, el habito de fumar se convierte
en un proximo futuro, en uno de los principales riesgos para la
salud, por lo que es preciso desplegar esfuerzos para fortalecer
los programas educativos, dirigidos a los adolescentes. Con
el fin de reducir el habito de fumar, la OMS ha elegido este
asunto como tema a tratar de forma permanente. Ha quedado
claramente demosttado, que el habito de fumar aumenta el
riesgo de cancer de pulm6n, de cardiopatfa y de infecciones
respiratorias de todo tipo.
En la atenci6n primaria de la salud, se hace hincapie en la necesidad de que cada individuo asuma mayor responsabilidad
respecto a su propia salud y la de su familia, dentro de la comunidad, encaminada a lograr que se fume menos y sobre todo
evitar que el habito se difunda entre los niii.os y los adolescentes.
24
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Henuindez
Radiaciones ionizantes:La radiaci6n ionizante puede llegarnos proveniente de la atmosfera, de la radioterapia o del radiodiagn6stico.
AI entrar al organisma es absorbida por el 0 y a partir de ese
momenta, se producen una serie de reacciones que generan, en
apenas varios nanosegundos (milmillonesima parte de un segundo),
un nUrn.ero de compuestos, entre ellos algunos RL o ERO.
Radiaci6n
Fig. 9 Formaci6n de hidroxilos, per6:xido de hidr6geno y super6xidos.
Como se observa en la figura 9, se forman hidroxilos, per6xido
de hidr6geno y super6xidos, que en las cantidades adecuadas tienen
la capacidad de desttuir las celulas tumorales, una de las mas importantes aplicaciones medicas de la acci6n de los RL. Pero como se sabe,
los tratamientos con radiaciones tienen efectos adversos muy desagradables para los pacientes, pues estas tambien pueden dafiar celulas normales. Es por eso que debemos estar muy conscientes de
no abusar de los medias diagn6sticos ionizantes como las radiografias, fluoroscopias y tomografias computarizadas, que tienen muy
bien definidas sus indicaciones, para evitar consecuencias negativas
al paciente, por un uso irracional y desmedido del media diagn6stico
ionizante, como desafortunadamente ocurre en no pocas ocasiones.
Metabolismo de tOxicos, medicamentosy otros X81JObioticos::m metabolismo
de drogas, farmacos, t6xicos y otras sustancias ex6genas (xenobi6ticas)
es una fuente de gran importancia en la generaci6n de EROs. En el
proceso catab6lico de estos productos intervienen un sinnU.mero de
enzimas oxidasas, pero la producci6n de EROs se debe a la actividad
de oxigenasas asociadas a protefnas con grupos hemo (que contienen
hierro), y que presentan propiedades de oxidaci6n-teducci6n (redox)
Uni.cas, que les permiten tealizar sus variadas funciones metab6licas. Se
les conoce como citocromos P-450 (cit P-450).
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
25
La oxidaci6n de un xenobi6tico por este sistema de oxigenasas,
con el cit P-450 requiere del oxfgeno molecular ademas de otras
enzimas, pero el efecto neto de la reacci6n es la adici6n de un atomo de
oxfgeno molecular al xenobi6tico, para formar un radical hidroxilo
(OH) de alta reactividad radicilica. E1 otto atomo del oxigeno forma
agua, sin consecuencias dafiinas, sin embargo, en este mecanismo de
eliminaci6n del xenobi6tico puede ocurrir daiio al organismo,
dependiendo de la naturaleza quimica del t6xico, medicamento o
droga, de su dosis o de la particular sensibilidad de cada persona al
xenobi6tico, debido a Ia generaci6n de metabolitos intermediarios
de cacicter radicalico y en extrema reactivos.
Un ejemplo clasico es el catabolismo del tettacloruro de carbono
(CC14), que produce una especie radicalica de muy elevada
reactividad y daiia gravemente las membranas celulares. Otto caso
es el metabolismo hepatica del Pa.racetamoL analgesico muy usado que
genera estres oxidativo, cuando es consumido en altas dosis (Fig. 10).
Paracetamol
/ (Acetaminofeno) "'.,
Dosis terapeuticas
Dosis elevadas
(adecuadas)
(inadecuadas)
normales
+
+
Reacciones metab61icas
+
s con producci6n de RL
Reacciones metabOlicas
exagerada
NO TOXICIDAD
+
ESTRES OXIDATIVO
DA:&O CELULAR
Fig.10 Genemci6n de radicales libres, aumento de EO y daiio celular
por ingestion de dosis elevadas de Paracetamol
26
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Son muchos los medicamentos que de ser consumidos en dosis
inadecuadas, pueden generar la producci6n incontrolada de EROs,
aumentan el EO y dafian de forma severa al organismo, como la
famosa ciprofloxacina y las no menos famosas cefalosporinas, las
fenotiacinas,la nitrofurantoina, y asf un listado inacabable. Aquf tiene otra poderosa raz6n para que nunca se automedique y solo use
los medicamentos que le sean indicados por su medico y en ''la
dosis exacta",como nos recuerda en el excelente programa televisivo
el doctor]ulian Perez Pefta.
Por su importancia medica y social, se haci. enfasis en el tema del
alcohol, considerado una bebida t6xica y por ello una sustancia
xenobi6tica, que requiere de un intenso metabolismo para ser eliminada del organismo.
La transformaci6n del alcohol en el organismo es responsable
directa de la mayor parte de sus efectos t6xicos e incluye varias
reacciones de oxidaci6n donde intervienen enzimas asociadas al ya
mencionado sistema oxidasa del citocromo P-450 y otras oxidasas,
todas ellas generadoras de radicales libres y del daiio sabre las membranas celulares, proceso que se denomina oxidaci6n peroxidica de
lipidos (OPL) de las membranas. En apartados anteriores se ha
hecho referenda a la peroxidaci6n de lipidos (POL); este rermino
tambien se re:fiere al daiio oxidativo sabre los lipidos o grasas por
los radicales libres.
Otto efecto t6xico del alcohol, estli mediado por lesiones en las
mitocondrias con disminuci6n del uso de oxigen.o y cafda dcistica
de la producci6n de adenosfn trifosfato o ATP (forma de almacenar
la energia del cuerpo), tambien ocurre un agotamiento del glutati6n
reducido (GSH), que es un antioxidante natural protector del efecto
de los RL y como consecuencia de esta serie de eventos metab6licos,
ocurre una hipoxia (falta de oxigen.o) en los tejidos con el consiguiente
aumento de ERO. Se suma a los efectos del alcohol, que la inducci6n
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
27
del sistema cit P-450 puede potenciar Ia activaci6n de sustancias
cancerigenas presentes en el individuo y pudiera estar involucrado
en Ia disminuci6n de los mecanismos reparadores del ADN,daiiados
por las ERO. Por estas y otras razones (que se vecin mas adelante), el
alcohol parece tener una incidencia notable en algunos tipos de cinceres.
Papel fisio16gico de los radicales libres
Se ha puesto enfasis en el papel dafiino de los RL o ERO, aunque
en varias oportunidades se han citado algunas funciones fisiol6gicas
importantes, realizadas por ellos: En primer lugar, el metabolismo
de Ia cadena respiratoria, donde a traves del transporte electr6nico, se
genera un potencial que garantiza Ia producci6n de Ia energia que nos
permite mantener Ia vida. Mediante Ia sintesis del adenosin trifosfato
(ATP).
Una funci6n muy importante de los RL o EROs es Ia ya mencionada fagocitosis de microorganismos pat6genos. En este caso
celulas fagocitarias como los macr6fagos y los neutr6filos (tambien
conocidos como polimorfonucleares), en condiciones de agresi6n
bacteriana, por ejemplo, se activan, mediante mUltiples reacciones
quimicas en que participan oxidasas y super6xidodismutasas (SOD)
que generan ERO del tipo super6xidos (02 ), per6xido de hidr6geno
(1\0;; y tambien una enzima muy especifica llamada mieloperoxidasa (MPO), que produce una especie reactiva muy potente, el acido
hipocloroso (HOO). Aqui los RL o ERO tienen un papel defensivo
del organismo al destruir microorganismos invasores que pueden
causar enfermedades graves.
Otto papel en la fisiologia del organismo en que participan los
RL, es en Ia destoxificaci6n de xenobi6ticos, con la intervenci6n
de sistemas enzimaticos (como el del citocromo P-450), caracterfstico de las reacciones en que participan intermediarios radicilicos,
siendo aquf muy importante Ia naturaleza qufmica del xenobi6tico, Ia
28
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
dosis y el tiempo de exposicion al mismo, para que los RL generados no ocasionen dafios al organismo.
La cascada del :icido araquidonico (AA) es otto gran mecanismo
bioqufmico. Este se deriva del acido linoleico (uno de los acidos
grasos esenciales no producidos en nuestro cuerpo), que se debe
ingerir a diario en la dieta. Del acido araquidonico (AA) se derivan
dos vias enzirruiticas de las que se forman una variedad de sustancias
con potente actividad biologica (prostaglandinas, prostaciclinas,
leucotrienos, entre otras) de naturaleza hormonal, reguladoras o
moduladoras de otros procesos fisiopatologicos como la tension
arterial, el dolor, la fiebre, inflamacion, la degradacion de las grasas,
estimulacion de celulas fagocitarias contra microorganismos
patogenos y hasta el parto.Tambien los radicales libres part:icipan en
los mecanismos fi.siologicos de la ovulacion y de la fertilizacion
espermatica.
Por Ultimo, es necesario comentar otto fenomeno fisiologico
muy importante, que es la seiializacion intracelular. Cada dia hay
mas evidencias de que las ERO, en especial el superoxido (0 2 ) y el
peroxido de hidrogeno (H2 0part:icipan en la sefializacion de las
celulas vasculares.Otra gran contribucion de que las ERO juegan un
papel critico, no solo en la respuesta inflamatoria y en el daiio tisular,
sino que tambien regulan la ttansduccion de seiiales intracelulares,
fue el descubrimiento del radicallibre oxido nitrico (NO), responsable de la relajacion del musculo liso de los vasos sanguineos, por
tanto, mediador del flujo sanguineo y regulador de la tension arterial.
Toxicidad de los radicales libres.
La paradoja del oxigeno
E1 oxfgeno molecular (0no estaba presente en los inicios del
desarrollo de la vida en la Tierra. En esta etapa, hace billones de afios,
no existia 02 en la atmosfera terrestre y los primeros seres vivos eran
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
29
a.naerobios (no utilizaban d 02 para 1a producci6n de enetgia). Cuando
aparecieron las primeras algas con capacidad fotosintetica comenz6 a
aparecer d 02 end aire, en cantidades ctecientes. Su surgimiento cte6
un ambiente oxidante con concentraciones de 0 2 devadas, pero al
mismo tiempo permiti6 d desarrollo de organismos de mayor complejidad, que podian utilizarlo para obtener energ{a de una manera
mas eficiente (seres aerobios), y aunque d 95% dd 0 2 consumido es
reducido por completo a }\0, una pequeiia cantidad, cercana al 5%
es convertida en especies reducidas parcialmente que se conocen como
radicales libres (RL) o especies reactivas de oxfgeno (EROs), que son
muy t6xicas, tanto como para destruir las propias celulas. Tal situaci6n
(paradoja dd oxfgeno), oblig6 al desarrollo de sistemas para proteger
al ser vivo dd dafio oxidativo de las EROs y aparecieron las rutas
metab6licas encargadas de eliminar d efecto t:Oxico dd 02 y sus especies
reactivas semi-reducidas, es decir, los sistemas antioxidantes (AO).
Es justo destacar que ya en 1775,Joseph Prisdey, descubridor de
la molecula de oxfgeno (OJ, sugiri6 que podria ser t6xico para las
celulas. Otto momenta importante en 1a cronolog{a de los estudios
sabre toxicidad dd oxfgeno, fue es 1954; cuando 1a doctora argentina Rebeca Gershman, apunt6 que todos los organismos aerobios
estan sujetos a 1a producci6n de subproductos t6xicos, a los que
llam6 mdicaJes libres; y adem:is determin6 que eran derivados dd oxfgeno, con orbitales impareados y podrian generar enfermedades. La
doctora Gershman, result6 pionera en este tetteno, cuando su articulo fue publicado por la revista Science, donde establece tres postulados basicos.
1. Los RL constituyen un mecanismo com1ln de daiio, cuando
los animales son sometidos a altas presiones de ox!geno y a
radiaciones ionizantes.
2.El desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes produce efectos
t6xicos.
30
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
3. La pt:oducci6n de RL es un fen6meno continuo con implicaciones en el envejecimiento y Ia. carcinogenesis.
Posteriomente, en 1969, los investigadores McCord y Fridovich,
descubren la enzima super6xido dismutasa (SOD), que tiene Ia. capacidad de neuttalizar o disminuir los efectos t6:xicos de los RL.
Este descubrimiento demostr6 que todos los organismos aerobios,
pueden sobrevivir porque poseen mecanismos antioxidantes de
defensa contra los RL o ERO.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
31
II
FORMACI6N INCONTROLADA DE
RADICALES UBRES Y SUS CONSECUENCIAS
Concepto de oxidaci6n-reducci6n.
Sistema redox
Los conceptos de oxidaci6n y reducci6n han sido considerados, a
traves del desarrollo de la Quimica, en funci6n de aspectos distintos,
aunque siempre correlacionados. Aqui se utiliza el punto de vista
electr6nico, que considera toda reacci6n de oxidaci6n-reducci6n,
aquellas donde hay transferencia total o parcial de electrones entre
sustancias (atomos, iones o moleculas). Se puede decir que:
Oxidaci6n: Es la perdida total o parcial de electrones, por un
atomo, ion o molecula (puede ir acompafiado de oxigenaci6n o
de deshidrogenaci6n).
Reducci6n: Es la ganancia o captaci6n total o parcial de electrones,
por un atomo, i6n 0 molecula (puede ir acompafiado de oxigenaci6n ode deshidrogenaci6n).
Toda reacci6n de oxidaci6n-reducci6n conlleva una transferencia
reciproca de electrones entre las sustancias que participan; para que
pueda haber perdida de electrones por una, es imprescindible que los
capte la otra. Esto significa que no puede haber oxidaci6n sin reducci6n. A toda oxidaci6n se asocia una reducci6n y viceversa; de ahi la
denominaci6n de redox y que surjan dos conceptos bien importantes.
32
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Agente oxidante ----+ capta electrones (se reduce).
Agente reductor ----+ cede electrones (se o:xida).
Sistemas de oxidaci6n-reducci6n
La actividad de los fen6menos de oxidaci6n-reducci6n es de una
importancia tal, que la mayor parte de la energia que hace posible
los eventos biol6gicos, deriva de los sistemas redox presentes en las
caulas.
Enla materia viva se efectUan. mUltiples etapas de oxidaci6n-reduc-
ci6n dentro de las llamadas oxidaciones biol6gicas, que constituyen
un conjunto de reacciones desarrolladas de forma gradual, organizadas, a temperatura fisiol6gica (37°q, a partir de las cuales se van
liberando, pequelias cantidades de energia, una parte de la cual es
aprovechada pot el organismo en forma quimica. Este es el caso
del adenos!n-trifosfato (ATP), formado en la cadena respirato.r:ia,
que es el principal sistema de oxidaci6n-reducci6n de la celula y
donde se genera la mayor cantidad del mismo. Esta molecula nos
permite la vida, pensar, soiiar, hablar, reir, caminar; en fin, todo lo
que hacemos cada dia.
En d curso de estas reacciones tan necesarias, como la ya mencionada cadena respiratoria y otras que ocurren en nuestro cuerpo,se
forman sustancias o especies quimicas que, en exceso, pueden convertirse en verdaderos agentes oxidantes y de no ser neutralizados
por el organismo, provocan mucho daiio a las celulas y 6rganos,
comprometiendo nuestra salud.
Formaci6n de radicales libres
en sistemas redox biol6gicos
En todos los sistemas de oxidaci6n-reducci6n hay transferencia
de dectrones yen la mayoria de los casas, intetcambio de energfa; pot
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
33
ejemplo,la actividad del ttansporte electr6nico que ocurre en la membrana intema de la mitocondriJa, conocido como cadena respiratoria.
En estas reacciones, mediante la t:educci6n completa del oxigeno
molecular que respiramos, se producen compuestos ricos en energfa:
adenosin-trifosfato (ATP), formado en un proceso de sintesis
llamado fosforilaci6n o:xidativa. Este sistema de la cadena respiratoria
en la mitocondria, es uno de los mejores ejemplos de redox biol6gico,
y en eJ. --como en otros-- se forman RL o ERO.
Importancia de la reducci6n completa del oxfgeno
En el sistema redox de la cadena respiratoria, es muy importante la
reducci6n completa del oxfgeno, SegUn el siguiente esquema general:
Oxidaci6n
de sustratos
(nutrientes)
02
---
Oxigeno molecular
estable
Reducci6n
del oxfgeno
-
-
.....
C02 + H,_O
Formas reducidas
estables
Fig. 11 Reducci6n completa del oxfgeno.
Awnento incontrolado de radicales libres
y oxidaci6n de los tejidos
El 100% del oxfgeno molecular no sufre la reducci6n completa,
solo cerca del95%, elresto se convierte en especies no reducidas en
su totalidad, que son los RL o EROs, ya conocidas como
super6:xidos (02-"); per6:xido de hidt:6geno (H20J y el hidt:o:xilo
(OH-), que son neuttalizados con rapidez por los sistemas de defensa
34
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
AO ya mencionados. Si la defensa falla, se produce un aumento incontrolado de radicales libres;estos se convie.tten entonces en un
ejerdto de agentes oxida.ntes que atacan los tejidos y daiian por
oxi.daci6n, sus p.rincipales componentes:IIpidos, prot:.clnas y acidos
nucleicos, sobre todo al ADN.
Redox biol6gico
f
f
RL.o ERO
Dano celular oxidativo sobre
f
lupidos IIProteinas IIADN I
F.ig.Ul.os RL 0 ERO rormados en procesos de redox no CO.Ilttolado
provocan cWio oxidativo en llpidos, protclnas y ADN.
Mecanismos moleculares del dailo o:xidati.vo
La mayotia de las biomoleculas (lipidos) prote£nas) ADN)
catbohidratos), que forman los componentes cdulates, son suscepti.bles de recibir d .impacto de los RL o ERO, provocando d llamado
daiio o:xidativo. En la actualidad se conocen decenas de enfetmedades
o estados fisiopatol6gicos relacionados de alguna. manera con el EO
por RL y existe una. fuerte controversia sobre si el EO es Ia causa o la
consecuencia de las enfermedades. Tambien es fuente de polemi.ca si
Ia terapia con anti.oxi.dantes puede preveni.t, modifi.car de forma
favorable la evoluci6n de1a enfermedad o basta curarla. Al momento
de escti.bir estas lfneas no hay respuestas definidas de las dudas de los
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
35
investigadores, pero lo cierto es que las evidencias del vfnculo EO y
enfermedades, y AO y terapeutica, crece dia a dia. Un ejemplo del gran
interes en el tema es el nUm.eto de artfculos cientfficos recopilados por
las revistas especializadas Medicine,Excerpta Medica y Ltft Scimde.
En el aiio 1992, reunieron cerca de cinco milartfculos sabre el tema
de RL y en 2002, casi veinte mil. En la actualidad, el nfunero de publicaciones anuales es mucho mayor y cada vez mas relacionados con
enfermedades de diferentes causas. No se debe perder de vista, la idea
de que el EO, sea la base biomolecular de un mecanismo etiopatogeruco
sencillo, Unico y universal, que exprese causa y consecuencia del aumento de entropia (del desorden molecular) en un sistema viviente. No
olvidemos que hasta en el in£nito y misterioso milagro del universo
reina la sencillez.
Dafio oxid.ativo a los Hpidos: peroxidaci6n lipidica (POL)
Debido a la falta de un electron en su orbital externo, la molecula
de RL, tiene una alta inestabilidad y por ello tambien una elevada
reactividad, y al colisionar con una biomolc cula le susttaen ("le
arrebatan'') un electron oxidandola. La biomolecula en cuestion
pierde su funcion especlfica, en la celula o Uquido org:inico. Si se
ttata de los Upidos que forman parte de la membrana celular, la
peroxidacion lipidica (POL) provoca, a partir del ataque de los
RL, una reaccion en cadena que ira desarticulando la integridad
estructural y funcional de los lipidos que forman esta estructura,
originando alteraciones irreversibles de la permeabilidad en las
mismas, que traen como consecuencia alteraciones tambien irreversibles de las funciones celulares, hasta la propia muerte de la celula.
Durante este proceso de peroxidaci6n de los lipidos (POL), se
forman compuestos t6xicos, como los hidroper6xidos. Uno de estos
compuestos formados durante el dafio oxidative de los lipidos celulares, se conoce como malonildialdehfdo (MDA), cuya determinacion
36
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
en sangre,plasma, orina y tejidos, es uno de los pacimettos para evaluar
el estado de estres oxidative en un paciente.
Daiio oxidativo a proteinas
Las protefnas cumplen numerosas y muy impottantes funciones en
el organismo. Las miles de enzimas que regulan el metabolismo celular
son proteinas, tambien lo son moleculas estructurales del cuerpo,
ttansportadores i6nicos de las membranas y de sustancias en la
sangre, receptores y mensajeros. En la siguiente tabla se exponen
algunos ejemplos de su diversidad funcional.
Tabla 2 Tipos de proteinas y sus funciones
lripo de proteina y ejemplo
Proteinas enzimaticas
Otocromos
Prots esttuctutales
Coli2eno
Proteinas conttictiles
Actina y miosina
Proteinas tt:msportadonts
HemoJ!)ohlna
Proteinas protectoras
unoglobulin2S (anticuerpos)
11'rote1nas de reserva
Ferritina
Proteinas hormonales
Insulina
Funcion
Transfiere electrones.
Fomum tejido conectivo fibrosa
lhuesos tendones cartlhuros).
Participan en Ia funci6n de los musculos.
Transporta oxfgeno.
Desttuyen protefnas ext:tai'ias al otganismo
y g6:menes agtesores.
JUmace= y es reserva de tuerra.
Regula el metabolismo de Ia glucosa
Es comprensible la magnitud que puede tener para nuestro
organismo el ataque radicalico de ERO a estas biomolc culas y sus
consecuencias. Los RL son capaces de oxidar las proteinas, dafiando
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
37
partes importantes de su esttuctura. Como resultado del ataque de
las ERO se producen enttecruzamientos y fragmentaci6n de sus
componentes y pierden su funci6n biol6gica. A continuaci6n un
resumen de las consecuendas bioquim.icas por las alteraciones
oxidativas por radicales libres en las protefnas:
. Perdida de la funci6n de enzimas, protefnas esttucturales, receptoras y de transporte.
. Alteraci6n de la funci6n de enzimas que reparan el ADN.
. Perdida de la capacidad de las enzimas para replicar el ADN.
. Modificaci6n de la transcripci6n genetica y aparici6n de mutaciones.
. Aumento de la inmunogenicidad del organismo, como resultado
de la formaci6n de nuevas sustancias (antfgenos) que estimulan
la respuesta inmunitaria (anticuerpos)•
. Estimulo de agregaci6n de proteinas, como es el caso de la
formaci6n de la sustancia B-amiloide en el cerebra, asociada
a la enfermedad de Alzheimer.
Dafto oxidativo al ADN
Otta de las biomoleculas que es dafiada por los RL o ERO es el
acido desoxirribonucleico (ADN), que es la molecula que guarda la
informacion genetica de cada individuo. El ADN estli constituido
por una doble cadena de polinucle6tidos, formados por una base
nitrogenada, un azU.car y un grupo fosfato, enlazados y fonnando la
doble cadena, conocida como doble helice (Fig. 13).
Por el descubrimiento de esta esttuctura del ADN, que le clio
un ttemendo impulso al desarrollo de la biologfa y la medicina, les
fue enttegado el Premia Nobel a los dentfficos James Watson y
Francis Crick.
Cualquiera de los componentes del ADN pueden ser atacados por
e1 radical hidroxilo (OH) y otras ERO capaces de provocar serias
alteraciones oxidativas a la molecula de ADN.
38
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
----
Cadena de az6c:a.tee
Fig.U Modelo de doble aden.a o doble hCii.ce del AND
propuesto por Wat10n y U:ick. en 1953.
Ejemplos de daiio oxidativo al ADN:
. P.rovocar alteraciones esttucturales del ADN, que ocasio.nao.
mutaciones geneticas.
. Producir Ia pe.rdida de la expresi.6n normal de un gen especffico,
dando Iugar a la sfntesis de una proteiru. anormal, aberrada, y su
funci6n alterada o pe.rdida.
. Contribuir al desarrollo del cancer, po.r la mutaci6n del gen
supreso.r de tumo.res p53 (que produce una p.rotefna, la p53 que
ci!cula en Ia sangre y vigila y elimina celulas cancerosas) y por el
daiio oxidativo a e.nzimas que .teparan alteraciones al ADN, entre
ottos mecani.smos.
En resumen, el daiio oxidativo al ADN, produce moclifiaciones
esttucturales en la biomol.ecula, que provoca mutadones, favotece
Ia carcinogenesis y la perdida de exp.resi6n a genes especlficos, con
Ia alteraci6n de Ia sfntesis normal de algunas protefnas.Los ataques
de RL o ERO a Ia moJ.ecula del ADN constituyen una de las prlncipales causas de riesgo del desarrollo del cancer. (Fig. 14).
Estres oxidativo y radicales libl'esl,amigos o enemigos? 39
mwm
\W
3)
5
\2'-s
3
ADNNORMAL
ADN DANADO
MECANISMO DE REPARACI6N DEL ADN
FUNCION6 /
'N FUNCION6
ADN reparado
ADN daiiado
Alteraciones metab61icas
funcionales y crecimiento
/ anormal
"
ENVEJECIMIENTO CANCER ENFERMEDAD
F.ig.l4 Prindpalcs C011SeCUcnc::in del ataquc de12s ER.O a! ADN
(tomado de Bakm YJ
IJ/: 1almly mji'I'IIINid)
Efecto de radi.cales libres sobre
el metabolismo energCtico
Hasta aqu£ hemos visto que el EO por RL puede afectar muchas
funciones celulares. Una de elias es el meta.bolismo energitico, pues
varias ERO, oomo el 6xido nftrioo (NO) y el per6xido de bidr6gen.o
(:(\0),provocanaheraciones esttu.cturales y funcionalesque.inacti.van
algunas enzimas de !a gluc6lisis, el ciclo de Krebs y Ia cadena respiratnri2;rums meta.b6lia.s muyvinculadas alageneraci6n de ATP. Estos
efectos inhibidores de Ia produccion de enetgfa por accion de ERO,
pueden ocasionar hasta.la muerte celular (Fig 15).
40
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
Dieta
'
Glucosa
J
Glic61isis
'
(lnactivan) """
I
J
Cadena respiratoria
Produceion
I
'
I I
ATP
( ENERGiA)
Fie- 15 Esquema que represeata c6mo pueden las ERO afecw las rutas
metab61icas produ.ctotas de energfa.
Determinaci6n del grado de oxidaci6n y la capacidad
antioxidante del organismo
Identificar y medir los RL y las ERO que oxidan los tejidos y
pueden participar en la aparici6n de enfermedades, es en exttemo
complejo, po.r d tiempo de vida media {t%.) tan cotta que ti.enen
esta.s especies y por su elevada reactividad. Esto h.ace dificil obtener
ev:i.clencias directas del papel de las ERO en muchas enfermedades,
es po.r eso que aUn, a pesar de su presencia y pa.rticipaci6n comp.robada, se manti.ene Ia controversia sobte si los RL o ERO son e1.
origen o la consecuencia de la enfermedad. Por tanto, para el estudio
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
41
de los daiios que originan las ERO, es necesario conta.r con metodos
analiticos que permitan medir detenninadas sustancias o moleculas
(biomarcadores) que ayuden a conocer, monitorea.r y definir la participaci6n de los RL y ERO, en la patogenesis de las enfermedades, asi
como en el papel que pudieran tener asimismo los antioxidantes, como
parte de la terapeU.tica y la prevenci6n de las mismas. Es comprensible
que no se cuenta con un biomarcador ideal que de forma efectiva y
directa nos informe del estado oxidat:ivo de una persona, ni siquiera se
sabe bien cuaJ. debiera ser ese estado oxidat:ivo "normal'', o por el
cont:rnrio el estado ant:ioxidante "normal" de un ser humano. No obstante existen en el mercado pruebas o ensayos de laboratorio para tales
fines,con mayor o menor eficacia. En nuestro pais son varios los lugares
donde se pueden hacer mediciones de marcadores de esttes oxidat:ivo.
Una parte de estos marcadores se basa en la medici6n o determinacion
de los productos o especies generadas por el daiio radicilico a los
componentes celulares afectados. Asi habra marcadores de EO generados por el daiio a los lipidos, a las protefnas y a los acidos nucleicos
(ADN) y carbohidratos.
Tambien son biomarcadores del EO, determinar la actividad de
enzimas AO, como SOD, CAT, GPx y ottas moleculas de cacictet AO,
como el glutat:ion, ademas de la dosificaci6n de vitaminas AO, como
vitaminas C y E, y ottas sustanciasAO como los B-carotenos,licopenos,
flavonoides, etcetera. Como puede apreciarse,el nUn1ero de pacimetros
posibles de medir para evaluar este estado de EO es amplio, por tanto,
se haci una referenda breve a algunos de los mas empleados en los
estudios sabre EO y enfermedades.
Marcadores del daiio a lfpidos (grasas)
El ataque por RL o EROs a los lfpidos puede ocurrir sabre los
lfpidos componentes de las membranas celulares, principalmente
fosfolfpidos y addos grasos polinsaturados (AGPI), tambien
42
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
sobre los lipidos circulantes en la sangre, unidos a las protefnas,
denominados lipoprotdruas, que segU.n su densidad son de tres tipos.
. De alta densidad o HDL (Hight Density Lipoprotein).
. De baja densidad o LDL (Low Density Lipoprotein).
. De muy baja densidad o VLDL (Very Low Density Lipoprotein).
Las HDL son un factor de protecci6n de las arterias y contrario
al aumento de las LDL y las VLDL, son factores de riesgo para la
aterosclerosis.
El principal mecanismo oxidativo de las ERO sabre los lipidos es
la peroxida.ci6n lipfdica o POL. Esto transcurre en forma de reacciones en cadena en esos lipidos que forman parte de las membranas
celulares. A su vez, se van formando una gran cantidad de productos
de degradaci6n, la mayor!a de ellos tambien con propiedades
radicilicas, que propagan a traves de la membrana, el dafio oxidativo
(POL) hasta ser atenuado o detenido por los mecanismos AO y de
no ser asf y mantenerse la peroxidaci6n de los lipidos de las membranas, se produce la muerte celular.
Las sustancias derivadas de la POL, sabre todo contra los AGPI
de membrana, que tienen utilidad como marcadores, son varios, pero
el indicador de la POL .rruis utilizado es el malonildialdehido (MDA),
que tiene, sabre otros, la ventaja de ser determinado mediante un
procedimiento analitico sencillo. El resultado del metoda es bien clara: altas concentraciones de MDA (como ocutre en los fumadores),
gjgnifica destrucci6n de membranas celulares por los radicales libres y
estres oxidativo aumentado, y determinaciones bajas de MDA es indicativa de baja intensidad de POL y bajo estado de EO.
Marcadores del dafi.o por ERO a las protefnas
Como se ha sefialado con anterioridad, la oxida.ci6n de protcinas
es importante potque afecta varias de sus funciones: enzitmiticas,
transportadoras, receptoras, etcetera; tambien pueden ser las protcinas
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
43
oxidadas, fuente de antfgenos que desencadenan la respuesta inmune,
daiiando de forma secundaria a otras biomoleculas.
Al jgual que en la oxidaci6n de los lipidos, son varios los productos resultantes dd dafio oxidativo a las protcinas:hidroper6xidos,
alcoholes, compuestos carbonilicos, etcetera. La determinacion de
los grupos carbonilo (C=O) resulta de interes porque la devaci6n
de estos se ha comprobado en algunas enfermedades de etipatogenia
no bien conocidas, como artritis reumatoidea, enfermedades de
Parkinson y Alzheimer, y tambien de la arteriosclerosis.
Los ataque de ERO sabre aminoacidos azufrados (metionina y
cisteina) o sabre aminoacidos con anillos fen6licos, llamados aromaticos (fenilalamina, tript6fano, tirosina) dan tambien productos muy
caracteristicos y pueden ser determinados por medias analiticos. Y
por Ultimo, uno de los principales marcadores de oxidaci6n de
protcinas, son los llamados productos de la oxidaci6n de proteinas
(POP). Estos son d resultado de procesos de agregaci6n, enttecruzamiento y fragmentaci6n de las proteinas debido a la oxidaci6n
por BRO. Su medici6n analitica en plasma sanguineo, es relativamente sencilla.
Marcadores del dafio a carbohidratos (azucares)
Entre los marcadores dd daiio oxidativo a los carbohidratos, se
hara referenda a dos de ellos. El primero ya es conocido, es un tipo
de aldehido generado por d ataque de RL sabre azucares simples,
se trata dd malonildialdehido (MDA), que se mide con facilidad en
cualquier laboratorio clfnico. En cuanto a ottos azucares de mayor
complejidad, despues de ser atacados por los RL, ocurren una serie
de reacciones complejas, dando lugar a sustancias muy nocivas denominadas productos finales de la glicosilaci6n avanzada (PFGA),
que solo se miden en laboratorios especializados. Son moleculas que
pueden interferir, obstaculizar y hasta daiiar funciones importantes
44
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
del organismo y ademas, potencian los mecanismos inflamatorios
presentes en padecimientos cr6nicos.
En enfermedades degenerati.vas del sistema nervioso central
(SNC) yen pacientes diabeti.cos que no controlan de forma adecuada
el nivel de su arucar sangu{neo (hiperglucemias prolongadas), se han
detectado los PFGA elevados. Estos son determinantes en la aparici6n de las complicaciones en la diabetes mellitus, que pueden
evitarse con un buen control metab6lico de los azucares o
carbohidratos.
Marcadores del daiio oxidativo al ADN
Las alteraciones oxidativas que provocan los ataques radic:llicos a
la molecula del ADN, participan en muchos procesos patol6gicos y
sabre todo en los del envejecimiento y el cincer. De las innumerables
modificaciones posibles que pueden ocasionar los RL a la molecula de ADN, la alteraci6n principal y mas importante es la
hidroxilaci6n de la guanina (base nitrogenada) que da como resultado
la formaci6n de un producto con un alto potencial mutagenico (producir mutaciones), por ello, existen enzimas especfficas para reparar
este dafio oxidativo a1 ADN (enzimas reparadoras), pues conservar
su estructura nativa es muy importante y necesaria para evitar la
mutaci6n, la muerte celular 0 la transformaci6n maligna. Los metodos analiticos para medir este excelente marcador, tienen como ventaja, que ademas del ADN de tejidos se pueden utilizar muestras no
invasivas como es la orina del paciente, pero tienen como desventaja
que utilizan equipamiento de tecnologfa muy costosa, como la
cromatografla lfquida de alta presion (HPLC, siglas en ingles), en
laboratorios especializados.
Tambien son marcadores del balance redox o estado de la oxidaci6n-reducci6n en el organismo, las propias enzimas AO y los AO
llamados tambien de bajo peso molecular.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
45
Enzimas antioxidantes
Para las ya mencionadas enzimas AO, como Ia SOD, la CAT, Ia
GP:x (glutati6n peroxidasa) y la GR (glutati6n reductasa) existen diferentes metodos analfticos con los cuales se puede determinar su
actividad y considerar el estado mayor o menor de EO en un individuo. Si la acci6n de estas enzimas antioxidantes esci elevada, tambien
lo esci el estres oxidativo (EO) en el organismo.
Antioxidantes de bajo peso molecular
Es otra manera de llamarle a moleculas AO dichas anteriormente, pues se trata del acido asc6rbico (vitamina q, a-tocoferol
(vitamina E),glutati6n reducido (GSH),coenzima Q-10, carotenoides
(B-caroteno y licopeno) y acido Utica entre otms. Todas estas sustancias
pueden ser determinadas y medidas en tejidos y liquidos orginicos,
mediante procedimientos disponibles en laboratorios especializados.
Uno de los mayores anhelos en el campo de las investigaciones
sabre balance redox y estres oxidativo: la determinacion de la actividad antioxidante total (fAS, por sus siglas en ingles), para la cual se
han desarrollado muchos metodos de aruilisis con diferentes principios
metodol6gicos, se encuentm disponible en el mercado internacional
en un estuche con su juego de reactivos, fabricados en Irlanda.
Sin embargo, es conveniente aclarar que una buena parte de los
tmbajos sabre determinacion del EO en diferentes enfermedades, se
hacen con resultados validos, de unos pocos marcadores con metodos
relativamente sencillos y posibles de realizar en un buen laboratorio
clinico. Par ejemplo, se puede determinar el estado de la SOD, que de
estar elevada, significa que en el media (sangre o tejidos) existen altas
concentmciones de radical super6xido (02-"), lo que indica EO. Se
valora tambien la actividad de la catalasa (CA1) que degrada de inmediato el per6xido de hidr6geno (H 20formado por la SOD a
46
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
pa11ir de los 02-· (Fig. 16). La activida.d elevada. de la. CAT indica la.
exi.stencia de mucho 02 y a su vez de 02-· y estos resultados
estarlan mostrando a las claras un estado de EO aumentado en el
individuo.
tact de CAT
"
t [H 0 l--H 0
2
t POL-
2
2
t [·oHl-Upidos de las membrana::elulares-t [MOA]
Fig16 El aumento de actividad de las enzimas supex6xido desmutasa (SOD) y
catalasa (CAT) indica esttes oxidativo aumentado pot tadicale3 libtes o ERO.
Lo mismo indica elaumento de Ia conc:enttaci6n de MDA.
El otto pacimetto que se acostumbra medir, por ser un metod.o
analitico sencillo y eficientt; es el MDA (producto final de Ia oxidaci6npor RLde los lfpidos de membmnas celulares y los carbohidratos),
por lo que su dev:ada co:ncentraci6nen sangre,significatia la desttucci6.o.
de estos componentes celulares por e1 EO, por los RL o BRO.
Deahl que con estos excdentes marcadores se realizan buenos tra.bajos sobte EO y enfermedades.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
47
III
MECANISMOS DE DEFENSA ANTIOXIDANTE
La producci6n de RL o ERO ocurre en todas las celulas, en condiciones fisiol6gicas. En el caso de los leucocitos, estos los producen
para destruir elementos agresores como bacterias y virus; aqui son
beneficiosos al organismo, pero la mayoria de las veces este emplea
potentes mecanismos llamados sistema de antioxi.dantes (AO), para
evitar la producci6n incontrolada,la acumulaci6n excesiva de las BRO.
El sistema de antioxidantes
Halliwell define como antioxidantes, a toda sustancia que hallindose presente a bajas concetraciones, respecto a las de un sustrato
oxidable (biomolecula), retarda o previene la oxi.daci6n de dicho
sustrato. El sistema antioxidante protege a los tejidos de los efectos
ocasionados por los radicales libres y contiene tres grupos principales:
1. Antioxidantes primarios: previenen o evitan la formaci6n
de nuevas radicales libres. Esto lo consiguen convirtiendo
los RL existentes en moleculas menos perjudiciales, antes
de que puedan reaccionar, o evitando la formaci6n de RL
a partir de otras moleculas, por ejemplo:
. Super6xido dismutasa (SOD): convierte 02-·en per6xido de hidr6geno H2 02 •
. Glutati6n peroxidasa (GPx): convierte el per6xido de
hidr6geno y los per6xidos lipidicos en moleculas
inofensivas antes de que formen radicales libres.
48
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
. Protefnas de union a metales, por ejemplo: Ferritina,
limita la disponibilidad de Fe+2 necesaria para formar
el radical OH-.
2.Antioxidantes secundarios: Capturan los radicales libres
evitando las reacciones en cadena, ejemplo:vitamina E (alfatocoferol),vitamina c (ascorbato), betacaroteno, acido Urico,
bilirrubina y albUmina.
3.Antioxidantes terciarios:Reparan las biomoleculas dafiadas
por los radicales libres. Incluyen, por ejemplo, las enzimas
reparadoras de ADN.
Otra clasificaci6n de los antioxidantes los divide en: ex6genos
(vitamina E, C, betacaroteno, flavonoides, licopeno, etcetera),
end6genos (glutati6n, coenzima Q, entre otros), enzimas (super6xido
dismutasa (SOD), glutati6n peroxidasa (GPx), etcetera) y cofactores
(cobre, zinc, manganeso, selenio, etcetera).
Cualquier deficiencia en el sistema antioxidante provoca una
perdida de protecci6n de los tejidos frente al ataque de los radicales
libres y niveles anormales de enzimas antioxidantes GPx y SOD.
La reducci6n del estado de los antioxidantes totales, se ha visto
implicada en un grupo numeroso de enfermedades, incluyendo las
infecciones graves y procesos inflamatorios cr6nicos.
Mecanismos antioxidantes end6genos
En este grupo de antioxidantes se encuentran:
Enifmas AO: superoxido dismutasas (SOD), glutati6n peroxidasa
(GPx) y catalasa (CAT).Estas neutralizan, degradan o hacen menos
agresivas a las ERO que se producen en nuestro organismo.
AO Preventivos: secuestradores de minerales de transici6n como
el Fe y el Cu. Son ejemplos la ttansferrina, lactoferrina, ferritina,
ceruloplasmina, albUmina y haptoglobina que son proteinas que
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
49
circulan en la sangre y participan en el transporte, utilizaci6n y
almacenamiento del hierro y el cobre, que son iones que activan
sistemas formadores de RL, por lo que al fijarlos, estas protefnas
fun.cionan rnmbien como AO. Tambien el Fey el Cu integran como
cofactores algunas enzimas AO.
Sustandas endogenas con capacidad AO: el glutati6n, el urato y las
ubiquinonas (coenzima Q). E1 gl.utati6n es una molecula formada
por tres aminmicidos (tripeptido) y azufre, tiene la capacidad de
capturar RL y neutralizarlos, y rnmbiCn es un cofactor necesario para
la enzima AO gl.utati6n peroxidasa (GPx). En cuanto al urato (icido
Urico) presente en la sangre, tiene la propiedad de secuestrar Fe y
Cu, rnmbien reacciona con el acido hipodoroso y disminuye la
ox.idaci6n de los lipidos y las lipoproteinas sanguineas. De las
ubiquinonas presentes en las celulas, la de mayor capacidad AO, es
la ubiquinona-10, conocida como coenzima Q-10 (CoQ-10);
el tennino "ubiquinona" alude a su naturaleza qufmica ('quinona")
y a que se halla en todos los tejidos del cuerpo ('ubi"). La CoQ-10
participa en el transporte de electrones de la cadena respiratoria
celular; se plantea que protege de la oxidaci6n de lipidos (POL) en las
membranas yen las lipoprotefnas de baja densidad (LDL), y la oxidaci6n de estas es un factor propiciador de la ateroesclerosis. En la
actualidad existen evidencias de que nuestra capacidad de producci6n
de coenzima Q-10 (CoQ-10) disminuye con la edad, por lo que
esto pudiera estar relacionado con el envejecimiento.
Los sistemas AO
Entre las enzimas antioxidantes se encuentran las super6xido
dismutasas (SODs), catalasa (CA1), la glutati6n perox.idasa (GPx) y
gl.utati6n reductasa (GR).
Superoxido dismutasas (SODs): son un grupo de metaloenzimas
asociadas, en estructura y fun.ci6n con iones metilicos, como el Fe, el
50
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Zn,el Cu y el Mn. Estas constituyen el primer escalon de defensa AO;
escin presentes en los organismos aerobios y son esenciales para su
defensa contra 1a toxicidad de los metabolitos parcialmente reducidos
(RL o ERO), generados durante el proceso de reduccion del oxfgeno
molecular en la cadena respiratoria. Las SODs catalizan la conversion del radical super6xido (02-' ) en peroxido de hidrogeno (H20
y oxigeno (0molecular en una de las reacciones enzimaticas mas
rapidas que se conocen.
Fue1a primera enzima de 1a cual se supo, actuaba sobre un radical
libre y su descubrimiento, en 1969, por McCord y Fridovich, constituyo una prueba de1a existencia de los RL en los organi.smos vivos.AI
mismo tiempo, inicio un nuevo campo de investigaci6n que debfa
considerar al oxfgeno,1a molecula que hizo posible 1a vida sobre la
Tierra, tambien como un elemento de elevada toxicidad y peligroso
para la propia vida que origino. A esto se le ha denominado 1a paradoja del o:xigeno, como se ha manifestado con aterioridad.
Catalasa: fue obtenida en forma cristalina a partir de higado bovina por Summery Dounce, en 1937; es una de las enzimas mas
abundantes y eficientes en la naturaleza y de las mas ampliamente
distribuidas en el organismo. La CAT esta involucrada en la descomposici6n protectora del 0 2 formado durante el metabolismo
celular, por radiaciones ionizantes y por la dismutacion o union de
radicales super6xidos (02 -'). Es tambien una enzima que participa
en la primera linea defensiva contra la accion oxidante por los RL
o ERO, que incluyen los ya mencionados dafios a lfpidos de
membranas celulares, proteinas y ADN. Estas agresiones oxidantes
favorecen procesos fisiopatologicos de enfermedades inflamatorias,
autoinmunes, carcinogenesis, enfermedades vasculares del corazon
y del cerebra y el envejecimiento.
Gbitation peroxidasa (GPx): es una enzima AO selenio dependiente
(necesita selenio para funcionar), que cataliza 1a reduccion del H 20 2y
otros compuestos radidlicos como los lipoper6xidos que son t6xicos
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
51
y ademas generan otros BRO. La GPx como parte del mecani.smo
de defensa AO, neutraliza estos RL reduciendolos, en presencia del
glutat:i6n reducido (GSH). Esta enzima fue enconttada por primera
vez en los eritrocitos bovinos, por Millis, en 1957; despues ha sido
ident:ificada en casi todos los tejidos de mamfferos y de ottas especies,
por lo que parece tener la GPx un cacicter universal
GIHtation redudasa (GRd): Esta enzima cataliza una reacci6n de
oxidaci6n-reducci6n muy importante en el organism<>, porque aporta
un compuesto muy necesario en los mecanismos de defensa AO en
las celulas, ademas, cataliza la reducci6n dd glutat:i6n oxidado
(GSSG) a glutat:i6n reducido (GSH) y part:icipa de inmediato en la
defensa AO, pues es utilizado por la enzima glutati6n peroxidasa
(GPx), en la diminaci6n del per6xido de hidr6geno H 20 2 y de
otros ERO, como los lipoper6xidos (L-OOH). Tambien es muy
util en la recuperaci6n de las vitaminas C y E despues que part:icipan
en la eliminaci6n de RL, en la destoxificaci6n de compuestos
xenobi6ticos, en el balance redox cdular, entre otros muchos mas
procesos metab61icos, por ello la GRd es una enzima de gran
ubicuidad y se ha encontrado en los tejidos y liquidos biol6gicos,
desde las plantas basta los humanos.
Antioxidantes ex6genos
Como su nombre indica, se trata de sustancias AO provenientes
del exterior (con la dieta), capaces de prevenir la formaci6n de RL
y neutralizar los ya formados o evitar una producci6n incontrolada,
excesiva, de RL o BRO. Entre estas sustancias AO estan varias vitaminas (A, C, E), pigmentos vegetales como los carotenoides, dos de
los cuales son muy importantes como AO:d B-caroteno y ellicopeno,
ottos compuestos ricos en d mundo vegetal, como los flavonoides,
aminoacidos azufrados (ciste!na ymet:ionina) y tambien minerales como
Zn, Cu, Mn y Se, entre otros.
52
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Acido ascorbico o vitllfllina C: a este acido conocido como vitamin a C se le considera uno de los mas importantes agentes
antioxidantes. Fue obtenido, cristalizado y purificado en 1932,
por los bioquimicos norteamericanos King y Waugh, a partir del
juga de limon. Una de las funciones fisiol6gicas mas importantes de
la vitamina C es la formaci6n y mantenimiento del colageno, que es
una protefna basica en la esttuctura de los tejidos del cuerpo. La
ausencia prolongada de vitamina C en la dieta, ocasiona una
enfermedad conocida como escorbuto. Dicha vitamina es el mas
potente AO de fase acuosa en los mamiferos y es ademas muy
importante para regenerar y reutilizar otto de los principales AO,
pero de la fase grasa de las cei.ulas, la vitamina E.
Vitamina E: con este nombre se agrupan un nUm.ero de sustancias
llamadas tocoferoles. De todos el mas abundante y activo es el alfatocoferol,cuya estructura le permite interactuar con los RL que atacan
los acidos grasos, que forman las membranas celulares y evitan la
reacci6n en cadena o propagaci6n del dafi.o ocasionado por los RL
o ERO,en estas estructura.La vitamina E fue descubierta por Evans
en 1922, en 1936la purific6 y sugiri6 el nombre de tocoferol, que es
derivado del griego Tocos y quiere decir nacimiento, porque habia
notado que su ausencia, en la dieta de ratas de experimentaci6n, afectaba notablemente la reproducci6n. La vitamina E (a-tocoferol) es
una molecula liposoluble, lo que le permite encontrarse en la parte
lipfdica. Su principal actividad biol6gica depende de sus propiedades AO, protegiendo a las membranas celulares de uno de los
principales dafios oxidativos por RL:la oxidaci6n peroxfdica de lipidos.
En este proceso, la vitamina E le enttega el electron que le falta al
radicallibre, neutralizandolo, pero ella misma se convierte entonces
en una forma radicilica, regenerada de inmediato con la participaci6n de la vitamina C y el glutati6n reducido (GSH). La vitamina
E (a-tocoferol) es tambien un eficiente inhibidor de sustancias
cancerfgenas como es el caso de las nitrosaminas.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
53
Carotenoides: entre los principales carotenos, escin dos muy abundantes en Ia naturaleza., en especial en los vegetales devivos colores:el
3-caroteno, de color anara.njado y ellicopeno de intenso color raja.
Una de las principales propiedades de los carotenos estlin muy relacionadas con Ia neutralizacion de lipoperoxidos, formas radic:ilicas
formadas durante Ia oxidacion de los lfpidos. La vitamina A (.B-caroteno) tambien de caracter liposoluble igual que la vitamina E,
participa lo mismo que ella, en bloquear Ia reaccion en cadena de las
membranas celulares. Una sola molecula de.B-caroteno puede amort:iguar alrededor de mil moleculas de radicales libres.
Flavonoides: este rermino agrupa un enorme grupo de metabolitos
presentes en las plantas. Una de sus funciones principales es protegerlas de Ia luz ultravioleta del sogeneradora de grandes cantidades
de RL. Los flavonoides tienen un potente efecto AO, par su capacidad de capturar y neutralizar los radicales libres y tambien par
sus propiedades quelantes (de union secuestradora) de metales que
favorecen o facilitan la formacion de RL, como los ya referidos
Fey Cu.
Minerales: algunos minerales que escin en el orga.nismo en bajas
concentraciones (oligoelementos) participan en forma destacada en
los mecanismos antioxidantes contra los RL o ERO. Algunos de
estos son zinc (Zn), cobre (Cu),hierro (Fe), manganeso (Mn) y selenio
(Se). Estos metales forman parte de la estructura de importantes
enzimas AO como los superoxidos dismutasas (SODs), ya comentadas; par esa razon a veces son denominados como metaloenzimas.
E:xiste una paradoja con los metales Cu-Zn, Fe-Mn pues en determinadas condiciones, pueden acelerar Ia formacion de RL y en otras,
forman parte de enzimas que tienen la funcion de eliminarlos. Otra
metaloenzima importante es Ia glutation peroxidasa, que tiene en su
estructura como cofactor el selenio, que es un microelemento esencial. En 1817, Berzelius le puso ese nombre al elemento en honor a
54
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Selene, la diosa de la luna. A1gunos investigadot:es considet:an que la
pobreza del selenio, en los suelos, puede influit: en la mayor incidencia
de enfermedades aterovasculares (infarto cardfaco y cerebral) y cancerosas, en atenci6n a que la disminuci6n del selenio en regiones
donde se han hecho estos estudios, han mostrado tener baja actividad
de la enzima glutati6n peroxidasa (GP:x) dependiente del selenio.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
55
IV
RADICALES LIBRES Y ENFERMEDADES
Papel mediador de los RL en los
dafi.os tisulares presentes en muchas enfermedades
Los RL se forman normalmente en nuestro organismo, pues
tienen funciones fisiol6gicas importantes, pero de ocurrir por cualquier raz6n que falle, d control sabre su concentraci6n, bien por
fallar los sistemas AO que los neutralizan, o eliminan; o por aumento
desmedido en procesos que los generan, se produce un desequilibrio o perdida del balance normal entre agentes oxidantes y
antioxidantes, a favor de los primeros, y esta situaci6n de predominio de los RL o ERO con sus consecuencias de dafio a los tejidos, es
d estado de estres oxidativo, que segU.n las investigaciones de los
Ultimos aiios y recientes, parece estar involucrado en los mecanismos fisiopatol6gicos de innumerables enfermedades y de muy
diferentes etiologias y caracteristicas.
Estados patol6gicos o enfermedades
en que esta presente el EO
Es buena advertir que solo se citaran algunos nombres como
simples ejemplos, pues al momenta de escribir estas lfneas, la lista
de enfermedades es ya interminable. Todas son diferentes por sus
causas, caracteristicas, evoluci6n, gravedad y pron6stico. Entre dlas
se encuentran: ateroesclerosis, infarto agudo del miocardia, accidente
56
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
vascular encef:ilico, cinceres de todo tipo y 6rganos, diabetes mellitus
tipo II, enfermedades inflamatorias cr6nicas, enfermedades de
Parkinson y de Alzheimer, esquizofrenia, cataratas, degeneraci6n
de1a retina,enfisema, artritis reumatoidea, tabaquismo, hepatopatia
alcoh6lica, displasias, sida y otras muchas.
lsquemia e inflamaci6n
Es apreciable d nUmero de procesos patol6gicos y enfermedades
donde existen evidencias experimentales de la participaci6n (como
causa, consecuencia o ambas razones) del EO por RL. Sin
embargo, hay algunos de caricter general que son grandes productores de RL y ERO, muy vinculados ademas, a los mecanismos
patogenicos de muchas enfermedades importantes. E1 desarrollo de
tales procesos rebasa los marcos de este libra, por tal raz6n, seran
esbozados de manera muy esquematica, para que usted se percate dd
alcance que pueden tener tales situaciones en la generaci6n de RL y
en el daiio que llegan a ocasionar a las celulas de nuestros 6rganos.
La isquemia y la inflamaci6n estan muy vinculados a dos de los
mas difundidos y peores habitos t6xicos presentes en 1a comunidad:
el tabaquismo (habito de fu.mar) y el alcoholismo (habito de tamar
bebidas alcoh61icas).
Nos referimos a la hipoxia o disminuci6n dd 02 en los tejidos,
por disminuci6n del aporte sangufneo o isquemia a las celulas que
los componen y a 1a inflamaci6n, proceso reaccional defensivo dd
organismo frente a agresiones traum:iticas, infecciosas degenerativas o
tumorales. Ambos mecanismos, hipoxia e inflamaci6n (de una manera u otra, en mayor o menor intensidad), estan implicados en 1a
fisiopatologia de 1a mayoria -sino de todos-, los ejemplos de
enfermedades citadas al comienzo del capitulo.
La in£lamaci6n es una respuesta defensiva del organismo ante
agentes agresores muy variados, que involucran al sistema nervioso,
Estres oxidativo y radicales libl'esl,amigos o enemigos? 51
vascular e inmunol6.Pero si el proceso,ini.cialmente protectory
defensivo, es ineficiente o fall.a. se ttansforma en un fen6meno
fisiopatol6gico que favorece el aumento de RL y como consecuencia
el EO, que a su vez,puede estimubr o rettoalimentar d mecanismo
inflamatorio, ya que una reacci6n prolongad.a de este tipo conlleva a
la autode.st:ru.cci6n de los tejidos con un alto riesgo de que se desarrolle una enfermedad cr6nica. Esta idea est:i reflejada de forma
muy se.ncilla yesquemati.ca, y pot supuestoincompleta,en1a figw:a 17,
pues solo se pretende representar el vinculo inflamaci6n-esttes
oxidativo, po.r la mediaci6n de RL o ERO, formados durante Ia
inflamaci6n. En Ia parte superior de la Sgura, estin los agentes
agresores, que pueden ser:infecciosos (bacterias, virus), fisicos
{traumas, .radiaciones), qulmi.cos (toxinas, farmacos), antfgenos
(sustancias exttaiias al cuerpo) y tumorale.s, entre ottos.
""
AGRESORES
./....._
I CELULARES I
IHuMORALEsl
11"-
/1\
lendotellol
ee 888
\ I
I/
IINFLAMACION I
•
m•::J
Ffg.17 Relaci6n entre algunos mediadoms del proceso inflamatorio
y d cst:rCs oxidativo.
58
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Estos agresores producen una respuesta. defensiva muy particular
del organismo en la que participan tanto, elementos celulares, como
humorales. Entre los primeros se encuentran las celulas endoteliales
(del tejido dafiado) y las dos principales celulas fagocitarias defensivas
de la sangre, los leucocitos neutr6filos o polimorfonucleares (PMN)
y los macr6fagos (MF). Estas celulas intervienen en la destrucci6n
de agentes invasores pat6genos mediante la generaci6n de RL o
ERO, como 02 , OH•, HOO y aunque de otra manera, ta.mbien
interviene el6xido nitrico (N0) producido por las celulas endoteliales.
Durante la inflamaci6n, tambien se segregan y liberan ala sangre
y tejidos afectados, una enorme cantidad de moleculas que intervienen en todas las eta.pas y son producidas tanto por celulas que
participan en el proceso, como por otros sistemas enzimaticos de la
sangre. A estos compuestos se les denomina mediadores de la
inflamaci6n, y tienen funciones de estimulaci6n, coordinaci6n, modulaci6n y regulaci6n della inflamaci6n. En Ia figura 17, en un grado
"ins6lito" de simplificaci6n, solo se ubican tres ejemplos: las
interlenquinas (IL), que son varias, el factor de necrosis tumoral
Alfa (FNT-a) y el factor nuclear Kappa B (FN-kB). Algunos de estos
mediadores son producidos por las propias celulas que intervienen
en Ia inflamaci6n como las endoteliales (que tambien producen 6xido
nitrico NO·), los P:MN y los MF (liberan IL y FNT-a). Estos factores
mediadores de la inflamaci6n, tantos los celulares como los mismos
humorales, son extremadamente sensibles al EO, pues muchos de
ellos son modulados por ERO, por lo que no pocos investigadores
plantean que los RL o ERO son verdaderos mediadores fisiol6gicos
indispensables para desencadenar las reacciones que conducen a la
respuesta inflamatoria, su control y modulaci6n.
El estado de hipoxia (falta de 02 en los tejidos) que acompafia a
cualquier isquemia, es uno de los fen6menos patofisiol6gicos que
genera mayor cantidad de RL o ERO, pues son mUltiples los
mecanismos bioquimicos involucrados en tal situaci6n.
Estres oxidativo y radicales libl'esl,amigos o enemigos? 59
ISQUEMIA (p02)
,...1
/l
-xoll '
M-i-to-c-on-d-ri_a_sllxo
MetAA I IONS
I lr-P-M-N"'""I
\
J
[G
Fig.18 Algunos fiu:tores genc:radores de RL o ERO que se acti.van not2blemc:nte
c:n est2dos de isqucmia. provoc:ando Wl aumento del esttis oxidati.vo
c:n el organismo.
La .isquemia, por supuesto, afecta esttucturas y vias metab6licas
que po.r Ia disminuci6n en la concenttaci6n del 02 verin muy
perjudiOldas sus funciones. Uno de los primeros y principales sitios
afectados seci.n las mitocondrias, donde como ya se sabe, se utiliza
d 02que respiramos para obtenet enetgfa.. mediante Ia sintesis de ATP.
La hipoxia 1lew a una disminuci6n del ATP, esto estimula laconvetSi.On de Ia enzimaiDH en XO,que ya sabemos que es gene.radw:a
de radiC'ales super6:ridos (02-), mmbien Ia XO facilim Ia libemci6n del
ion hierro desde Ia transferrinia (protefna de Ia sangre que transporta
hieuo) y este hierro favorecera Ia conversi6n del per6xido de bidr6geno (.f\0end radical hidroxilo (OH·),el mas agresivo de todos,
que atacara ripidamente los Hpidos de las memb.ranas celulares (POL).
En Ia £igura 19 se representa Ia ya comenmda conversi6n de Ia
xantindeshidrogenasa en xantino:ridasa (XDH XO), el membolismo del icido a.raquid6nico, Ia activaci6n de los leucocitos PMN y Ia
activaci6n de Ia enzima endotelial6xido nitti.co sintasa (ONS), que
60
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
son algunos de los mecanismos bioqufmicos que en situaci6n de
hipo:xia provocan una elevaci6n del EO por aumento no controlado de ERO.
lsquemia
•t
[02)
{ATP]
XDH ..,.._. XO ..,.._. TF
t'
t'
l
[02"']
[H 0
2
]
Fe
2
[OH]
IPoLl
Fig.19 La isquemia, con b. disminuci6n de 02 que b. cBl'liCil:rlza, dcsc:.nc:adcna
varios procesos gc:ncradores de RL o BRO.
Ateroescletosis
Las grasas oIfpidos (colestero], ttigliceridos,fosfolipidos) so:n ttansportados en el torrente sanguineo por unas mol&ulas de .naturaleza
proteinica, por lo que so.n denominadas lipoprotefnas. Las hay de ttes
clases, segUn. su densidad molecula.r: las de alta densidad o HDL. las
de baja densidad o IDL y las de muy baja densidad o VIDL
Estres oxidativo y radicales libl'esl,amigos o enemigos? 61
Endotelio
}
Interior de
Ia arteria
Endotelio
LOL-OXSj
Monocito activado
Macr6fago con
LDL-OX fagocitados
Fig. 20 Formaci6n de1a plaa de ateroma a partir de las celulas espumosas. La
oxida.ci6n de los IDL c:stimua 12. acti:vac:i6n de los macrof.agos qw:: f.agocit2n las
IDL-ox, aansfonnandosc en ceJ.ulas espumosas que sc depositall en el
subcndotelio, dando origen a 12. placa ateromlltosa..
Las HDL son lipoprotefnas que ayudan a "limpiai''de colesterol
las arterias, por tanto las protegen contra Ia ateroesclerosis. Sin
embargo, no ocutte lo mismo con las IDL y las VlDL, que pueden participar en los mecanismos moleculares formadores de Ia
placa de atetoma, en particular,las IDL,que cuando seoxidan (IDLox) por los RL o ERO, constituyen un factor fundamental para los
carnbios en las paredes de las arterias. Las IDL-o:x sufren alteraciones fisicas y qufmicas que inducen cambios bio16gi.cos en el
endotelio y los leucocitos PMN yen los macr6&gos que contnbuyen
a Ia formaci6n de los ateromas, pues las IDL-ox estimulan Ia Jiberadon de facto.res por d endotelio, que activan los macr6fagos y a
su vez fagocitan las IDL-ox, adoplllndo un aspecto como de "llenos
de burbujas"; por eso estes macr6fagos que han fagocitado los
IDL-ox, son llamados "celulas espumosas,, y se depositan. por
debajo de la. capa endotelial (subendotdial.),constituyendo d primer
pasoenla. formaci6ndeJa placa de atcroma (Fig. 20).Las lipoprotdnas
62
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
se hallan protegidas de la oxidaci6n pot varios AO; entre ellos el
mas importante es la vitamina E. Se ha calculado que una sola molecula de vitamina E,puede proteger 500 moleculas de lipoprotcinas.
Enfermedades vasculares
Las enfermedades vasculares, en especial aquellas relacionadas
con las arterias de cualquier calibre, tienen sin duda un cacicter
multifactorial y son muchos y muy variados los factores de riesgo
en su aparici6n y desarrollo.
Ya se ha explicado c6mo se forma la placa de ateroma en las
arterias, a partir de la oxidaci6n de las lipoprotcinas circulantes de
baja densidad (IDL), por la acci6n de radicales libres. Ahara se
debe resaltar aJgo mas la participaci6n del endotelio,que es la tUnica
o capa celular que recubre el interior de los vasos sanguineos. Hoy
se considera al endotelio, por la cantidad de factores que produce y
funciones en que participa, como un verdadero 6rgano.
El endotelio participa de manera crucial en la regulaci6n de la
funci6n vascular, mediante la producci6n de factores que mantienen
el tono vascular (porvasoconstricci6n o vasorrelajaci6n), que regula en
gran medida la tension arterial;inhiben la agregaci6n de las plaquetas
(que favorecen la formaci6n de trombos), promueven la fibrinolisis
(ayuda ala destrucci6n de los trombos), y limitan la proliferaci6n de
celulas vasculares (que favorecen la obstrucci6n de la arteria). En
caso de disfunci6n endotelial, estas y otras funciones se alteran o se
pierden, lo cual contribuye a la formaci6n de trombos, espasmos
vasculares, crecimiento de la capa intima, inflamaci6n, formaci6n y
ruptura de las placas de ateromas. Por tanto, la disfunci6n endotelial
asociada con otros factores de riesgo aterotromb6tico, acelera la
enfermedad arterioscler6tica y esci vinculada fuertemente con la aparici6n de enfermedades vasculares de las arterias coronarias, que
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
63
pueden desembocar en el infarto agudo del miocardia (IMA) y los
accidentes vasculares encef:ilicos (AVE), que constituyen la primera
y tercera causa de muerte en Cuba.
Una de las principales caracterlsticas de la disfuncion del endotelio,
es la alteracion de su capacidad de producir 6xido nitrico (NO·),
sintetizado por la enzima 6xido nitrico sintasa endotelial (ONS-E). El
6xido nitrico regula el tono vascular, pero ademas inhibe la activaci6n de las plaquetas, de los leucocitos, la proliferaci6n de celulas,
que son todas funciones anti-aterogerucas (no favorecen la formaci6n
de las placas de ateromas). Por tal.raz6n la disminuci6n de produccion de NO· o su inactivaci6n por RL o ERO, favoreceri junto a
otros factores de riesgo la enfermedad aterotromb6tica
cardiovascular y cerebra vascular.
En las enfermedades como la hipertension arterial, la diabetes
mellitus, hipercolesterolemia y otras, donde estan presentes mecanismos de disfuncion endotelial, cada vez hay mas evidencias que
involucran a los RL o ERO, es decir, el EO (desequilibrio entre
produccion y eliminacion de agentes oxidantes) en la disfuncion del
endotelio y su contribucion en la aparicion de enfermedades
vasculares, como el IMA y el AVE, pues el EO altera la funcion
normal del endotelio y se convierte en un factor contribuyente en el
inicio y progresion de la enfermedad ateroesclerotica.
Diabetes Mellitus (DM)
La diabetes mellitus, por su magnitud y trascendencia medicosocial, es considerada un verdadero problema de salud mundial,
tanto en los pafses desarrollados como en los subdesarrollados.
En 1955 existian 135 millones de diabeticos y algunos estudios
epidemiologicos consideran que en el aiio 2025, habria mas de 300
millones. Es una enfermedad que aumenta en el mundo y Cuba no
escapa a esa situacion.
64
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Cada dfa hay mas evidencias del desequilibrio entre oxidantes y
antioxidantes en los pacientes diabeticos, en que se observa una
disminuci6n de los AO y un incremento de los oxidantes; lo que
significa la presencia de EO en los diabeticos y su incremento si
presenta complicaciones. Pot:tal raz6n, algunos investigadores plantean d uso de marcadores de EO en los pacientes diabeticos, para
evaluar diagn6stico, evoluci6n y pron6stico, y ademas reconocer d
empleo de AO con fines preventivos y terapeuticos.
El factor fundamental que vincula dEO con la DM, es destado
de hiperglucemia caracter!stico de esta enfermedad, pues el exceso
de glucosa cit:culante activa varias rutas metab6licas poco usuales en
el organismo, lo que lleva a la generaci6n de RL o ERO. Se han
descrito varias rutas metab6licas vinculadas con el EO y la DM. De
elias, las ttes mejor estudiadas son: via de la autoxidaci6n de la
glucosa, la del sorbitol y de la glucosilaci6n no enzimatica (GNE)
de proteinas (Fig. 21)
Se debe insistir solo en la Ultima (de la cual ya se ha comentado)
pot: ser una rota metab6lica, que de mantenerse en un paciente la
hiperglucemia, prolongada en d tiempo, por un mal control de su
diabetes,la GNE de prot:dnas se intensificaci, dando lugar a sustancias
muy t6xicas denominadas productos finales de glucosilaci6n avanzada (PFGA), que pueden unit:se irreversiblemente a moleculas y
celulas, intet:firiendo en sus funciones fisiol6gicas, como a las inmunoglobulinas (anticuerpos de defensa del organismo),los macr6fagos
(celulas fagocitarias de defensa) y a celulas endoteliales, provocando
de esta manera la liberaci6n de grandes cantidades de RL o ERO, y
por tanto un incremento notable del EO en el paciente diabetico,
favoreciendo la aparici6n de las complicaciones angiol6gicas y
neurol6gicas.
Estres oxidativo y radicales libl'esl,amigos o enemigos? 65
Hiperglucemia cr6nica
r-A
- utooxidacio.nd-e 1-aglucosa .., ...
' "'
-- - ---, 1"'-V-ia_G
_N_E de_p_ro_teinas-..,
J
Cetoaldehidos
'
Glutati6n reducido (AO)
fr
Radlcales fibres
Estres oxidativo
i1'
Estres oxidativo
J
PFGA
'
'
Radicales fibres
Estres oxidativo
Fig.21Tres de las principales vias meub61ic:as activ:ulas por la hipergluc:emia
prola (en el diabeti.co mal c:ont:rolado) que ge.nexan intc.llso
estt& ozidativo
Cancer
El cancec en todas sus variantes,constituye Ia segun.da causa de
muerte en nuestro pais. En su aparici6n intervienen factores tanto
gen.eticos como ambientiles, la mayona de las veces fntimamente
vinculados. Como ya se ha seiialado, existen fuentes end6genas y
ex6genas de RL y ERD, y cua.ndo por algUn moti:vo se incrementa la
producci6n de ERO, se pueden dafi.ar macromoleculas como
lfpidos, protefnas y ADN (Fig. 22). Hay evidencias de que el dmo
p.rovocado sob.re la mol.ecula de ADN por los radica1es libres, pueden
participat en los mecanismos de apari.ci6n y desatrollo del cin.cer, pues
1a alteraci6n del ADN tiene una relaci6n causal en1a carcinogenesis.
66
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
El desar.rollo de un tumor canceroso tiene tresempas evolutivas:
iniciaci6o,promoci6.D yprogresi6n
tumoral.Se ha comp.robado que
Ia ERO pueden estimular el
desarrollo tumoral en las ttes
etapas.
TUMOR
La inidaci6n es un paso
esencial en la transformaci6n
cancerosa de Ia ceJ.ula y requiete
de una alteraci6n permanente
(mutaci6n) del material genetico
PROMOCI6N
ERO estimulan (ADN) de Ia ceJ.ula. Uno de los
mecanismos principales de dafio
al ADN por RL o ERO es Ia
formaci6n del radical hidroxilo
PROGRESI6N {OH).La promoci6n es e1. proERO estimulan ceso que aumenta Ia probabilidad de desarrollo tumoral a partir de cetulas iniciadas. Los RL o
ERO inttaceluJares son un estlmulo muy fuerte para Ia promociOn tumoral.
Fig. 22 Las ttes empas de desarrollo
de un cancer: iniciaci6n. promoci6n
y progttsi6n.son estimuladas por los
a.dicales hbres o ER.O.
El per6xido de hidr6geno (J:I20es promotor de tumores y
tambien genera ottos RL que estimulan Ia actividad de enzimas
favorecedoras del aumento de Ia concentraci6n del c.Ucio intracelular
con efecto promotor mmbien.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
67
De igual modo, la disminuci6n de la actividad de enzimas AO
favorece la promoci6n del tumor.
La progresi6n tumoral, es la etapa final del desarrollo del cancer y
significa la malignizaci6n del tumor, caracterizado por un crecimiento
acelerado e inconttolable de las celulas, la perdida de la vigilancia
inmunol6gica y lo pear, la invasion hacia ottos tejidos adyacentes o
alejados (metastasis).
Gen p53 y Protefna p53
El gen p53 codifi.ca la protdna p53, que funciona en el organismo
como elemento de vigilancia para detectar alteraciones celulares,
que implican malignizaci6n de la celula y "poner en aviso" a los
sistemas defensivos, activar la propia apoptosis,induciendo la muerte
y eliminaci6n de esta celula en trasformaci6n maligna. Las alteraciones del gen p53 estan entre las de mayor ocorrencia en los d.nceres
humanos: las ERO son poderosos inductores de la actividad de
este gen, por tal raz6n tienen un papel importante en la realizaci6n
de la apoptosis dependiente del gen p53.
Las afectaciones de este gen influyen en la sensibilidad de las
celulas tumorales ala apoptosis. Al ocurrir radiaciones u otras fuentes de ERO, que causan lesiones al ADN, se producen incrementos
del p53 que favorecen la reparaci6n del ADN o estimulan la
apoptosis, para eliminar las celulas con ADN daiiado irreversiblemente. Esto permite suponer que una importante funci6n del gen
p53 y la protdna p53, es proteger a la celula de la carcinogenesis o
tumorogenesis, y a las ERO un papel modulador de esta funci6n.
Sin embargo, un exceso de EO por aumento incontrolado de RL o
ERO pueden provocar lesiones oxidativas radic:ilicas sobre el gen,
lo mismo que sobre la protefna p53 y alterar en su totalidad, sus
funciones protectoras contra el desarrollo del cancer (Fig. 23).
68
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
Gen p53 normal
Gen p53 defectuoso
I
proteina p53 alterada
I
proteina p53 funcional
I
I
MUTAGENO
MUTAGENO
celula con ADN daiiado
(mutada)
I
I
celula con ADN daiiado
(mutada)
p53 alterada
p53 funcional
I
estimula reparaci6n
del ADN daiiado
\
estimula Ia
apoptosis
I
I
celula replicada
normal
I
\
a Ia
no estimula
reparaci6n no estimul
del ADN daiiado
apoptosis
41 @
I
celulalutada
eliminada
celula mutada
se repilca
I
celula mutada
se replica
Fig.23 Funci6o. p.rotectora del gen p53 y su protefna p53 frcnte a
mutacio.n.cs cel.ulatcs por dafio al ADN y c:onsccuencias
de Ia p&dida de sus funcio.nes.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
69
Enfermedad de Alzheimer
La forma mas frecuente de demencia senil es hl enfermedad de
Alzheimer (EA) en hls personas mayores de 60 afios, ademas de set
una de hls principales causas de muerte en hl mayorfa de los pafses
desarrollados. Sigue siendo una enfermedad de causa desconocida,
aunque muy estudiada. En los Ultimos afios se han aportado datos
que demuesttan que en los cerebros de pacientes con EA hay un
intenso EO. El dafio oxidativo es cornUa en el cerebra de las personas envejecidas pero es mas intenso en hls que padecen EA. En esta
enfermedad, el patton patologico consiste en que dos protefnas
existentes en hls celuhls cerebrales se desorganizan estructuralmente
y pot supuesto, pierden sus funciones normales; la accion
oxidativa de los RL puede que intervenga en este proceso donde hl
alteracion de una de estas proteinas da Iugar a una sustancia (un
peptido) denominado B-amiloide y a otra proteina que se desorganiza y genera una proteina anormal conocida como proteina "tau".
A partir de estas sustancias aparecen en el cerebra del paciente con
EA las dos lesiones patologicas caracteristicas de los enfermos: las
phlcas seniles (a partir del B-amiloide) ylos empaquetamientos:fib.rilares
(a partir de hls proteinas "tau''). La formaci6n de estas sustancias a su
vez, provocan aumento de RL o ERO, que llevan a hl degeneracion y
muerte de hls neuronas, caracteristico de la EA y esto a su vez acelera
aun mas la formacion y accion neurotoxica oxidativa de los radicales libres (Fig. 24). No obstante queda por dejar en clara el verdadero papel del EO, en ottas palabras, si la ruptura del balance redox
celular es la causa o la consecuencia de dicha enfermedad (EA).
Alguno de la los principales efectos radical.icos del EO que escin
muy intensi:ficados en cerebros de pacientes con EAson por ejemplo,
la formacion de protefnas carboniladas (lesion cl:isica de las protefnas pot la acci6n de ERO). En el cerebra de pacientes con EA hay
mayor cantidad de proteinas carboniladas y su aumento, alteradas
70
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
por oxi.daci6n, favorece la fottnaci6n de protdnas "tau"que forman
los empaquetamientos fi.brilares caracterlsticos de la EA. Se ha detectado una fuerte relaci6n entre el aumenro del colesterol sanguineo
y 1a fo.rmaci6n y dep6siro en el cereb.ro de la sustancia B -amiloide.
2 tlpos de proteinas normales de las cetulas
cerebrates se desorganlzan
estructuralmente
I
I
I
AumentoEO
Empaquetados fibrllares
Oegeneraci6n y muerte
neuronal
Enfcrmedad de Alzheimer
Aumento de RL
Aumento de EO
F.lg. 24 Este esquema simpli£icmio rclacioualas lesiow:s c:aJ:aCtedsticas de Ia
enfi:rmalad de Alzheimer con cl c:strel o:r:iclativo.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
71
En ratones alimentados con dietas hipercolesterolemicas se
encontr6 un marcado aumento de formaci6n del peptido B -amiloide
y de otros depositos amiloideos en el SNC. En conejos alimentados de igua1 manera ocurri6 lo mismo y se pudo medir en la sangre
de estos anirnales, productos derivados de la peroxidaci6n lipidica
(POL) como es el malonildialdehido (MDA) y tambien ERO,
derivados de la activaci6n de los leucocitos polimorfonucleares
(PMN). Estos daiios disminuyeron con la administraci6n de vitamina E. Tales resultados muestran una posible participaci6n del
colesterol y el EO en esta enfermedad y las posibles ventajas terapeuticas de una dieta rica en vitamina E en estos pacientes.
72
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
v
ESTRES OXIDATIVO, ESTRES NUTRICIONAL
Y ESTRES AMBIENTAL
Tres tipos de estres y tres causas de muerte
A continuacion se haci un intento de rdacionar dEO desarrollado
hasta aqui, con otros procesos muyvinculados con a, por ser generadares, en gran medida, de RL o ERO. Estos son, d daiio por la
contaminaci6n al media ambiente; a lo que se denomina estris ambiental, y la agresi6n al organismo, al "media ambiente intemo" con
una inadecuada e insana nutrici6n; a este se le llama estres nllhicionai.Los
tres tipos de estres: ambiental, nutricionaly oxidatiro, a su vez, seran
relaciooados con las tres primeras causas de muerte en Cuba: d infarto
agudo del miocardia (IMA), el cancer y el accidente vascular encefa.Iico (AVE).
Conceptos modernos sobre alimentaci6n
y nutrici6n saludable
Hoy se sabe que una alimentaci6n y nutrici6n incorrecta y por
tanto insana, pueden contribuir ala aparici6n de enfermedades. De
modo que si una persona ha llevado durante una etapa de su vida,
conductas alimentarias inapropiadas, ello podria traerle como consecuencia determinadas enfermedades y hasta ocasionarle una muerte
prematura, por lo que debeci reajustar (quizas entre otras cosas de
su estilo de vida) su regimen alimenticio, para asi evitar el avance o
progresion de estas enfermedades.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
73
Entre los principales h:ibitos de alimentaci6n, propiciados por el
desarrollo de la sociedad (sobre todo en los pa1ses desarrollados),
escin el consumo excesivo de cames rojas, de grasas de todo tipo
(en nuestros paises subdesarrollados, mayormente las de origen animal), de azU.cares refinados y de sal. En muchos lugares concurren
ademas el pobre consumo de vegetales y frutas frescas. Todo ello
ha contribuido a la aparici6n de enfermedades cr6nicas, como las
cardiovasculares, obesidad, diabetes, hipertensi6n arterial, asi como
el cancer, las enfermedades degenerativas y la osteoporosis, entre
otras muchas
Alimentaci6n saludable
Los alimentos son productos -naturales o no-- que contienen determinadas sustancias conocidas como nutrientes. Pueden
ser muchos y de diferentes origenes (pan, papas, carnes, refrescos,
frutas, pescado, etcetera), sin embargo, los nutrientes son solo cinco:
proteinas, lipidos (o grasas), carbohidratos (azU.cares), vitaminas y
minerales. Entre los nutrientes, algunos pueden ser sintetizados por
el organismo y otros no; los primeros son llamados no esenciales
y los segundos esenciales. En este Ultimo caso deben llegar al organismo mediante los alimentos.
La nuttici6n es la acci6n dinamica de la alimentaci6n, que permite
la utilizaci6n de los nutrientes. La dietetica, estudia Ia forma de proporcionar a cada persona o grupo de individuos, los componentes
necesarios para su adecuado desarrollo, teniendo en cuenta su edad,
sexo, estado fisico, de salud y ottos factores, mediante la aplicaci6n
de los preceptos y conocimientos cientfficos de la nuttici6n.La dieta,
es la combinaci6n de los alimentos que consume un individuo y se
refiere lo mismo a las combinaciones dirigidas al organismo sano,
como al enfermo. Si el concepto de nutrici6n sana o saludable, es
aquella forma variada y equilibrada que cubre la necesidad de energia
74
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
y nutriente, para promover un buen estado de salud; entonces, surge
asi el concepto de "dieta recomendable", considerada como aquella
que se obti.ene al menor costa posible y cumple con las siguientes
catacteristi.cas:
. Completa:conti.ene todos los nutrientes.
. Equilibrada:los nutrientes escin en las proporciones correctas
para una alimentaci6n adecuada.
. Suficiente: que ti.ene la canti.dad de alimentos para cubrir las
necesidades de nutrientes del individuo.
. Adecuada: que considera el estado fisiol6gico del individuo
(sana o enfermo).
. Variada:que incluye diferentes alimentos en cada comida. Tarnbien es variada la preparaci6n de un mismo alimento de diversas
formas.
. Inocua: que no implica riesgos para la salud (sin microorganismos ni toxinas o contaminantes).
Relaci6n entre la nutrici6n y el estres oxidativo
Uno de los principales generadores de enfermedades es la mala
alimentaci6n, no en cuanto ala mayor o menor canti.dad de alimentos,
sino a la no adecuada selecci6n de ti.pos y canti.dades de que gatanti.cen los nutrientes requeridos para una apropiada nutrici6n. En la
mayoria de los pueblos, las tradiciones y cultura alimentaria, les hacen
comer excesos de came, grasas de origen animal, azucares y sal,
para citat un ejemplo,de lo pear que habitualmente se hace en terminos de nutrici6n. Sin embargo, de alimentatse bien, el ser humano
viviria entre 100 y 120 afios, con buena calidad de vida.
Tengase en cuenta que casi la mitad de las muertes escin asociadas a trastomos vasculates derivados de la ateroesclerosis, otra buena
parte se debe a tumores, y al propio envejecimiento orga.nico.
&Iris oxidativo y radicalea libreaiamigos o enemigos?
15
En Cuba. las tres primeras causas de muerte son: eofermedades
cardiovasculares, tumores malignos y enfermedad cerebrovascular.
Las tres agrupan el 60% del total de muertes.
Los tres procesos biol6gicos citados:ateroesclerosis, tumores y
enrejecimiento, tienen un esttecho vinculo con la nuttici6n, mediante
mecanismos biomoleculares del esttes oxidativo o daiio celular por
radicales libtes.
Alimentaci6n y nutrici6n
buenayadecuada _..,_
fRL..,.,
Alimentaci6n y nutrici6n
mala e inadecuada
RL..,.EO..,.enfermedad ..,.muerte
EO..,.salud ..,.vida
Fig. 25 Relaci6n entre nut:dci6n y estris mddadvo.
Seglln datos de la Organizaci6n Mundial de la Salud, se estim.a
que alrededor de un tettio de los factores implicados en las enfermedades vasculares y degenerativas, escl.n relacionados con Ia dieta.
Tambien que esta podrla stt responsable de mas de la tercera parte
de todos los cincttes humanos,y los factores alimenta.rios podrfan
intervenir en cualquiera de los pasos de la carcinogenesis.Por mnto
se impone la pci.ctica de una alimentaci6n saludable, de modo tal.
que los alimeotos componentes de la dieta, tengan cantidad y ca1idad
de nuttieotes,que ademas de pennitir e1 desarrollo y mantenimieoto
del individuo, sirvan para prevenir yIo retrasar la aparici6n de esw
enfermedades y aumentar la expectativa de vida.
76
Mario Sanchez Mojarrieta, Everaldo Jerez Herntindez
Nuttici6n, esttes oxidativo y longevidad
Como es 16gico, el terrut del envejecimiento y1a longevidad (larga
vida) ha sido siemp.rede gran interes, tantopara1a poblaci6ngene.ral,
como para Ia comunidad cientffi.ca. Y a traves de los aiios,se ha ido
conformando un modelo que indica que Ia mayor longevidad es mas
frecuente entre los miembros de comunidades donde 1a dieta. es
baja en calorlas yen grasas. Hace vatios aiios, grupos indepenclientes de
d.entfficos norteamerican.os, rusos y franceses,investigaton ttes de las
zonas del mundo, donde mayor longevidad se ha observado: d
valle de Vileabamba (Ecuador),d Caucaso o.cienta.l (regiOn m.ontaiiosa de Azerbaijan) y el area de Hunza (norte de Pakistan). Ellos
enconttaron dos factores comunes: abundante uso de verduras,
ce.reales, legumbres, frutas, y bajo o nulo consumo de came.
Los factores que disminuyen Ia velocidad del envejecimiento y
los que no favorecen 1a aparici6n de 1a ateroesclerosis y de cancer,
con toda segw:idad. aument:a.ran. la longevidad.:
Velocidad de envejecimiento
Ateroesclerosis
Longevidad
Cancer
Fig.26 Factotes que permiten mayor longeyidad.
Entte los ptiru::i.pal.es factores que poseen est:as carac:tetfsticas,
esbin a.quellos que evita.n o disminuyen el EO, bien por disminuci6n
de las oxidaciones provocadas por RL, o bien por incremento de
los AO de todo tipo. Es bueno aclarar, que no estamos consi.derando
Ia situaci6n ta.l y como se presenta. en los paises subdesaaollados,
donde las enfermedades t:ransmisibles infecto-conta.giosas y otras
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
77
derivadas de las pobres condiciones sociales higi.enico-sanitarias, del
hambre y la extrema pobreza, crean un estado de disminuci6n de la
esperanza de vida, ajena par completo al anilisis en cuesti6n.
Y como se ha dicho antes, con una alimentaci6n y nutrici6n adecuadas, se evita o disminuye la generaci6n incontrolada y excesiva de
RL o ERO por un lado, y por otto contribuye a mantener en el
organismo las cantidades de sustancias AO necesarias para que se
mantenga el equilibria entre mddantes y antioxidantes, y par tanto,
un adecuado balance redox en el organismo con evitaci6n del incremento del EO y sus daiios a todas las celulas del cuerpo.
Principales alimentos antioxidantes
Los alimentos con mayor contenido de sustancias y compuestos
AO, son los vegetales y las frutas, por su elevado contenido en vitaminas, minerales y fitoquimicos. Los AO mas importantes de la
dicta son: las vitaminas C y E; minerales como el zinc y el selenio; y
los fitoquimicos, nombre generico que agrupa un conjunto de sustancias que protegen del EO y que estan presentes en los alimentos
de origen vegetal (frutas, legumbres,granos, semillas, hongos, hierbas,
etcetera).
Existen fuertes evidencias de que los fitoquimicos protegen contra el cancer, las enfermedades vasculares (cardiacas y cerebrales) y
hacen mas lento el envejecimiento. R.esulta de interes conocer alimentos que contengan estas sustancias tan beneficiosas para la salud.
Entre las fuentes naturales de vitamina E, estan los depositos
grasos de las semillas de varios vegetales. Las frutas y los vegetales
verdes contienen mucho menos a-tocoferol (vitamina E) que los
aceites vegetales. Los productos animales son fuentes pobres en
tocoferoles. En la siguiente tabla aparecen algunos ejemplos.
78
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Tabla 3Contenido de vimmina E en algunos alimentos
Alimentos
Aceite de germen de trigo
Aceite de girasol
Aceite de maiz
Aceite de oliva
Mayonesa
Germen de trigo
Camar6n
Polio
Vitamina E (n12/100 a-)
118-119
49
26
13-22
13
11
0,6
0,5
Es sabido que los dtricos Qimones,naranjas, toronjas) contienen
vitamina C, sin embargo no ocupan el primer Iugar entre los alimentos mas ricos en dicha vitamina.
Tabla 4 Contenido de vitamina C en algunos alimentos
Alimentos
Caqui
Guayaba
Perejil
Pimiento
Limon
Fresa
Berro
Repollo
Naranja
Br6coli (cocido)
Mango
Espinaca (cocida)
Vitamina C (mg/100 g)
200
180
150
100
80
60
60
55
50
50
30
25
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
79
Tabla 5 Fitoquimicos AO en algunos alimentos
pase
Sustancia AO
Alimenta
erpenos B-caroteno, licopeno, luteina. Frut:as, verduras y hortalizas de
vivos colores (zanahoria, tomate
pimiento espinaca, br6coh).
Penoles
Flavonoides, quercetina,
Frutas, verduras, hortalizas, re,
oregano, uvas,vino, soya, manf,
resverattol, isoflavonas.
cltricos,aceite de oliva, nueces,
chocolate.
Compuestos sulfurados,
Ajos, cebollas, repollo, coliflor,
lfioles
indoles, ditioles.
puerros.
De los microminerales (oligoelementos), se comentari Ia presencia
del selenio (Se) en algunos alimentos. Su contenido es muyvariable,
ya que esti ligado a la composici6n del suelo. Las frutas y verduras
son una buena fuente y lo aportan de forma que permite absorberlo
mejor que el contenido en los productos animales.
Tabla 6 Contenido de sel.enio en algunos alimentos.
Alimento
Selendo( /100g)
CARNES
Hfgado (bacalao)
Calamar
Peces marinas
Hfgado (cerdo)
Hfgado (vaca)
370
300
33-156
64
40-45
CEREALES
Salvado de trigo
Arroz (precocido)
Harina de trigo(entera)
63-128
25-170
62-65
80
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
VERDURAS
Esp3.ttago
Apio
1100
140
FRUTAS, NUECES
Cocos
Ajonjoli
Citricos
810
800
13-54
Fibra diet tica
La fibra dietetica representa los componentes de la dieta de
origen vegetal, que son resistentes a las enzimas digestivas del cuerpo.
Entre los cubanos, se cree que la "fibra" son las carnes; pocos la
asocian --como es en realidad-al consumo de vegetales, cereales
integrales, frijoles o frutos enteros. Es necesario corregir este concepto err6neo.
La fibra ha ganado mucho interes en la nutrici6n humana, pues
ha quedado demostrado, que su incorporaci6n a la dieta, pudiera
contribuit a evitar o combatit muchas enfermedades, entre ellas:
cancer de colon, constipaci6n, ateroesclerosis,cardiopatia isquemica,
litiasis vesicular, obesidad y diabetes mellitus, entre otras. Las propiedades ffsico-quim.icas de la fibra, determinan sus variados efectos
fisiol6gicos en el organismo: captaci6n de agua y de iones, union a
compuestos orgarucos, fermentaci6n, aumento de volumen fecal,
de la velocidad del transito intestinal y tambien efectos hipoglicemiantes, hipolipemiantes y antioxidantes. Se recomienda consumir
unos 40 gramos de fibra cada dfa.
Estres oxidativo y medio ambiente
Uno de los problemas mas impottantes que enfrenta la humanidad, es la incteJ.ble contaminaci6n del media ambiente y aunque
Estres oxidativo y radicales libl'esl,amigos o enemigos? 81
suene dd todo it.tacional, este es mayormente d resultado de la
actividad directa e indirecta. de los se.res humanos. En. cie.tta medida
se comporta como un faddico drculo vicioso, que empieza en
nosotros y jusw ahi termina y vuelve a empezar.
Suelos
'
Alime ntos
Agua
t
'
Hombre
Fig. 27 Esquema simplificado p:ua mostcu: el papel prot:ag61lico
del ser humano eo.la oontaminaci6n amhieo.t:al.
La contaminaci6n dd ambiente (esttis ambiental),incluye no solo
d aire, las aguas, los suelos y los alimentos; sino tambien al p.ropio
ser humano, pues nosottos tambien integramos ese ambiente en
que v:ivimos. Pensar en d medio ambiente "fuera" de nosotros, es
equivocado, o por lo menos no ayuda a la comprensi6n de que
debemos arwu:lo y cuidarl.o. Y esta idea es muy importante en Ia
ed.ucaci6n de los ni.iios. Hay que enseiiarles a ama.r Ia natutale.za,
para que como resultado 16gicoIa cuiden despues,pues nadie cuida,
1o que primero no ama.
Las activ:idades humanas que afecta.nla naturale.za, contaminan d
entomo natural y c.rean un verdadero esttis ambientalson mucbas y
variadas, entre dlas esbin las industriales, las agropecuarias, cometci.ales, de ttanspo.rblci6n, comunitarias, domesticas, familiares y b.asta
individuales.
82
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Al aire atmosferico icin a parar productos t6xicos, como los
6xidos de azufre, del carbona y del nitr6geno, los hidrocarburos,
metales pesados (como el plomo) y otros que se forman por reacciones fotoquimicas como el ozona, igualmente polvos y particulas
diversas. Ademas del daiio directo a nuestro organismo por respirar este aire contaminado, otra forma menos directa, pero igual de
daiiina, es el consumo de alimentos que han estado en contacto con
sustancias t6xicas del aire, que han ido a parar al agua y los suelos,
principalmente por media de las lluvias, y de ahi a los alimentos,
Es necesario enfatizar en el habito de fumar, como una forma
particular de contaminaci6n del media ambiente, pues el fumador al
expirar el humo de su cigarro, incorpora a su entorno inmediato una
cantidad enorme de sustancias t6xicas, nocivas para la salud de las
personas que le rodean. A estas personas que estan pr6ximas al fumador, se les denomina "fumadores pasivos", y estan expuestos -igual
que el fumador-, a las especies nocivas de este humo. E1 tabaco es
posiblemente el factor cancerigeno mas importante en el mundo.
Tambien los suelos se contaminan por aplicaci6n incorrecta de
tecnologias agropecuarias, como el uso indiscriminado de pesticidas, plaguicidas, fertilizantes peligrosos y aguas infectadas y por la
falta de sistemas correctos o incontrolados de eliminaci6n de los
desechos urbanos (basura), de las industrias y la propia agricultura.
A las aguas llegan contaminantes de todo tipo: quimicos (compuestos org:inicos e inorgarucos que pueden reaccionar con e1 agua),
fisicos (no reaccionan con el agua, pero daiian su calidad) y biol6gicos (microorganismos, bacterias y virus, por ejemplo). Las fuentes
principales de los contaminantes en e1 agua, son las residuales (albaiiales) generadas por las comunidades y las aguas cargadas de
desechos qufmicos de las industrias, entre otras. Es oportuno significar que e1 problema con el agua, no es solo su contaminaci6n, sino
tambien su escasez. Para algunos ecologistas, este sera el problema
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
media ambiental dominante en d siglo
sabre distribuci6n del agua en el planeta:
XXI.
83
Observe las cifras
Agua salada (mares y oceanos) -----------------------97,5%
Agua dulce----------------------------------------------- 2,5%
Casquetes polares y glaciales --------------------------1,5 %
Aguas subtemineas, rios, lagos y pantanos-----------1,0%
Entre la salada y la congelada --que no son directamente
aprovechables para consumo humano-constituyen el 99% del agua.
La humanidad solo dispone para su uso, de apenas ell% del agua del
planeta y parte de esta, contaminada; un panorama nada halagiieiio.
Muchos de estos contaminantes presentes en el aire, las aguas ylos
suelos, pueden l1egar basta los alimentos, que despues son ingeridos
por nosotros. Y como hemos seiialado en otras partes dellibro, no
son pocos, entre estos contaminantes, que son ellos mismos, especies
quimicas radica.licas y otros, que en sus cadenas de reacciones dentro
o fuet:a de nuestro organismo ge.nemn RL o ERO, elevando el esmdo de
EO en tejidos, 6rganos y sistemas del cuerpo, favoreciendo asi la
aparici6n de enfermedades, entre ellas las que ocasionan el mayor
nUm.ero de muertes en nuestro pais, el IMA, el cincer y los AVE.
84
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
VI
ESQUEMA INTEGRADOR DE LOS TRES TIPOS
DE ESTRES Y LAS TRES PRIMERAS CAUSAS DE
MUERTE EN CUBA
Uno de los problemas mas impartantes que presenta la humanidad, es el deterioro acelerado del media ambiente, a tal punta que
pone en peligro la propia existencia del ser humano. Esta crisis
ecol6gica que contamina el aire, las aguas, el suelo y los alimentos;
con aumento de sustancias t6xicas, muchas de ellas cancerigenas,
aumento de la radiaci6n ultravialeta por perdida de la capa de ozona,
disminuci6n del selenio antioxidante en los suelos,etcetera; ha alcanzado una magnitud tal que rebasa todas las predicciones y parece
escapar ya al control de los seres humanas, e incide en la aparici6n
de numerosas enfermedades de todo tipo. Ante esta situaci6n,
se necesita de una conciencia sabre la naturaleza y los peligros que
le acechan, de modo que las relaciones entre sociedad y naturaleza
sean arm6nicas y permitan un desarrollo sostenible y una calidad de
vida adecuada en el planeta.
El hombre contamina y destruye el media ambiente; la humanidad no cuida la Tierra, su generoso, bello y Unico hagar.
Par otra parte las tradiciones y culturas alimentarias en la mayoria de los pueblos, lo hacen comer excesos de carne, grasas de origen animal, azucares, sal y pocos vegetales, y la inadecuada nutrici6n
est:i en la base etiopatogenica de los diferentes males que afectan a
gran parte de la humanidad, enfermedades vasculares y tumorales.
Sin embargo, si el ser humano tuviera una adecuada nutrici6n, viviria entre 100 y 120 aiios con buena calidad de vida.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
85
Se sabe poco de nutricion y que el peso de la cultura alimentaria
heredada, decide lo que se come yen que forma; evidentemente, no
es lo mejor, pero aUn. pear es la falta de una conciencia social, de
que la prolongacion y calidad de vida, depende --entre ottos factores-en gran medida, de una alimentacion con arreglo a los
modernos principios de la nutricion humana.
En otras palabras, el ser humano contamina y destruye su media
intemo, org:inico funcional, con una dicta inapropiada e insana, que
incrementa la oxidacion de los tejidos y organos del cuerpo, propiciando la aparicion de enfermedades y acortando su tiempo de
vida y calidad de la misma. De modo que estamos abocados a dos
aristas de un mismo problema: enfrentar la desaparicion de la
vida en el planeta, por la destruccion del media ambiente natural
y del media ambiente intemo del ser humano. Si cuidamos el media natural con un desarrollo sostenible, no se destruici el entomo
en que vivimos. Si cuidamos el media ambiente interno de la persona con una dieta adecuada, viviremos mas saludables y por muchos
a.iios.
Por tanto, nuestra comunidad necesita introducir elementos educativos, encaminados a orientar un modo de relaciones armonicas y
equilibradas del ser humano, consigo mismo y con la naturaleza.
Para contribuir a este lagro, hasta ahara dificil, se propane relacionar
la dimension ambiental (estres amhiental) y la dimension nutricional
(estres nutricional) con el estres oxidativo (EO), a traves de un esquema integrador, que relaciona de forma sencilla los vfnculos
entre estres ambiental, nutricional y oxidativo;este Ultimo, mecanismo
patogenico, generador y facilitador de enfermedades vasculares
(cardfacas y cerebrales) y tumorales (cancer), que determinan las tres
primeras causas de muerte en Cuba: infarto agudo del miocardia
(IMA), cancer y accidente vascular encefilico (AVE), en este arden, y
que agrupan elias ttes el 60% de todas las muertes en el pais. Tambien se incorpora en el esquema el proceso de envejecimiento, que
sin ser propiamente "una enfermedad" si es estimulado por el EO
86
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
y contribuye a la apa.ricion de las tres enfermedades que ocasionan
el mayor n6rnero de fallecimientos en Cuba.
Merece la pena llamar la atencion para actuar sabre este estado
de cosas y en esta interrelacion entre los tres ti.pos de estres y las tres
primeras causas de muerte, la principal posibilidad de actuar con
exito esci en disminuir el EO. Para lograrlo, se impone un cambia
en el estilo de vida, que incluye la disminucion del estres ambiental y
la disminuci6n del estres nutricional, lo cual sin duda alguna, ayudaci
a disminuir el por ciento de fallecidos tan elevados por esas tres
primeras causas de muerte.
Sabre el estres ambiental---en lo individual-, salvo en el entomo inmediato, no es tanto lo que podemos hacer para soluciones
definitorias, pero sabre el estres nutricional, s£ es mucho lo que
cada individuo puede hacer para mejorar y hasta solucionar el
problema, pues disminuirlo depende en lo fundamental de nosotros mismos, de la conducta individual, del estilo de vida; que
depende a su vez, en mayor medida, de nuestra propia voluntad
y decision. Le ayudara mucho poner en practica lo que algunos
hombres sabios han denominado "leyes de la salud"en especiallo
referido a los habitos alimenta.rios que podemos resumirlos en la
siguiente formula: - (CGAS) + (FVE) = S + V.
Esto significa comer menos carnes rajas, menos grasas saturadas
(de origen animal, manteca), menos azucares (sobre todo azucares
refinados, azucar blanca por ejemplo) y menos sal (idealmente
ninguna) y comer mas frutas y vegetales. Y clara que a esto se
atiade el ejercicio fisico moderado con la asesoria de un especialista,
que le dira, lo que usted debe hacer como ejercicio saludable.
De lo contra.rio solo caminar bastante, sin agotarse, pero camine.
E1 ejercicio fisico, intenso, impropio para su edad y condiciones
ffsicas, puede provocar elevacion del EO y mas daiio que bien.
Estres oxidativo y radicales libl'esl,amigos o enemigos? 81
Exceso de carnes rojas,
grasa anima,l azucar,
sal,pocas frutas
y vegetales
Tabaquismo,
alcoholismo
Humo,gases,sustancias
t6xicas,agua,aire y
suelos contaminados
I
I Estres ambiental I
IEstres nutricional I
Radicales libres o
especies reactivas
de oxigeno
I
IESTRES OXIDATIVol
I...,
,.....
Oxidaci6n de proteinas,LDL,
HDL,endotelio,NO
J
'\
ATP SOD fiincontrolado
Oxidaci6n de ADN,delgen
y molecula p53, apoptosis
alterada
de Reln Ia mitocondria,
oxidaci6n de tejidos.
'
IATEROESCLEROSIS I
I ENVEJECIMIENTO I
'
I TUMOROGENESIS I
J
ICancer I
Tiempo de vida,calidad de vida
MUERTE
Fig. 28 Esquema integt2dor querela.cio.aa el est:res ambiental..nutti.cional y
oxida.tivo conlas ttespri.ncipaksc:ausas demuerte en Cuba
88
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
El EO esci en el centro de las enfermedades que detetminan las
tres primeras causas de muerte en Cuba: IMA, cancer y AVE, y el
EO a su vez, esci vinculado a otras dos formas particulates de
estres ambiental y nutricional, como puede verse en la :figura o
esquema integtadot, que nos servici para relacionat los tres tipos de
estres con las tres primeras causas de muerte en Cuba.
Relaci6n entre e1 estres ambiental y e1 estres oxidativo
En el extrema superior detecho del esquema aparecen algunas
causas de estres ambiental pues el humo, los gases y las sustancias
t6xicas de origen industrial, agricola, automotor, etcetera, contaminan el a.ire, las aguas, los suelos y los alimentos. Como ejemplo
comentaremos la relaci6n de tres grupos de contaminantes primanos con el estres oxidativo. Los 6xidos de carbona: mon6xido de
carbona (CO) y di6xido de carbona (COz); los 6xidos de nitt6geno: mon6xido de nitr6geno (NO) y di6xido de nitr6geno (N02), y
los hldrocarburos. El CO se une ala hemoglobina para format
carboxihemoglobina con disminuci6n del ttansporte de oxigeno e
hlpoxia tisular que genera radicales libres. El NO u 6xido nitrico, es
por si mismo, un radicallibre y junto con el NO reaccionan en el aire
2
y las aguas, dando lugar a nitritos y nitratos, que pueden por tres
vias, conducir al aumento de radicales libres, formando
metahemoglobina (que disminuye e1 ttansporte de oxigeno en sangre), peroxinitritos, peroxinitratos y nitrosaminas (sustancias muy
t6xicas generadoras de RL y ERO). De igual modo los hldrocatburos metabolizados por Cit P450 liberan CO y este facilita la
producci6n de radicales libres de oxigeno. Es evidente e1 estres
oxidativo por radicales libres como consecuencia del estres ambientaL
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
89
Relaci6n entre el estres nutricional y el estres oxidativo
El3ngulo superior izquierdo del esquema integrador relaciona el
esttes nutricional con el esttes oxidativo. Asi los excesos de carnes
rojas, grasas de origen animal, azU.car, sal y pocas frutas y vegetales
son factores generadores de radicales libres. E1metabolismo excesivo
de cames y azucares producen grandes cantidades de grupos aminos
(NH) y mon6xido de carbono (CO), que al no ser utilizados por
las vias metab61icas convencionales se derivan hacia la formaci6n
de los llamados compuestos de Amadori -muy t6xicos-, que
estimulan la apoptosis (muerte celular programada), mediada por
radicales libres.
Las prostaglandinas (PG) tienen efectos moduladores en procesos como la inflamaci6n y la variaci6n del calibre de bronquios y
vasos sanguineos, en los que intervienen los radicales libres, sobre
todo de oxfgeno y el 6xido n1trico. Son derivadas de las grasas y las
que lo son de grasa animal en general, tienen efectos inflamatorios,
vasoconstrictores, que esttechan los vasos sanguineos,limitan la oxigenaci6n y favorecen el aumento de la presion arterial; y
broncoconstrictores, que esttechan los bronquios, limitan la llegada
de aire a los pulmones y pueden contribuir por la hipoxia al aumento de RL y favorecer la aparici6n de enfermedades. Las PG
derivadas de grasa vegetal tienen efectos conttarios, no da.fiinos.
Los vegetales y las frutas son ricos en sustancias antioxidantes
que neuttalizan los radicales libres, protegiendo a las celulas (membranas y ADN) del dafio radicilico. Algunas de estas sustancias son
los licopenos, polifenoles, carotenos (vitamina A), tocoferoles (vitamina E), acido asc6rbico (vitamina C), selenio (Se), etcetera. Por
estas razones las dietas con abundantes verduras, frutas, cereales no
procesados y bajos niveles de grasa y proteinas de origen animal, se
han asociado a la disminuci6n de riesgos de enfermedades
cardiovasculares, cerebrovasculares y algunos tipos de cancer.
90
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Es evidente el aumento del esttes oxidative por radicales libres,
como consecuencia de una nuttici6n inadecuada (esttes nutticional)
y al conttario, la disminuci6n del esttes oxidativo por la protecci6n
de los antio:xidantes presentes en una dieta adecuada y rica en fru.tas
y vegetales.
Tabaquismo, alcoholismo y estres oxidativo
En el centro de la parte superior del esquema integrador, escin
sefialados dos frecuentes habitos t6:xicos, que son factores de riesgo
para las enfermedades que nos ocupan: el tabaquismo y el alcoholismo. En cierta forma estan ligados, el primero al esttes ambiental,
pues fumar significa contaminar el aire del entomo inmediato y el
segundo, al esttes nutticional, pues ingerir bebidas alcoh6licas
significa un habito nutticional insane.
En cada bocanada de humo que "disfruta" el fumador, hay
alrededor de 16 millones de moleculas de mas de 4 000 sustancias
t6xicas (en la actualidad ya se habla de casi 6000) y mas de 43 cancengenos comprobados. Unas 400 000 muertes prematuras ocurren
anualmente en Estados Unidos par tabaquismo y mas de 10 millones de casas padecen enfermedades cr6nicas cardiovasculares y
pulmonares, asociadas al habito de fumar. En el mundo subdesarrollado la situaci6n es aUn mas dramatica.
En el metabolismo xenobi6tico del humo del cigarro, intervienen varies sistemas enzimaticos o:xidativos, en especial, el sistema
oxidasa Cit P450. En todas las reacciones en que estas enzimas intervienen, sabre todo Cit P450, se generan como intermediaries,
radicales libres con aumento del esttes oxidative, ademas el CO del
humo del cigarro, se une a la hemoglobina, a la mioglobina y a los
citocromos, produciendo hipo:xia y aumento de radicales libres con
oxidaci6n de membranas celulares y de las moleculas del ADN que
pueden producir transformaciones malignas. Los radicales
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
91
peroxinitrato y peroxinitrito, formados durante la combustion del
cigarro, inhiben la proteina alfa-1-antitripsina que a su vez, es un
inhibidor de proteasas, de manera que estas Qas proteasas) quedan
libres y degradan los tejidos. En los pulmones este efecto da Iugar al
enfisema.
Con respecto al alcoholismo, mas de 100 000 muertes anuales
son atribuibles al alcohol en Estados Unidos. El metabolismo del
alcohol (que es responsable directo de la mayor parte de sus efectos
t6xicos) incluye varias enzimas generadoras de RL o ERO, que provocan lesion mitocondrial con disminucion de la concentracion de
ATP, agotamiento del glutation (que es un AO) e hipoxia tisular o
falta de oxfgeno en los tejidos, que es precisamente uno de los factores
que mas estimula la produccion de RL o ERO.
El resultado es la intensa producci6n de radicales libres de oxfgeno
y disminuci6n del antioxidante glutati6n reducido. Aqui recordamos
que el alcohol puede potenciar la activacion de otros cancerfgenos.
Hemos visto como factores ambientales, nutricionales y habitos
toxicos, el estres ambiental y nutricional, que pueden ser fuentes
de radicales libres y producir dafio en los tejidos del cuerpo, a lo que
llamamos EO.Veamos algunos ejemplos (muy simplificados) de como
estos tres tipos de estres pueden relacionarse con las tres primeras
causas de muerte en nuestro pafs.
Los tres tipos de estres y sus consecuencias
Por ellateral izquierdo del esquema integrador estan seiialados
dafios oxidativos relacionados con la generacion de la ateroesclerosis.
La oxidacion de las lipoprotdnas de baja densidad (LDL), ponen en
marcha un sistema donde estas illL oxidadas son fagocitadas en e1
endotelio por los macr6fagos que se transforman en celulas espumosas y se depositan en el subendotelio arterial, lo cual significa el
92
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
primer paso en la formaci6n de la placa de ateroma, que con el paso
del tiempo puede obsttuir la arteria. Par su parte la oxidaci6n de la
HDL o lipoproteinas de alta densidad disminuye la protecci6n antiateroescler6tica que elias representan. Esta oxidaci6n esm acelerado
en la obesidad, la diabetes descompensada, el sedentarismo, la
hipertensi6n arterial y el tabaquismo. Por Ultimo, la activaci6n de
la enzima Xantin oxidasa en el endotelio, genera grandes cantidades
de radicales libres que inhiben la alfa-1-antitripsina, liberandola acci6n
de las proteasas que destruyen la matriz endotelial, al mismo tiempo
producen oxidaci6n peroxidica de lipidos en las membranas celulares
y la disminuci6n del 6xido nitrico que produce el endotelio. Los tres
procesos determinan vasoconstricci6n, que favorece la hipertensi6n
arterial y la ateroesclerosis y conducen ala enfermedad vascular que
incide en la aparici6n del infarto agudo del miocardia (IMA) y el
accidente vascular encefa.Jico (AVE).
Ellateral derecho del esquema integrador nos presenta a su vez,
tres mecanismos generales estimulados par el EO, que conducen a
la tumorogenesis o cancerogenesis.La oxidaci6n de bases del ADN
puede llevar a mutaciones, activaci6n de proto-oncogenes (genes
asociadas a la aparici6n de ciertos cinceres, como el mamario par
ejemplo), la inactivaci6n del gen supresor p53, que afectaria disminuyendo la vigilancia antitumoral de la proteina p53, que tambien
puede ser oxidada perdiendo su funci6n protectora. Par Ultimo, el
incremento de los radicales libres o la disminuci6n de antioxidantes
puede afectar el funcionamiento normal de la apoptosis limitando
tambien su acci6n anti-tumoral. De manera que estos mecanismos
de EO favorecen la transformaci6n maligna o neoplasica de las
celulas y aumentaria la incidencia de cancer.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
93
Estres oxidativo y envejecirniento
El envejecimiento tiene un papel protag6nico en estos procesos.
Usted puede influir -y mucho- sobre la velocidad de su envejecimiento, puede "obligarlo" a ser mas lento si disminuye el EO en
su cuerpo. y ya sabe como hacerlo.
Existen varias teorias para explicar el proceso inevitable del envejecimiento de los o.rganismos vivos. Una de las que gana adeptos pot:
dia, se imbrica con las demas, es la teoria del dafio acumulativo
pot: RL o ERO y fundamentalmente en la mitocondria, que es la
fuente principal de RL o ERO.
En la mitocondria habria un aumento incontrolado de RL, un
aumento de oxidacion de protefnas, enzimas como la antioxidante,
SOD mitocondrial, lesion por POL de las membranas intemas donde
se producen las reacciones formadoras del ATP, o sea de la energia
que necesita el organismo. Tambien se estimularia por los RL, la
apoptosis y el dafio del ADN mitocondrial. El conjunto de estos
factores afectaria en gran medida, la funcion principal de las mitocondrias,que es generar la energfa que necesita cada celula del cuerpo
para cumplir todas sus funciones y al no disponer de esta, la celula
envejece sin remedio; ello favorecera tanto e1 proceso aterogCnico
(formacion de las placas de ateroma que llevan al infarto) como el
tumorogenico (trasformacion de las celulas que llevan al cancer,
pues no es casualidad que la incidencia de las enfermedades
ateromatosas vasculares y el cancer aumenten con la edad.
El estres ambiental y el nutricional, con e1 consiguiente aumento
de RL o ERO yen consecuencia, un incremento del EO, favorececin
los procesos de la ateroesclerosis, la tumorogenesis y el envejecimiento. Esto condicionaci la aparicion y desarrollo de la enfermedad
vascular ateromatosa con sus consecuencias mas graves, el infarto
agudo del miocardia y el accidente vascular encefilico, y tambien
de enfermedades malignas o cinceres que traen consigo1a disminucion
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Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
del tiempo de vida, de calidad de vida y la muerte. Sin embargo,
esta cascada desafortunada, de mortales acontecimientos, puede frenarse si aplica las "leyes de la salud",yen sus habitos alimentarios y
estilo de vida, la formula: - (CGAS) + (FVE) = S +V.
- (CGAS) significa: menos consumo de:
Carnes (evitar las carnes rajas, preferir polio y pescados) Grasas
(evitar las de origen animal, preferir aceites vegetales) Azucares
(evitar azucares refinados, preferir el azucar "parda o prieta" a
la "blanca".
Sal (evitar su consumo, con la que contienen el agua y los alimentos es suficiente)
+ (FVE) significa: mas consumo de:
Frutas (preferiblemente frescas, en jugos naturales, sin azu.car)
Vegetales (consumir la mayor variedad y cantidad posible, muy
buenos con colores amarillos, anaranjados y rojos).
E significa mas ejercicio ffsico para evitar el sedentarismo.
= S + V significa Salud y Vida (resultado natural de cumplir esta
sencilla formula)
Sin embargo, se han realizado encuestas a diferentes grupos
poblacionales sobre sus conocimientos acerca de la nutricion. Estas
personas (adultos, padres y madres de familia) son las que deciden
lo que comen sus hijos y en su mayoria -por nuestras tradiciones
de cultura alimentaria-, nolo resuelven de la mejor manera.
A continuaci6n se muestra el modelo de una de las encuestas realizadas, para que usted la conteste y despues compare con los datos
que mas adelante le ofrecemos.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
Encuesta sobre nutrici6n
1- El consumo de carne es adecuado cuando es:
en e:xceso
mucho_ poco_ ninguno
2- Las mejores carnes para la salud son de:
vacuno_cerdo
aves_ pescado
3- (Cua.J. es su preferida?
_
4- La de cerdo -de tenerla- la comerla diariamente?:
Si_No
5- El consumo de grasa es adecuado cuando es:
en e:xceso
mucho
poco_ninguno
6- La mejor grasa para la salud es la de:
origen animal (manteca)_ origen vegetal (aceites)_
7- (Cua.J. es su preferida?
_
8- La manteca de cerdo -de tenerla--(la comeria diariamente?
Si
No
9- Prefiere comer los alimentos: fritos
hervidos
10-El consumo de sales adecuado cuando es:
en exceso
mucho
poco
ninguno
11- El consumo de azucat es adecuado cuando es:
en e:xceso
mucho
poco
ninguno
12- La mejor azllcat para la salud es:
la refinada (blanca)
la cruda (prieta)
13- Cua.J. es su preferida?
14- (Le gusta comer dulces diatiamente? Sf
No
15- El consumo de vegetales es adecuado cuando es:
en e:xceso
mucho
poco
ninguno
16- Los vegetales que mas le gustan son:
tomate
lechuga
col
zanahoria
remolacha
apio
espinaca
ottos
17-De tenerlos los comeria diatiamente?: Sf
No
18- Los productos de la soya son un buen alimento?
Si_No
19- A usted le gustan los productos de la soya?
Sf
No
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Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Resultados deIa encu.esta
-Carnes: Respecto a Ia pregunta de si debe comerse en e:xceso,
mucha, poca o ninguna, el 70 % dijo que lo correcto es comer
mucha carne y hoy se sabe que no es asf. La mayoria marco como
las mejores carnes las de vacuno y cerdo y no las de aves y pescado
como es en realidad. Tambien las preferidas fueron las de vaca y
cerdo y esta Ultima, de tenerla, Ia comeria diariamente el 52%. Lo
que no seria nada buena para ese grupo de personas.
-Gnsas: El 50% dijo que lo buena es ingerir mucha grasa y Ia
otra mitad que lo buena era comerla poco. A Ia pregunta de emil es
la mejor, si la animal o vegetal, el80% dijo que la vegetal es Ia mejor
(lo cua1 es cierto) y el40% dijo que Ia animal (equivocados). Aqui
saben lo correcto. Sin embargo,Ia mayoria prefiere Ia grasa de cerdo.
El 60 % dijo que si Ia tuviera Ia consumiria todos los dfas. El 98%
(mmensa mayoria) prefiere los alimentos fritos, lo cual es bien malo
para Ia salud.
-Azucar: El67% dijo que lo mejor es comerla poco y el resto, 23
%, que lo mejor es comerla mucho, este porciento de equivocados
no es despreciable. La inmensa mayoria, el 90%, opina que Ia mejor
azucar para Ia salud es la blanca o refinada, lo cual es falso. Y el95%
prefiere Ia blanca con respecto a Ia cruda o "azucar prieta", como le
llamamos los cubanos, lo cual es tambien un error. El68% comeria
dulces a diario.
-Sal: El 90%, la mayoria, sabe que lo mejor para la salud es
ingerirla poco. Un 25% aseguro comerla mucho y esto es muy
dafiino. Nadie marco como respuesta ninguna, que para muchos
investigadores es lo correcto.
-Vegetales: El 69% opina que lo mejor es comerlos mucho, el
76% prefiere tomates, lechugas y coles,1a minoria prefiere zanahoria,
remolacha, apia y espinacas (todos muy ricos en antioxidantes).
El 62% los comeria a diario y el 38% no. El 52% opina que Ia soya
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
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es un buen alimento y el 48% que no lo es. El 91% respondi6 no
gustarle la soya (sin embargo, es un excelente alimento rico en
nutrientes, sabre todo, en protefnas).
El ejercicio fisico
La inactividad ffsica,la vida sedentaria y una inadecuada alimentaci6n, conducen a la obesidad y aumentan el riesgo de enfermedades
cr6nicas, como las cardiopatfas, hipertensi6n arterial, diabetes mellitus
y cancer, entre otras.
Caminar con paso nipido, correr (de acuerdo a su edad y estado
ffsico), nadar, montar bicicleta, son buenos ejercicios ffsicos.El ejercicio
debe realizarse con periodicidad Una actividad ffsica saludable puede
ser media hora, tres veces ala semana. Entre los ventajas de la actividad
ffsica peri6dica estin:favorecer las funciones cardiovasculares y respiratorias, aumentar el aporte de sangre y oxfgeno al coraz6n y demas
6rganos, favorecer la flexibilidad y fuerza de m6sculos y articulaciones,
mejomr el estado de animo, aliviar la ansiedad, donnir y trabajar mejor,
entre otros muchos beneficios. Pero no olvide que la palabra clave es
moderaci6n, en el ejercicio y en la alimentaci6n. Recuerde esta regia de
oro para vivir sana y feliz: "Prudencia y Moderaci6n".
Las diez leyes de la salud
En un viejo,interesante y utillibro de Medicina Natural, aparece
una relaci6n de actitudes o conductas con el sugerente titulo: "Las
diez leyes de la salud". Como siempte pasa, a unos les parecetan
bien, ottos harlan una lista diferente; pero a nosotros nos gusto pot
su sencillez y realidad, pot eso la compartimos con ustedes:
1. Alimentaci6n sana (comer los alimentos en su forma natural
o hervidos, nunca fritos, pocas carnes y grasas de animales).
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Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
2. Psiquismo sano (evitar el estres psiquico, las angustias y depresiones).
3. Ejercicio y trabajo (para evitar la vida sedentaria y disfrutar
con el trabajo la maravillosa sensacion de que lo que hacemos es
util, por sencillo y modesto que sea).
4. Descanso (que incluye la sana recreacion y diversion).
5. Ecologismo (contacto intimo con la naturaleza. Amarla para
sentir la necesidad de cuidarla).
6. Limpieza natural (buenos Mbitos de higiene personal, familiar y social).
7. Armoma y solidaridad (trato amistoso, sincero; ayudar,
cooperar, colaborar; en fin; ser utiles a los demas).
8. Moderacion (no exagerar nunca, ni en lo bueno; tener sentido
del limite).
9. Ser constructivos (vision optimista de la vida, del mundo y
de las cosas).
10.Relacion coherente con el ser supremo (cualquiera que sea tu
idea de el; puede ser sencillamente hasta la coherencia entre
tu propio pensamiento y tu conducta).
Ctimplanse y nada mas.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
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GLOSARIO
Accidente Vascular Encefalico (AVE): Tipo de enfermedad
cerebrovascular caracterizada por una brusca interrupci6n del
flujo sanguineo al cerebra y que origina una serie de sintomas
variables en funci6n del area cerebral afectada. Lo que diferencia
el AVE de otros conceptos similares es la consideraci6n de ser
un episodio agudo y la afectaci6n de las funciones del sistema
nervioso central.
Acido araquid6nico (AA):Es un acidograso esencial poliinsaturado
de la serie omega-6. Esta presente en las membranas de las celulas.
A partir de 8 se forman sustancias de gran actividad biol6gica
como las prostaglandinas. Es uno de los acidos grasos esenciales
requeridos por la mayoria de los mamiferos.
Acido hipocloroso (HOCL): Sustancia o:xidante producida por
leucocitos polimorfonucleares. Es conocido como una sustancia
antirnicrobiana no antibi6tica, recomendado en patologfas como
wceras de miembros inferiores, quemaduras de 2do. y 3er. grado,
hongos t6picos, entre otras.
Acido malonildialdehfdo (MDA): Producto de degradaci6n
o:xidativa de los lipidos de las membranas celulares.
Acidos grasos pollinsaturados (AGPI): Forman parte importante de las membranas celulares. Son acidos grasos que poseen
mas de un doble enlace entre sus carbonos. Dentro de este grupo
se encuentra e1acido linoleruco (omega-3) y ellinoleico (omega-6)
I 00
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
que son esenciales para el ser humano. Tienen un efecto beneficiaso disminuyendo el colesteroL Se pueden obtener de pescados
azules y vegetales como mafz, soja, gitasol, calabaza, nueces.
Adenosfn trifosfato (ATP): Sustancia rica en energfa quimica. Es un
nucle6tido fundamental en la obtenci6n de energfa celular. Se produce durante la fotosintesis y la respiraci6n celular. Es utilizado
por muchas enzimas en la cacilisis de numerosos procesos quimicos.
AJfa-1-Antitripsin.a (AlAT): Inhibidor potente de enzimas que degradan las protefnas.
Ani6n super6xido (0 2): Radicallibre de oxigeno de gran actividad.
Antioxidante (AO): Sustancia que neutraliza o elimina la acci6n
oxidante de los radicales libres.
Apoptosis: Muerte celular programada regulada geneticamente.
Cadena respiratoria: es una serie de transportadores de electrones
que se encuentran en la membrana interna mitocondrial y donde
se genem la energia quimica para la funci6n cdular.
Catalasa (CAT): Es una enzima antioxidante que se encuentra en
organismos vivos y cataliza la descomposici6n del per6xido de
hidr6geno (H20en oxfgeno y agua.
Citocmrno P-450 (Cit. P-450): Enzima con funci6n detoxifi.cante.
Acido Desoxirribonucleico (ADN): es un tipo de acido nucleico
que contiene la informacion genetica.
Especies reactivas de oxfgeno (ERO): Moleculas muy pequefias,
altamente reactivas debido a la presencia de una capa de electrones de valencia no apareada.Estas especies se forman de manera
natural como subproducto del metabolismo normal del oxfgeno
y tienen un importante papd en la seiializaci6n celular. Sin embargo,
en epocas de estres ambiental sus niveles pueden aumentar en gran
manem, lo cual puede resultar en dafios significativos a las esttucturas celulares, por lo que lleva al estres oxidativo.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
101
Estres oxidativo (EO):Dafio celular por radicales libres o especies
reactivas de ox!geno.
Glucosilaci6n no enzimatica (GNE): Union espontanea de la
glucosa a las proteinas.
Glutati6n peroxidasa (GPx): Es una enzima antioxidante, que
cataliza la reacci6n de oxidaci6n de la glutationa a glutationa
disulfuro, utilizando para ella per6xido de hidr6geno. Su principal funci6n es proteger al organismo del efecto degradante de
los hidroper6xidos formados de forma end6gena.
Glutati6n reducido (GSH): Sustancia antioxidante.
Glutati6n reductasa (GR): Enzima antioxidante.
Hidroxilo (OH•): Radicallibre de ox{geno de muy elevada
reactividad.
Hipoxia: Disminuci6n del ox!geno en los tejidos.
Infarto Agudo del Miocardia (IMA): Riego sanguineo insuficiente, con daiio tisular, en una parte del coraz6n, producido
por una obstrucci6n en una de las arterias coronarias, ftecuentemente por ruptura de una placa de ateroma vulnerable. Es la
principal causa de muerte de hombres y mujeres en todo el
mundo.
Isquemia:Sufrimiento celular causado por la disminuci6n transitoria
o permanente del riego sanguineo y la consecuente disminuci6n
del aporte de ox!geno.
Lipoprotefna de alta densidad (HDL):Lipoproteinas que transportan el colesterol desde los tejidos del cuerpo hasta el hfgado
para su excreci6n. Se les conoce como colesterol buena. Es un
factor de protecci6n contra la ateroesclerosis.
Lipoprotefna de baja densidad (LDL): Estas transportan
colesterol desde el higado hasta los tejidos perifericos. Es un
factor de riesgo ateroescler6tico.
Lipoprotefna de muy baja densidad (VLDL): Son complejos
macromoleculares sintetizados por el hfgado que transportan
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Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
trigliceridos, esteres de colesterol y fosfolipidos, principalmente
hacia los tejidos extrahepaticos. Es un factor de riesgo
ateroescler6tico.
Mieloperoxidasa (MPO): Enzima que produce el acido
hipocloroso.
Mitocondrla: Organelo citoplasmatico encatgado de la respiraci6n celular.
Monoamino oxidasas (MAO): Son enzimas muy importantes en
el sistema nervioso que catalizan la oxidaci6n de monoaminas y
la degradaci6n de aminas-neurotransmisores- (serotonina,
noradrenalina). Debido al papel que desempeiian en la
inacti.vaci6n de los neurottansmisores, las disfunciones de la MAO
(por exceso o defecto de acti.vidad) pueden ser responsables de
algunos ttastornos neurol6gicos.
Oxidaci6n peroxidica de lfpidos (OPL o POL): Proceso de
daiio histico por radicales libres.
6xido nitrlco sintasa (NOS): Enzima que produce el6xido nitrico.
Peptido beta-amiloide: Sustancia proteinica anormal asociada a Ia
enfermedad de Alzheimer.
Per6xido de hidr6geno (H20J: Especie reactiva de oxfgeno.
Polimorfonucleares (PMN): Tipo de gl6bulo blanco de defensa
contra germenes pat6genos.
Productos finales de la glucosilaci6n avanzada (PFGA): Sustancias t6xicas que al unirse a las moleculas impiden sus funciones normales.
Prostaglandinas (PG): Grupo de sustancias generadas en los tejidos y con mUltiples funciones bio16gicas.
Radicales libres (RL):Atomos o moleculas con electron impareado
en su Ultimo orbital, por lo que son muy reactivos.
Sistema nervioso central (SNC):Esm constituido por el encefalo y
la medula espinal y estos a su vez estan protegi.dos por envolturas
6seas que son el craneo y la columna vertebral respectivamente.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
103
Super6xido dismutasa (SOD):Enzima que cataliza la dismutaci6n
de super6xido en oxigeno y per6xido de hidr6geno. Es una
importante defensa antioxidante en la mayorla de las celulas expuestas al oxfgeno.
Tau (i-i ): Prote!na microtubular que abunda en las neuronas. las
alteraciones de tau se asocian con las patologias neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer.
Xantina deshidrogenasa (XDH): Enzima que puede generar radicales libres.
Xantina oxidasa (XO):Enzima que puede generar radicales libres.
Xenobi6tico: Sustancia extrafia, ajena al organismo. Se aplica a los
compuestos cuya estructura quimica en la naturaleza es poco
frecuente o inexistente, debido a que son sintetizados en ellaboratorio.
Estres oxidativo y radicales libres1,amigos o enemigos?
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BIBLIOGRAFiA
BoOTHBY L., DoERING P.: ''Vitamin C and Vitamin E for Alzheimer's
disease", The Annal Pharmacotherapy, 2005; 39 (12): 2073-2080.
CAM:rco P.:"Real-Time Monitorina of oxidants in Disease",Lecture
Plenary inII Intemacional Conference of oxidative stress HavanaRedox 2009, January 29-31, Havana, Cuba.
DEFAG6 MD.,N.R PEROVIc, c.A AGUINALOO y A.B. ACI'IS:''Desarrollo
de un programa infonmitico pam estudios nutricionales", &vista
Panamericana Salmi Ptlblica, 2009; 25(4): 362-366.
DELGADO R:"Nitric Oxide, rollin physiology and diseases", Lecture
Plenary inII Internacional Conference of oxidative stress HavanaRedox 2009, January 29-31, Havana, Cuba.
FoNGJ., RHoNEY D.:''Review of neuroprotective potencial for acute
stroke", The Anna/Pharmacotherapy, 2006:40 (3): 461-471.
I-iALLiwErL B.: ''The definition and measurement antioxidants in
biological systems", Free Radical Biology Medical, 1955;18:125-126.
JoHANSE SJ., HAluus KA., ERGUL, A.:"Oxidative stress and the use
of antioxidants in diabetes: Cinking basic science to clinical
practice", Cardiovasc Diabetol, 2005; 4:5-16.
MARTiNEz G. y <YI'ROS: "Balance antioxidantes/ pro-oxidantes: salud
y enfermedad", 1ra. edici6n, Centro de Investigaciones y
Evaluaciones Biol6gicas del IFAL, Universidad de La Habana.
Ed. Palcograf, Palacio de las Convenciones, La Habana, Cuba,
2004.
I06
Mario Sanchez Mojarrieta, Evera/do Jerez Hernandez
Z.S., GoKCE N.: Mechanism of oxidative stress and vasCHiar
4J.ifunction, Postgmdo Journal, 2003, 19(930): 195-200.
PoRRATA C. y ottos:''Una propuesta de vida saludab1e:Gufas alimentarias
NEDELJKOVIC
para la poblaci.6n cubana mayor de dos afios de edad", Insti.tuto de
Nuttici6n e Higiene de los alimentos, MINSAP, Ed. Palcograf,
Palacio de las Convenciones, La Habana, 2004.
RArrAN S.: ''Theories of biological aging: genes, proteins and free
radicals", Free &ldical Researches, 2006; 40 (12): 1230-1238.
RoSADo J., MENDOZA V.M.: "Inflamaci6n cr6nica y estres oxidati.vo
en la diabetes mellitus", Bioqufmica. 2007; 32: 58-69.
RuANo-RAVINA A. et al: ''Antioxidants vitamins and risk of lung
cancer'', Cun-ent Pharmaceutical Design, 2006;12 (5): 599-613.
TAPIA SAAVFDRA A.: ''Estres oxidativo y depresi6n. Un posible rol
et:iol6gico?" &vista Chikna de Nemv-Psiquiatria, 2005; 43(4):329-336.
'IiuANA M.M.:"La hiperglucemia y sus efectos t6xicos, un concepto
patogeruco para la micro y macroangiopatia diabetica", &vista
Cubana de Angiologfay Cir gia Va.rCHiar, 2001; 2: 131-141.
VALCo M., H. MoRRIS y M. CRoNIN: "Metals, toxicity and oxidative
stress", Cun-entMedicina/Chemistry, 2005;12 (10): 1161-1208.
VERRA F., G. ZABERT, D. FERRANTE, P. MoRILLo y M. VIRGOLINI:
"Consumo de tabaco en estudiantes de educaci6n secundaria en
Argentina",&vista Panamericana Salud Pllblifa, 2009;25(3):227-233.
VmsoN J.A.: "Plant Foods and Beverages: Rich in Antioxidants
and Protective for Heart Disease", Lecture Plenary in II
Internacional Conference of oxidative stress Havana-Redox
2009,January 29-31, Havana, Cuba.
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