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Universidad Central del Ecuador Facultad de Ciencias Médicas Carrera de Medicina Cátedra de Bioquímica Tema: Radicales libres y antioxidantes

Doctor: César Barrera Integrantes:  Luis Cajas  Ángela Carlosama  Sandra Chamba  Yadira Hidalgo  Génesis Lora  Gabriela Medina  David Parra  Adrián Rivera Paralelo: “A7” Fecha: 15/07/2016

Introducción

Definiciones Radicales libres Desde el punto de vista químico, los radicales libres son todas aquellas especies químicas, cargadas o no, que en su estructura atómica presentan un electrón desapareado o impar en el orbital externo que les da una configuración espacial generando gran inestabilidad, lo cual va estar señalizado por el punto situado a la derecha del símbolo. 

El anión superóxido O2 que es un potente agente oxidante muy reactivo con el agua.



El peróxido de hidrógeno H2O2 .



El radical hidroxilo OH que es el más reactivo (aceptando un electrón más, el radical hidroxilo da lugar a una molécula de agua).

También pertenecen a las ROS el óxido nítrico (NO) y el HONO 2-. Al ser especies reactivas las ROS pueden producir efectos dañinos sobre las células como: 

Daños en el ADN.



Daños producidos por oxidación de ácidos grasos poliinsaturados y de aminoácidos.



Daños producidos por reacciones con metales como el hierro y el cobre.

Para evitar estos daños, las células tienen varios mecanismos de eliminación y transformación de las ROS como las enzimas superóxido dismutasa (SOD) y catalasa, y sustancias antioxidantes como el glutatión o la vitamina C que se encargan de reducir las ROS. En los peroxisomas del hígado el peróxido de hidrógeno participa con la catalasa en funciones de detoxificación realizando la oxidación de ciertas sustancias como alcoholes, ácido fórmico o fenoles. Peróxido Los peróxidos son sustancias que presentan un enlace oxígeno-oxígeno y que contienen el oxígeno en estado de oxidación −1. Generalmente se comportan como sustancias oxidantes. Superóxido Un superóxido o hiperóxido es un anión con fórmula O 2. Se considera que el oxígeno, el cual siempre tiene estado de oxidación −2, tiene un estado de oxidación de −1/2. Se nombra como los peróxidos tan sólo cambiando peróxido por superóxido o hiperóxido.

Daño oxidativo u estrés oxidativo La exposición de la materia viva a diversas fuentes que producen una ruptura del equilibrio que debe existir entre las sustancias o factores prooxidantes y los mecanismos antioxidantes encargados de eliminar dichas especies químicas, ya sea por un déficit de estas defensas o por un incremento exagerado de la producción de especies reactivas del oxígeno. Todo esto trae como consecuencia alteraciones de la relación estructurafunción en cualquier órgano, sistema o grupo celular especializado; por lo tanto se reconoce como mecanismo general de daño celular, asociado con la fisiopatología primaria o la evolución de un número creciente de entidades y síndromes de interés médico-social, involucrado en la génesis y en las consecuencias de dichos eventos. Antioxidantes Tabla 1. Clasificación de los antioxidantes según el sitio donde ejercen su acción. Intracelular Superóxido dismutasa

Membrana Vitamina E

Catalasa

Betacaroten os Ubiquinol-10

Peroxidasa DT-deafarasa GSH Proteínas que ligan metales Sistemas proteolíticos Vitamina C

Extracelular Ceruloplasmi na Transferinas Lactoferinas Albúminas Haptoglobina s Vitamina C Ácido úrico Vitamina E

Tabla 2. Clasificación de los antioxidantes, según origen. Origen 1. Exógenos Vitamina E

Vitamina C

Acción - Neutraliza el oxígeno singlete - Captura radicales libres hidroxilo - Captura O2 - Neutraliza peróxidos - Neutraliza el oxígeno singlete - Captura radicales libres de hidroxilo - Captura O2

Betacarotenos Flavonoides, Licopenos 2. Endógenos Enzimáticos Superóxido dismutasa (SOD) Catalasa (CAT) Glutatión peroxidasa (GPx) 3. No enzimáticos Glutatión

Coenzima Q Ácido Tioctico

- Regenera la forma oxidada de la vitamina E Neutraliza el oxígeno singlete

Cofactor Cobre, sodio, manganeso

Hierro Selenio

Barreras fisiológicas que enfrenta el oxígeno a su paso desde el aire hasta las células Transportadores de metales (transferrina y ceruloplasmina)

Marco teórico Tratamiento de diversas enfermedades con antioxidantes. Las sustancias oxidantes tienen un rol normal en el organismo, principalmente con la función de degradar proteínas o “lisis” de diferentes cuerpos, estas sustancias se encuentran en los lisosomas y de esa manera no producen un daño a la propia célula. ¿Entonces, para qué necesitamos antioxidantes? 1* En un paciente con fibrosis quística las infecciones e inflamación son muy frecuentes. A la vez esto hace que las moléculas de oxígeno permanezcan más tiempo en los tejidos causando estragos, principalmente dañando el ADN. Estas moléculas aumentan el nivel de ROS (Reactive exigen species) pero el cuerpo lo contrarresta generando y utilizando su reserva de antioxidantes. Se descubrió que en estos pacientes la vitamina E y los beta-carotenos están especialmente disminuidos, y para ello junto a su medicación habitual se los trata con los antioxidantes antes mencionados en suplementos dietéticos. El glutatión puede ser inhalado para una acción más rápida. El glutatión es el antioxidante más abundante en las células pulmonares. El estudio que hicieron se basa en una prueba de una cohorte con 50% de placebo en los participantes, y se confirmó que con estos suplementos el nivel de Vitamina E y otros antioxidantes aumentaban, aunque al cabo de

seis meses los niveles eran muy similares a los que solo tomaban el placebo. Esta terapia es muy útil cuando se la combina con antibióticos, mejorando así su absorción y efectos beneficiosos del medicamento. 2*Pero entonces, ¿una dieta ya no complementaria sino suplementaria de antioxidantes podría mejorar nuestra salud? Esta pregunta será contestada mediante el siguiente análisis. El uso de antioxidantes, minerales y vitaminas para tratar la subfertilidad en el hombre ha demostrado tener resultados visibles elevando la taza de éxito desde un 5% sobre 100% a un 25-30% obtenido con el complemento nutricional antes mencionado. Aun así faltan más experimentos para obtener una respuesta clara y confiable. 3*También en el aspecto psicológico podemos notar que los radicales libres son capaces de dañar nuestro cerebro de forma visible y por eso revisaremos la siguiente investigación donde se utiliza los antioxidantes como base complementaria de un tratamiento antipsicótico, en este caso esquizofrenia. Dado que los radicales libres son moléculas muy inestables y el cerebro es un órgano muy sensible, todo daño producido en el cerebro por los radicales libres son capaces de empeorar muchos síntomas de diversas enfermedades además del paciente. 4*La oxidación lipídica es un fenómeno de la rápida acción dentro del ser humano y que al igual que en el caso anterior esta decoración es capaz de dañar el color, la textura, el sabor incluso fuera del cuerpo del combatiendo mucho contra sustancias que nos pueden desmayar. Es por eso la razón del porque se utilizan diferentes compuestos, entre ellos para prevenir daños causados por los derivados de la oxidación del colesterol, que luego de la degradación bacteriológica es el segundo en el cuál se daña un alimento y ya no puede ser consumido. 5*Ahora vamos a indicar un ejemplo un poco más frecuente, como es el caso de los fumadores pasivos. Una sustancia muy útil para nuestro organismo es la vitamina C y de forma indirecta pero muy activa la vitamina C, se ve disminuida en los fumadores pasivos bajando así también los niveles de glutatión en general, dejando un poco más en claro que el complementar la dieta con antioxidantes tiene efectos positivos con el diario vivir de esa persona y pueden ser cada día más aptos como para encubrirse como necesidad esencial. 6* ¿El exceso de ejercicio es capaz de elevar el nivel de peróxidos en el organismos en situaciones normales? Y la respuesta es sí, ya que se hizo un experimento en un hombre sano midiendo el nivel de peroxidación de lípidos en sangre antes y después de hacer ejercicio y se descubrió que

luego de un ejercicio intenso, los niveles de enzimas anti-oxidativas se habían elevado levemente y el estrés oxidativo estaba ligeramente elevado, dando a mostrar que el cuerpo humano si suele tener situaciones fisiológicamente normales para la aparición de estrés oxidativo. 7* En la dislipidemia, la oxidación de lípidos es la principal causa de ateroesclerosis y otras enfermedades cardiacas/coronarias teniendo una relación tan directa y fuerte que es considerado síntoma emblema del mismo. Se hizo entonces un estudio en mujeres con dislipidemia familiar y su tratamiento con antioxidantes en su dieta. Los resultados mostraron que en estos casos, el tocoferol (compuesto activo de la vitamina E) va a ser aquel más afectado y desgastado cuando se inicia la formación de un ateroma, pero una dieta extremadamente rica en antioxidantes no será la cura definitiva y no se puede cambiar el tratamiento tradicional aún. 8*Dado que se demostró que los antioxidantes tienen un alto grado de acción a nivel cerebral y que el tratamientos con los mismos ha estado en auge bastante tiempo, se intentó tratar el tinnitus de un anciano ya que estos acufenos tienen un origen cognitivo más que histopatológico. Los resultados no fueron significantes y por ende el tratamiento de esta enfermedad con antioxidantes quedó descartada. 9*Los peróxidos y aniones peróxidos o superóxidos son producidos en el cuerpo de manera normal junto al peróxido de hidrógeno en el metabolismo aerobio. La concentración elevada de estos “ROS” en sangre luego de un evento cardiaco al igual que con HF o ateroesclerosis supone que una terapia con antioxidantes podría evitar un ataque al corazón, pero parece ser que en este caso la elevada concentración de estos agentes oxidantes es subsecuente a una enfermedad cardiaca, más no es la causa en sí, haciendo que el tratamiento no tenga efectos concluyentes. 10*Este último estudio hecho en el 2015 es una recopilación de todos los artículos disponibles en Medline sobre el estrés oxidativo y la calidad del semen. Dado que el índice mundial de infertilidad en hombres se ha elevado, debido principalmente a daños de tipo genético y/o su exposición a agentes nocivos. Se descubrió una relación entre el anión superperóxido mitocondrial y los ácidos grasos poliinsaturados en las membranas de los espermatozoides haciéndolos más vulnerables a la lipoperoxidación y en si llevar a una sobrecarga de estrés oxidativo y la muerte del espermatozoide. Se descubrió que en algunos casos una dieta rica en antioxidantes podía ser suficiente para aumentar el tiempo de vida de estos espermatozoides para llegar a la fecundación sin la necesidad de ninguna técnica de fertilización asistida.

CONCLUSIONES

Podemos ver que el daño por los radicales libres u estrés oxidativo es real y es parte de nuestro día a día, tanto en situaciones fisiológicas normales como haciendo ejercicio muy extenuante, problemas genéticos como en las personas con dislipidemia y fibrosis quística que aumentaba su cantidad de radicales por razones derivadas de su condición y por factores externos tan frecuentes como ser un fumador pasivo o simplemente por comer mucha carne roja o mucha grasa. Este daño por oxidación es un enemigo y desencadenante a futuro de enfermedades como el cáncer y aunque los tratamientos con complementos y suplementos de diversos factores antioxidantes nos permitan amortiguar este ataque hacia nuestro cuerpo, el principal aliado son las buenas costumbres al momento de cuidar de nuestro cuerpo tanto en actividades diarias como en nuestra alimentación, resistiendo cada día la lucha de nuestro cuerpo contra un enemigo que nos hace sucumbir en cuestión de tiempo y siempre gana, llamado envejecimiento. También hay que entender que existen enfermedades que o se pueden tratar simplemente con un cambio de dieta pero no hay que olvidar que aunque no podamos curar una enfermedad debemos hacer todo lo posible por mejorar la calidad de vida de nuestros pacientes, de la misma manera tampoco hay que dar falsas esperanzas o hacer que gasten en exceso en antioxidantes más de los necesarios para su dieta ya que la esperanza tampoco puede ser comprada.

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