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• Nicole Tupayachi Arce

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RADICALES LIBRES Y ENFERMEDAD SEMANA 12

a. Definición de radical libre. 1

Los radicales libres son sustancias químicas muy reactivas que introducen oxígeno en las células, produciendo la oxidación de sus partes, alteraciones en el ADN, y que provocan cambios que aceleran el envejecimiento del cuerpo. 2Un átomo, ión, molécula o cualquier compuesto químico tiene uno o varios electrones no apareados en su orbital externo se convierte en un radical libre. Esta condición les confiere gran inestabilidad energética, transformándose en agentes altamente reactivos, con un gran poder oxidante y nocivo para las células.

b. Fuentes de radicales libres.  Cadena respiratoria  Fagocitosis  Sistema citocromo P-450 (RE)  Síntesis de prostaglandinas  Reacciones no enzimáticas de oxigeno  Radiaciones ionizantes.  La principal fuente es la respiración, ya que entre 1 y 3% del oxigeno consumido se transforma en radicales libres  Fuentes biologicas de radicales libres: Mitocondria: Constituye la principal fuente de radicales libres a través del proceso de fosforilacion oxidativa

c. Sistema antioxidante: Sistema enzimático y Sistema no enzimático. El sistema antioxidante enzimático constituye la primera y mejor línea de defensa contra los radicales libres. Está integrado por tres enzimas principales que trabajan en cadena para desactivar selectivamente radicales libres: superóxido dismutasa, (SOD), catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (GPx); otras tres enzimas, glutatión reductasa (GR), glutatión-S-transferasa (GST) y Γ-glutamil cisteinil sintetasa (GCS), sin ser estrictamente enzimas antioxidantes, colaboran indirectamente con la GPx ya que contribuyen a regular el pool intracelular de glutatión reducido (GSH), uno de los principales antioxidantes celulares no enzimático El sistema antioxidante no enzimático está integrado por una serie de sustancias que, aun estando presentes a bajas concentraciones, en presencia de compuestos oxidables (como ADN, proteínas o lípidos), se oxidan antes que éstos, y retrasan, inhiben, amortiguan o previenen su oxidación, la producción de radicales libres o los efectos deletéreos de éstos. El sistema antioxidante no enzimático incluye una larga serie de compuestos de bajo peso molecular, siendo los más importantes el glutatión reducido, la vitamina E (α-tocoferol), la vitamina C (ácido ascórbico y la vitamina A (trans-retinol/ß-caroteno). Además, los flavonoides, ácidos fenólicos, ácido α-lipóico, ácido úrico, bilirrubina, algunos azúcares y

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aminoácidos, coenzima Q o ubiquinona y varios derivados de ésta y una hormona, la melatonina, también forman parte de los antioxidantes no enzimáticos. El manganeso, selenio, cobre, hierro y otros minerales, al ser parte del sitio activo de las enzimas antioxidantes, juegan un papel importante en la defensa mediada por enzimas, sin ser verdaderos antioxidantes.

d. Efecto de los radicales libres sobre componentes celulares Lípidos. Es aquí donde se produce el daño mayor en un proceso que se conoce como peroxidación lipídica, afecta a las estructuras ricas en ácidos grasos poliinsaturados, ya que se altera la permeabilidad de la membrana celular produciéndose edema y muerte celular. La peroxidación lipídica o enranciamiento oxidativo representa una forma de daño hístico que puede ser desencadenado por el oxígeno, el oxígeno singlete, el peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo. Los ácidos grasos insaturados son componentes esenciales de las membranas celulares, por lo que se cree son importantes para su funcionamiento normal, sin embargo, son vulnerables al ataque oxidativo iniciado por los radicales libres del oxígeno Proteínas. Hay oxidación de un grupo de aminoácidos como fenilalanina, tirosina, histidina y metionina; además se forman entrecruzamientos de cadenas peptídicas, y por último hay formación de grupos carbonilos. Ácido desoxirribonucleico (ADN). Ocurren fenómenos de mutaciones y carcinogénesis, hay pérdida de expresión o síntesis de una proteína por daño a un gen específico, modificaciones oxidativas de las bases, delecciones, fragmentaciones, interacciones estables ADN-proteínas, reordenamientos cromosómicos y desmetilación de citosinas del ADN que activan genes. El daño se puede realizar por la alteración (inactivación/pérdida de algunos genes supresores de tumores que pueden conducir a la iniciación, progresión, o ambas de la carcinogénesis). Los genes supresores de tumores pueden ser modificados por un simple cambio en una base crítica de la secuencia del ADN

e. Estrés oxidativo y enfermedad. Es el desequilibrio bioquímico propiciado por la producción excesiva de radicales libres, que producen daño oxidativo en las biomoléculas y que no puede ser contrarrestado por los sistemas antioxidantes  El envejecimiento: El envejecimiento y la muerte pueden ser el resultado de la activación de genes específicos en un momento determinado del ciclo celular (apoptosis).  La ateroesclerosis: En determinadas condiciones oxidativas las lipoproteínas se fragmentan y se alteran determinados residuos de aminoácidos de la apoproteína de la LDL  Cáncer: Los RL estimulan el crecimiento de las células musculares lisas, lo que sugiere un papel del estrés oxidativo en la neovascularización tumoral o angiogénesis.También se ha observado la activación de algunos genes tempranos que podrían participar en el control de la transcripción de factores de crecimiento necesarios para el desarrollo tumoral.

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 La catarata senil: Los RL generados en el cristalino producen entrecruzamiento, desnaturalización, degradación de sus proteínas y otros efectos, formándose gránulos microscópicos de composición compleja por apelotonamiento desordenado de moléculas, que crecen en tamaño y cantidad, produciendo inicialmente el efecto Tindall, y finalmente la total opacificación del cristalino  Insuficiencia renal aguda (IRA), crónica (IRC) y diálisis: El daño tubular por isquemia/reperfusión está, al menos en parte, ocasionado por el aumento del estrés oxidativo de la IRA  Tóxicos que alteran el estado redox: El daño celular inducido por algunos tóxicos a nivel renal como el paraquat se manifiesta con un aumento de los marcadores de estrés oxidativo  Diabetes mellitus: .Es sabido que la autoxidación de azucares genera especies de RLO. A concentraciones altas de glucosa, típicas de estados diabéticos, la producción de RLO se incrementa en presencia de metales de transición. Pero el aumento de estrés oxidativo descrito en los diabéticos, no está únicamente relacionado con la aceleración en la producción de RLO, sino también por la disminución de antioxidantes  Hipertensión arterial (HTA): la HTA puede ser considerada como un conjunto de resultados sistémicos de las lesiones (vasculares, parenquimatosas, etc.) producidas por los RLO.  Cirrosis, insuficiencia hepática y hepatopatía alcohólica: El daño hepático inducido por alcohol está relacionado, al menos en parte, a un estrés oxidativo causado por la producción de RLO y/o a un descenso de los antioxidantes.

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