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Especies reactivas de oxígeno y estrés oxidativo
El estrés oxidativo resulta de la acción dañina de las especies reactivas de oxígeno. Estas moléculas reaccionan con proteínas, lípidos o ADN, alterando su estructura y causando daño oxidativo a las células.
Las especies reactivas de oxígeno (ROS) se producen durante procesos fisiológicos normales como la producción de energía, lo que inevitablemente conduce a la generación de moléculas oxidativas: superóxido (O2._), peróxido de hidrógeno (H2O2) o radical hidroxilo (.OH). Los metales de transición como el hierro o el cobre, aunque necesarios para ciertas funciones enzimáticas, intensifican el daño oxidativo al catalizar la conversión de peróxido de hidrógeno en .OH, un radical altamente reactivo que reaccionará inmediatamente con cualquier molécula biológica, en particular ácidos grasos poliinsaturados.
Otro radical libre importante es el óxido nítrico (NO). Esta molécula, producida por las enzimas iNOS y eNOS, ejerce diversas funciones fisiológicas como neuromediador, regulador de funciones inmunológicas o vasodilatador. Sin embargo, puede reaccionar con el superóxido para formar peroxinitrito (ONOO-), un oxidante celular extremadamente potente.
Vías antioxidantes
Hasta cierto punto, nuestras células pueden protegerse contra el daño oxidativo. La enzima superóxido dismutasa (SOD) cataliza la dismutación del superóxido a H2O2, que luego se convierte en H2O por la glutation peroxidasa (GPx) o en O2 + H2O por la catalasa. La reacción catalizada por GPx requiere glutatión (GSH), que se convierte en glutation reducido (GSSG). Las concentraciones de GSH y GSSG, y su relación, reflejan el estado redox de la célula y son cruciales para una desintoxicación eficiente de ROS.
El efecto perjudicial de los metales de transición se minimiza mediante la acción de proteínas como ferritina, transferrina y lactoferrina que pueden almacenar iones Fe, manteniendo su concentración celular libre lo más baja posible. Finalmente, las células también están protegidas por antioxidantes que eliminan los radicales, como la vitamina E, que puede capturar los radicales libres.
Capacidad alterada para combatir el estrés oxidativo
Los factores que influyen en la eficiencia de la defensa antioxidante son los siguientes:
Deficiencias nutricionales:
una ingesta nutricional adecuada es crucial. Los sistemas antioxidantes requieren una variedad de cofactores (glutatión, sulfato, vitamina A, vitamina E o minerales como selenio y cobre) que deben estar presentes en nuestra alimentación. La suplementación adecuada de ácidos grasos también es determinante, ya que podría compensar el daño causado por el estrés oxidativo (los ácidos grasos poliinsaturados son muy sensibles al daño oxidativo).
Exposición a productos químicos tóxicos:
la exposición excesiva a productos químicos tóxicos presentes en nuestro entorno puede causar daño oxidativo severo. Por ejemplo, la dioxina aumenta la producción de especies reactivas de oxígeno por las mitocondrias, lo que lleva a daño oxidativo en el endotelio, hígado y cerebro. La exposición a ciertos compuestos clorados se asocia con un aumento de 8-OhdG, un marcador de daño oxidativo al ADN. Los pesticidas organofosforados generan radicales libres y alteran el sistema de defensa antioxidante en los eritrocitos. La exposición a metales pesados también causa un fuerte daño oxidativo: el mercurio, plomo, cadmio y arsénico promueven la formación de peróxido de hidrógeno y al mismo tiempo inhiben enzimas antioxidantes (sintetasa de GSH, reductasa de GSH, SOD). Dado que la mayoría de los productos químicos pueden generar estrés oxidativo hasta cierto punto, la exposición a dosis bajas de diferentes productos químicos puede finalmente, cuando se combinan, provocar una carga oxidativa significativa.
Infecciones:
Las infecciones y los procesos inflamatorios se asocian con la producción de moléculas pro-oxidantes. Las células fagocíticas, de hecho, eliminan las bacterias produciendo ácido hipocloroso (HOCl) a partir de peróxido de hidrógeno (una reacción catalizada por la mieloperoxidasa). El ácido hipocloroso es en sí mismo un fuerte oxidante. Las infecciones crónicas están, por lo tanto, asociadas con un aumento de la carga oxidativa; por ejemplo, las infecciones por Helicobacter pylori causan un daño oxidativo severo en la mucosa gástrica.
Estrés oxidativo y enfermedad
El estrés oxidativo está implicado en un gran número de enfermedades:
cáncer (el daño oxidativo al ADN provoca mutaciones que pueden provocar carcinogénesis),
aterosclerosis (las placas ateroscleróticas están hechas de grasa oxidada),
Enfermedades neurodegenerativas (el daño oxidativo es un componente central de la destrucción de las células nerviosas).
Se han detectado indicadores de estrés oxidativo en los músculos y la sangre de pacientes con SFC. El daño oxidativo puede alterar la barrera hematoencefálica, lo que podría explicar algunos de los problemas cognitivos que experimentan los pacientes. El estrés oxidativo está implicado en un gran número de enfermedades:
