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Antioxidantes y Radicales libres

23/11/2012 Norteamérica

Primeramente detallaremos en este artículo los conceptos de los radicales libres a nivel celular y bioquímico, y los efectos que ocasionan en los animales los cuales requieren del uso de Antioxidantes en la dieta para evitar estos problemas a nivel productivo, así como en el caso de animales de compañía.

Fue en los años de 1960  que se descubrió que en el interior de las células también se forman radicales libres, y que estos además de cumplir funciones celulares muy especificas, pueden llegar a ser tóxicos para las propias células que los producen o para células cercanas o que estén en contacto en un tejido u órgano.

Tal es el caso del oxígeno, ya que aun cuando se trata de una molécula muy estable, su participación en algunas funciones del metabolismo celular, lo convierten en diferentes especies reactivas, algunas de ellas con carácter de radicales libres. Estos radicales libres constituyen el producto o son utilizados para realizar importantes funciones celulares, especialmente donde la reactividad del oxígeno molecular es insuficiente.

La formación y la intervención de los radicales libres del oxígeno en los organismos eucarióticos (con núcleo celular), es un proceso regulado con mucha precisión. La célula forma radicales libres y también degrada estrictamente lo necesario, con el fin de disponer de su reactividad, pero también de evitar el daño derivado de una formación no controlada. Sin embargo, diversas circunstancias, tanto de carácter intrínseco como extrínseco, y a la actividad bioquímica de la célula, llevan a que ésta pierda el control en la formación y manejo de los radicales libres. Este desequilibrio en la formación y utilización de los radicales libres a nivel tisular, es lo que se conoce como “estrés oxidativo”. Esto es un proceso de oxidación no controlado que ocasiona daño celular y eventualmente la muerte celular. Muchas alteraciones de la función celular y también muchas patologías celulares se atribuyen hoy en día al desarrollo de un estrés oxidativo. De esta manera, ya se utiliza cada vez con mayor frecuencia el término de “patologías por estrés oxidativo”, entendiendo por tales aquellas anomalías funcionales o patológicas claramente definidas, que involucran la participación de radicales libres.

Mientras más se avanza en el conocimiento de los procesos metabólicos que ocurren en el interior de la célula, más se conoce la importante función de los radicales libres. Además del rol que tienen en la mitocondria y en la fracción del retículo endoplásmico liso, se han identificado otras funciones celulares donde también intervienen los radicales libres oxigenados. Los fagocitos de la sangre son un ejemplo, como también los macrófagos, los leucocitos y los leucocitos polimorfo nucleares. Todos ellos, en sus mecanismos de defensa contra las bacterias y virus, utilizan un mecanismo generador de radicales libres. En la síntesis de prostaglandinas, también se utilizan radicales libres, del mismo modo que en la síntesis del colesterol y las hormonas esteroidales. La hidroxilación de los aminoácidos lisina y prolina a hidroxilisina e hidroxiprolina respectivamente, necesarios para la biosíntesis del colágeno, requiere de la participación del radical libre hidroxilo. Así cada día se van conociendo nuevas funciones en las que intervienen los radicales libres.

Si bien es cierto que los radicales libres son elementos fundamentales en el metabolismo, también constituyen un riesgo, especialmente para las grandes moléculas. Es así como los ácidos nucleicos, las proteínas, los carbohidratos polimerizados (polisacáridos) y los lípidos, son preferentemente dañados por los radicales libres oxigenados. Los lípidos, especialmente aquellos que contienen ácidos grasos poli-insaturados, son especialmente susceptibles a desarrollar procesos de oxidación no controlados, inducidos por los radicales libres del oxígeno. Ello significa daños importantes en las membranas celulares, donde estos ácidos grasos desempeñan una función fundamental. Como consecuencia se alteran todos los procesos bioquímicos celulares, al dificultarse la función seleccionadora de las membranas.

Uso de Antioxidantes

Ya se conoce bastante bien como la célula se defiende del estrés oxidativo. Para combatirlos, ellas utilizan componentes enzimáticos y componentes no enzimáticos. Los componentes enzimáticos son básicamente tres: la enzima superóxido dismutasa (SOD), la enzima glutation peroxidasa (GSHPx) y la enzima catalasa (CAT). La enzima SOD destruye a los radicales libres superóxido. Su actividad se relaciona con las células aeróbicas (que requieren oxígeno). La enzima GSHPx, se relaciona principalmente con las membranas celulares. Destruye a los peróxidos orgánicos formados en los ácidos grasos poli-insaturados de las membranas, como producto del ataque de radicales libres oxigenados. También reacciona activamente con el peróxido de hidrógeno, destruyéndolo. Finalmente, la enzima CAT destruye al peróxido de hidrógeno formado en los peroxisomas (organelo intracelular), como producto de la actividad metabólica. Esta enzima es particularmente importante en el glóbulo rojo, ya que en estas células, que no poseen peroxisomas en su estado maduro, la enzima está libre en el citoplasma cumpliendo una actividad citoprotectora de gran relevancia.

Los componentes no enzimáticos del sistema de defensa antioxidante son muy numerosos. Sin embargo, los más importantes son el glutation reducido (GSH), la ceruloplasmina (proteína transportadora de cobre en el plasma), la ferritina (proteína transportadora de hierro), el ácido úrico, la vitamina E, la vitamina C, el betacaroteno (pro vitamina A), y los aminoácidos derivados de la taurina e hipotaurina. La actividad antioxidante de estas moléculas no sólo depende del metabolismo celular, sino también de la nutrición, ya que algunas de estas moléculas no son sintetizadas por el organismo y deben ser aportados por la dieta de los animales.

Actualmente se cuentan con diferentes aplicaciones de antioxidantes en Aves, Cerdos, Rumiantes, Equinos e inclusive en las explotaciones acuícolas.

Enfermedades asociadas al estrés oxidativo

Cada vez se tiene mayor información del rol de los radicales libres del oxígeno en la génesis de diferentes enfermedades. Muchos procesos inflamatorios que terminan en cáncer son atribuidos al efecto directo o indirecto de un estrés oxidativo inducido por radicales libres. Tal es el caso de ciertos cánceres esofágicos, del colon, cervical y pulmonar. Algunas enfermedades por autoinmunidad, también se atribuyen a efectos inducidos por radicales libres.

En la literatura médica humana, cada vez aparecen nuevas enfermedades cuyo factor causal último serían los radicales libres. Así por ejemplo, la psoriasis (enfermedad muy rebelde de la piel), seria debida al estrés oxidativo. También el Parkinson, el Alzheimer o la enfermedad de Lou Gering (enfermedad que padece el físico teórico Stephen Hawking, que nos visitó recientemente). También se atribuyen a los radicales libres las cataratas (opacidad del cristalino), que son frecuentes en la vejez, que serían debidas a la pérdida de la actividad antioxidante del sistema ocular.

Antioxidantes en la naturaleza

Muchos productos contenidos principalmente en el reino vegetal, poseen características antioxidantes, y por ello son beneficiosos para la salud humana. Ellos refuerzan la actividad antioxidante celular ya descrita. Extractos de vegetales, cuando son ensayados “in vitro a in vivo”, tienen un real efecto antioxidante. Tal es el caso de los extractos del orégano, té, manzana, zanahoria, coliflor o la semilla de uva. De todas las diferentes substancias que es posible obtener a partir de estos productos, los flavonoides parecen ser los más efectivos como antioxidantes.

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