Respuesta del Organismo ante el Estrés Oxidativo

1.2 

Una de las propiedades que posee todo organismo vivo consiste en su habilidad para responder a estímulos externos. Estos estímulos pueden ser de varios tipos: físicos (golpe, calor), o químicos (presencia o ausencia de un nutriente).

La respuesta al estímulo puede abarcar varios tipos de fenómenos biológicos tales como contracción muscular, secreción enzimática y la expresión de genes. La respuesta de las células al estrés oxidativo puede incluir, por ejemplo, la activación de genes que codifican para las enzimas antioxidantes (Soares 2004).

Enzimas antioxidantes

Las enzimas antioxidantes son esenciales para la supervivencia de las células aeróbicas, puesto que mantienen dentro de niveles aceptables las concentraciones de especies reactivas del oxígeno, producidas en los diversos procesos celulares.

La importancia de la toxicidad debida a radicales libres, radicó en el descubrimiento de la enzima antioxidante superóxido dismutasa que elimina el radical libre anión superóxido, transformándolo en peróxido de hidrógeno. Cuya presencia en la célula supera la concentración del estado estacionario (flujo de producción y eliminación) del oxígeno.

En síntesis, el hecho de que la célula disponga en tanta abundancia del dispositivo defensivo constituido por las enzimas antioxidantes, pone en evidencia el importante grado de toxicidad que poseen los radicales libres. Por otra parte, las enzimas catalasa y glutatión peroxidasa contribuyen a la remoción del peróxido de hidrógeno en las células (Ferreira 2004).

Polifenoles

Las sustancias que poseen mejores propiedades antioxidantes son los compuestos fenólicos.

La presencia de grupos donadores de electrones en las posiciones Orto (o) o Para (p) del fenol aumentan su actividad antioxidante. Sin embargo, la actividad antioxidante depende de muchos factores. Siendo el más importante la estabilidad o reactividad del radical antioxidante formado después de la eliminación del hidrógeno (Madhavi et al. 1995).

 Los polifenoles son un gran grupo de compuestos presentes en la naturaleza que poseen anillos aromáticos con sustituyentes hidroxilos. Estos compuestos son en su mayoría potentes antioxidantes por su estructura química (donador de H+ o electrones) necesarios para el funcionamiento de las células vegetales; se encuentran en frutas y verduras. Por ejemplo, uvas, manzanas y cebollas, y en bebidas como té y vino (Leighton 2004).

Los polifenoles se clasifican de acuerdo con el número de átomos de carbono del esqueleto base, polifenoles antioxidantes como el resveratrol, quercitin y catequin tienen entre 15 y 20 átomos de carbono. Estudios in vitro mostraron que muchos polifenoles naturales poseen mayor poder antioxidante que las vitaminas E y C.

Además, su capacidad quelante, especialmente sobre el hierro y el cobre (ambos metales que catalizan las reacciones de radicales libres), le agrega un poder adicional a la capacidad antioxidante de estas sustancias. La estructura de los compuestos flavonoides es: C6-C3-C6 (Leighton 2004).

(Lea También: Productos Antioxidantes en el Mercado y Nuevos Desarrollos)

Flavonoides

Los flavonoides son compuestos fenólicos que se encuentran en frutas, cereales, vegetales y bebidas como el vino y la cerveza. Se han demostrado numerosos efectos benéficos para la salud debido a su acción antioxidante y eliminadora de radicales libres. Son pigmentos naturales que protegen al organismo del daño producido por agentes oxidantes como los rayos ultravioleta, la polución y las sustancias químicas presentes en los alimentos, etc.

El organismo humano no puede producir estas sustancias, por lo que deben obtenerse mediante la alimentación o en forma de suplementos. Los flavonoides contienen en su estructura química un número variable de grupos hidroxilo fenólico y excelentes propiedades de quelación del hierro y otros metales de transición, lo que les confiere propiedades antioxidantes.

Las propiedades anti-radicales libres se dirigen hacia los radicales superóxido e hidroxilo, especies altamente reactivas implicadas en el proceso de lipoperoxidación, además poseen una capacidad de inhibir la agregación plaquetaria y de proteger a las lipoproteínas de baja densidad (Martínez et al. 2002).

La actividad antioxidante de estos compuestos depende de las propiedades redox de sus grupos hidroxifenólicos y de la relación estructural entre las diferentes partes de la estructura química. La estructura básica de los flavonoides permite muchas sustituciones y variaciones en el anillo de carbono.

Las características estructurales importantes para la función antioxidante de estos compuestos son (USDA 2003):

• Primero, la presencia en el anillo β de la estructura catecol u O-dihidroxi.
• Segundo, la presencia de un doble enlace en posición 2,3.
• Tercero, la presencia de grupos hidroxilo en posición 3 y 5.

El flavonoide quercitin presenta estas tres características, mientras que el catequin sólo presenta dos. Adicionalmente, el quercitin ejerce efectos sinérgicos con la vitamina C y E, evitando la foto-oxidación de esta última. También se ha visto que al ácido ascórbico reduce la oxidación del quercitin, de tal forma que combinado con ella permite al flavonoide mantener su acción antioxidante durante más tiempo.

En función de sus características estructurales los flavonoides se clasifican en (USDA 2003):

• Flavonoles: quercitin, kaempferol, myricetin, isoharmetin.
• Flavonas: luteolin, apigenin.
• Flavononas: hesperatin, naringenin.
• Flavan 3 OLS: catequin, galocatequin, epicatequin, epigalocatequin, theaflavina-galatos.
• Antocianidinas: cianidin, malvidin, pelargonin, peonidin, delphinidin.

Carotenoides

Los carotenoides o tetraterpenoides son una clase de pigmentos terpenoides con 40 átomos de carbono, en su mayoría son solubles en solventes apolares y de coloraciones que oscilan entre el amarillo (ß-caroteno) y el rojo (licopeno).

Los carotenoides se encuentran ampliamente distribuidos en el reino vegetal, en bacterias, y muy pocos se han reportado en animales (por ejemplo los colores rojizos de las plumas del flamingo son debidos al carotenoide cantaxantina, y particularmente invertebrados marinos como las esponjas, estrellas y erizos de mar.

En los animales superiores el ß-caroteno es un requerimento dietario esencial pues es precursor de la vitamina A. Los carotenoides se encuentran principalmente en partes aéreas de las plantas, especialmente en hojas, tallos y flores, en frutos como el tomate y pimentón, y en menor proporción en raíces como la zanahoria (Martínez 2003).

El uso médico de los carotenoides:

Está fundamentalmente dirigido a la producción de vitamina A, sin embargo se ha estudiado el potencial del licopeno, la luteína y la zeaxantina, en la prevención del cáncer y de la enfermedad coronaria. El β caroteno suplementado en la dieta ha mostrado alguna evidencia de acción antitumoral en ratas.

Las bastadinas aisladas de esponjas marinas presentan acción antitumoral, contra el cáncer de piel y en leucoplasias orales. El Vesanoid®, es un derivado de la vitamina A que presenta acción citotóxica, y es usado para el tratamiento de leucemia promielocítica aguda. La astaxantina, es el carotenoide responsable del color del salmón. Este compuesto se produce comercialmente mediante síntesis química, para usarlo en la cría de salmón.

Sin embargo, tiene uso potencial en medicina, debido a que ha mostrado efecto estimulante en el sistema inmune humano, reduce el cáncer en la boca en ratas e inhibe el cáncer de seno en ratones.

Recientemente se ha logrado mediante ingeniería genética producir éste y otros carotenoides, con cultivos bacterianos y plantas como el tabaco (Martínez 2003).