INTRODUCCION

Los radicales libres son unos agentes químicos dotados de una potentísima capacidad oxidante.

Estos compuestos pueden tener tanto origen exógeno (humo de tabaco, contaminación ambiental) como endógeno (respiración celular, infección, inflamación, situaciones de estrés...).

En condiciones ideales debería existir un equilibrio entre los radicales libres que penetran o son originados en nuestro organismo y los sistemas que los neutralizan pero, cuando se produce un desequilibrio se origina estrés oxidativo que agrede los tejidos.

La actuación de los radicales libres, se produce tanto en procesos fisiológicos normales como anormales.

Entre los primeros destacan los mecanismos normales de envejecimiento y degradación de los tejidos, la inflamación y las defensas antibacterianas. Entre los segundos, un amplísimo listado de síndromes y enfermedades.

Un radical libre es una molécula o un fragmento de molécula, que contiene uno o más electrones desapareados en su orbital externo, por ello participará en reacciones de transferencia de electrones. Ello les da una gran reactividad, por lo que su vida media es muy corta (media en milisegundos).

Cualquier molécula estable podría transformarse en radical libre mediante tres mecanismos diferentes:

Desde el punto de vista fisiológico nos interesan los llamados radicales libres de oxígeno (R.L.O.):

Todos ellos se producen de forma espontánea como fruto de los procesos bioquímicos normales que tienen lugar en nuestro organismo y por lo tanto, necesitamos protegernos de su poder oxidante, que en unos casos afectará a estructuras celulares próximas a su lugar de formación y en otros, por su facilidad de difusión (peróxido de hidrógeno y radical superóxido) ejercerán su efecto tóxico a distancia de la célula en que es producido, bien directamente o a través de la formación de otros compuestos más reactivos.

En el momento que se ha formado un radical libre, éste reacciona rápidamente captando un electrón de otra molécula próxima a él, de tal forma que crea un compuesto desestabilizado, obligado también a captar el electrón que le ha sido robado de otra molécula próxima y ésta, a su vez, de otra, es decir, ha comenzado una reacción en cadena que producirá como resultado, una erosión en la membrana celular o en las cadenas de ADN y ARN, ello abre las puertas al cáncer y a otras importantes enfermedades.

Las erosiones en la membrana celular van disminuyendo su permeabilidad y por lo tanto su función, de forma que, con el paso de los años, el porcentaje de células dañadas va aumentando hasta alcanzar niveles del 50% en la vejez; constituyendo así las bases del proceso de envejecimiento: un lento camino de destrucción celular.

Los radicales libres pueden actuar sobre cualquier molécula del organismo, aunque algunas parecen ser más susceptibles y tener, por lo tanto, consecuencias más importantes que otras.

Especialmente sensibles resultan los ácidos nucleicos, que pueden presentar importantes anomalías como consecuencia de la hidroxilación de bases nitrogenadas (formando timidina glicol, 5 hidroximetiltiouracilo y 8 hidroxiguanidina) y de roturas de hebras de DNA.

Durante todo el proceso de la vida esos radicales libres erosionan cadenas de ADN y ARN. Sabemos que la función de estos ácidos nucleicos es la fabricación continua de sustancias indispensables para la vida: proteínas musculares, enzimas, inmunoglobulinas, etc. Por lo tanto, es muy fácil deducir que un daño en los ácidos nucleicos generará no solamente la disminución de su función, sino la fabricación de "sustancias equivocadas" que a su vez podrán generar con el paso del tiempo la disminución de nuestro potencial inmunológico y también la aparición de diversos tipos de cáncer.

El organismo humano, al presentar metabolismo aeróbico, posee sistemas detoxificadores o antioxidantes propios, conocidos también como "scavengers" (depuradores o basureros).

Entre ellos tenemos los sistemas enzimáticos, como la catalasa, presente únicamente en los peroximas, y la superóxido dismutasa (SOD), aunque este enzima genera peróxido de hidrógeno que en presencia de hierro libre presenta una acción pro-oxidante. También tenemos sistemas que actúan protegiendo a las células frente a la peroxidación lipídica; en este caso resultan especialmente idóneos los tocoferoles. El ácido ascórbico (vitamina C), los carotenos, el ácido úrico, la albúmina, los ácidos grasos y la taurina son también algunos de los antioxidantes importantes, aunque en mucho menor grado que los tocoferoles. También debemos destacar al glutation (GSH), un tripéptido sintetizado en el hígado que contiene un grupo sulfhidrilo (-SH) que lo hace idóneo para atenuar el efecto de los radicales libres y que es elemento central de muchos sistemas detoxificadores enzimáticos (GSH peroxidasa y GSH reductasa ligadas al selenio).

No obstante, si la concentración de tocoferoles es suficiente, actúan estos como sistemas de primera elección, disminuyendo la actividad de las glutation peroxidasa y reductasa que, por otra parte, dependen de la concentración tisular en selenio, por lo que podría ser éste un factor limitante en su formación.

De todo ello se deduce que si tenemos en nuestro cuerpo la cantidad necesaria de tocoferoles y fitosteroles, éstos cederán electrones a los radicales libres, estabilizándolos para que no sean perjudiciales, por lo que impedirán a su vez la tan peligrosa reacción en cadena comentada anteriormente.

Ahora bien, no podemos olvidar que hay situaciones fisiológicas y psicológicas que aumentan, en gran medida, la formación de radicales libres. Entre ellas citaremos:

Deducimos de ello que será en estas situaciones cuando más aumentará la demanda de sustancias antioxidantes, capaces de frenar o impedir el daño celular producido por ese gran incremento en la formación de radicales libres.

Consecuentemente, se aprecia con claridad la importancia que presenta, para el ser humano, el consumo de sustancias con propiedades antioxidantes, combatiendo directamente a los radicales libres y a su vez evitando la depleción de los antioxidantes propios.

PRUEBAS ANALITICAS

Para poder establecer los hábitos de vida y las pautas terapéuticas de forma personalizada, es de vital importancia disponer de sistemas analíticos que nos permitan valorar en muestras biológicas las alteraciones por defecto que puedan afectar a los procesos bioquímicos que componen la barrera antioxidante o a los excesos que puedan presentarse en los procesos oxidativos, tanto endógenos como adquiridos.

Los laboratorios más avanzados en este campo disponen de tecnología suficiente para realizar este tipo de valoraciones:

1. MARCADORES DE LA OXIDACION

1.1. GENERALES

1.1.1. VALORACION DEL ESTRES OXIDATIVO-HIDROPEROXIDOS: D-ROMs TEST

Los hidroperóxidos son moléculas generadas en el proceso de peroxidación de lípidos, aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos, etc. Mediante la acción de las Especies Reactivas de Oxígeno (ROS). Su valoración en sangre constituyen una forma de valorar el balance general entre los procesos de oxidación y los de antioxidación (estrés oxidativo).

1.2. MARCADORES DE OXIDACION DE LIPIDOS

1.2.1. LIPOPEROXIDOS TOTALES, SUBSTANCIAS REACTIVAS DEL ACIDO TIOBARBITURICO, MALONILDIALDEHIDO

El malonildialdehído es uno de los productos finales del proceso de oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (mecanismo fundamental en el desarrollo y evolución de la arteriosclerosis). Los niveles de esta sustancia evaluados en el interior de las células están directamente relacionados con el grado de lipoperoxidación.

1.3. MARCADORES DE LA OXIDACION DE ACIDOS NUCLEICOS

1.3.1. 8-HIDROXI-2-DEOXYGUANOSINA

Las especies reactivas de oxígeno reaccionan con el ADN, oxidando el esqueleto azúcar-fosfato y bases. En el organismo existen enzimas que reparan el ADN de la alteración de las bases. Sin embargo, si el daño es muy extenso, estas enzimas no alcanzan a reparar todo el ADN. Durante la replicación de ese ADN dañado, las ADN polimerasas incorporan bases equivocadas al leer la base oxidada, perpetuando la mutación, contribuyendo así al desarrollo de algunos cánceres relacionados con el envejecimiento.

La cuantificación de la 8-hidroxiguanina como 8 hidroxi deoxiguanosina en el interior de las células es la técnica más ampliamente utilizada para evaluar el daño oxidativo de la molécula de ADN

2. METALES PROOXIDANTES

2.1. HIERRO

2.2. COBRE

El anión superóxido, por ganancia de un electrón y acción de la enzima superóxido dismutasa (SOD) da lugar el peróxido de hidrógeno, que no es un verdadero radical, pero que en presencia de metales de transición (Fe+2, Cu+2) puede originar la reacción de Fenton, con producción de radical hidroxilo altamente reactivo.

3. NEUTRALIZANTES DE LOS RADICALES LIBRES O ANTIOXIDANTES

Los antioxidantes son sustancias que retardan o previenen la oxidación de un sustrato oxidable (biomolécula)

Los antioxidantes no enzimáticos lo hacen colisionando con un radical libre, el cual le cede un electrón transformándose en un RL débil, no tóxico. En algunos casos como la vitamina E puede regenerarse a su forma primitiva mediante la acción de otros antioxidantes.

Los antioxidantes enzimáticos actúan catalizando o acelerando las reacciones químicas que utilizan sustratos que a su vez reaccionan con radicales libres.

Existen diferentes parámetros para valorar el estado antioxidante de un organismo:

3.1. PARAMETROS GLOBALES DE ANTIOXIDACION

3.1.1. DETERMINACION DEL POTENCIAL ANTIOXIDANTE DEL PLASMA-OXY ADSORBENT TEST

En el plasma existe un número de componentes tanto exógenos como endógenos (carotenoides, ascorbato, vit. E, bilirrubina, ácido úrico, etc.), capaces de adsorber el potencial oxidante de las especies reactivas y que constituyen la “Barrera antioxidante del plasma”. Por tanto algún daño en la integridad de dicha barrera puede provocar daños derivados de la oxidación de los tejidos.

Oxy Adsrvent test evalúa la capacidad del plasma a oponerse a la acción oxidante

3.1.2. FRAP-TEST (Ferric Reducing Ability of Plasma)

El test FRAP es una prueba directa que se emplea para cuantificar la capacidad antioxidante no enzimática en líquidos biológicos humanos

3.1.3. GRUPOS THIOL-SHp TEST

Los tioles proteicos son componentes significativos de la barrera antioxidante del plasma. De hecho el grupo tiol de las proteínas séricas es capaz de oponerse a la propagación del proceso peroxidativo por inactivación de los radicales alcoxilo y peroxilo.

3.2. ANTIOXIDANTES NO ENZIMATICOS ENDOGENOS

3.2.1. ACIDO URICO

3.2.2. BILIRRUBINA

3.2.3. ALBUMINA

3.2.4. COENZIMA Q10 (UBIQUINONA10)

La Coenzima Q10 es una quinona liposoluble que forma parte de la cadena respiratoria mitocondrial y desempeña un papel clave en la síntesis del ATP durante el proceso de fosforilación oxidativa, actuando como transportador de electrones en un proceso oxidacion-reducción.

3.2.5. RELACION GLUTATION REDUCIDO/GLUTATION OXIDADO (GSH/GSSG)

El GSH constituye un importantísimo antioxidante producido por las células del organismo, especialmente glóbulos rojos. El GSH contribuye a mantener el poder antioxidante de enzimas como la glutatión peroxidasa, y también de la vitamina C y la vitamina E. En otras palabras, un descenso en la concentración de GSH implica una disminución en la capacidad antioxidante de las vitaminas C y E.

La disponibilidad de GSH puede estar disminuida en procesos crónicos como Diabetes mal controlada, hábito tabáquico y obesidad, haciendo a estos individuos más vulnerables a los procesos de Isquemia/reperfusión en casos de accidentes cardiovasculares y cerebrovasculares. Los niveles de GSH pudieran ser también afectados por factores ambientales, sobre todo aquellos que por razones profesionales deben exponerse en forma crónica a sustancias fuertemente oxidantes e incluso a metales pesados.

3.3. ANTIOXIDANTES NO ENZIMATICOS EXOGENOS

3.3.1. VITAMINA A (RETINOL)

3.3.2. VITAMINA E (ALFA-TOCOFEROL)

Es la forma más activa de la vitamina E.

Aporta estabilidad a la membrana celular protegiendo sus lípidos poliinsaturados contra las agresiones de los RL.

En situaciones de déficit no se neutralizan todos los radicales OH y se desencadena la peroxidación lipídica, alterándose la estabilidad funcional y estructural de la célula.

3.3.3. VITAMINA C (ACIDO ASCORBICO)

Presenta una importante acción antioxidante protectora de los lípidos plasmáticos.

Actúa regenerando los radicales oxidados de la vitamina E, cediéndoles un electrón para devolverlas a su forma antioxidante.

El ser hidrosoluble, es el mayor captador de elementos oxidantes en la fase acuosa del organismo, antes de que puedan dañar a los elementos lipídicos. 

3.4. ANTIOXIDANTES ENZIMATICOS

3.4.1. SUPEROXIDO DISMUTASA (SOD)

Es una enzima del grupo de las metaloenzimas que cataliza la reducción del anión superóxido a peróxido de hidrógeno.

3.4.2. GLUTATION PEROXIDASA

Esta enzima actúa principalmente en las mitocondrias y cloroplastos catalizando dos tipos de reacciones:

A) La reducción del agua oxigenada a radical hidroperóxido en presencia de Glutation (GSH) y Selenio.

B) La reducción del hidroperóxido a compuestos más estables también en presencia de GSH.

Su actividad está estrechamente ligada a la presencia de Selenio.

3.4.3. GLUTATION REDUCTASA

Esta enzima cataliza la reducción del glutation oxidado (GSSG) en presencia de NADPH.

La valoración plasmática de los niveles de esta enzima se emplea en la detección de enfermedades hepáticas y malignas, en la detección de estados de deficiencia de origen genético y, en nutrición, en la evaluación del estado de la riboflavina.

4. METALES COFACTORES DE ENZIMAS ANTIOXIDANTES

4.1. SELENIO

4.2. ZINC

5. PROTEINAS FIJADORAS DE METALES PROOXIDANTES

5.1. CERULOPLASMINA

5.2. TRANSFERRINA-IST

5.3. FERRITINA