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¿QUÉ SON LOS RADICALES LIBRES?
Un radical libre es una
molécula orgánica o inorgánica, en general extremadamente inestable y,
por tanto, con gran poder reactivo. Se pueden sintetizar en el
laboratorio, se pueden formar en la atmósfera por radiación, y también
se forman en los organismos vivos por el contacto con el oxígeno y
actúan alterando las membranas celulares y atacando el material genético
de las células, como el ADN.
El oxígeno molecular tiene
poca capacidad de oxidar otros compuestos químicos y para ello debe
convertirse primero en una forma activa del oxígeno. Existen varias
formas de oxígeno activo, se denominan radicales libres de oxígeno. Uno
de los más importantes es el radical libre superóxido O2, y
otro es el radical peróxido en forma de peróxido de hidrógeno.
En 1954, una investigadora
argentina, la doctora Rebeca Gerschman, sugirió por primera vez que los
radicales libres eran agentes tóxicos y generadores de enfermedades. De
igual modo, describió a los radicales libres como moléculas que en su
estructura atómica presentan un electrón impar en la orbita externa y
una configuración espacial que genera una alta inestabilidad.
A partir de la molécula de
oxígeno gaseoso (O2) se forman los siguientes reactivos:
Estas moléculas tóxicas son
moléculas dañadas a las cuales les falta un electrón. Pero los tejidos
tienen también numerosas enzimas que eliminan rápidamente esos radicales
libres, en especial peroxidasas, catalasas y superóxido dismutasas,
evitando así un efecto sobre estos tejidos.
En los tejidos se forman
continuamente radicales libres a partir del oxígeno molecular disuelto,
como parte de la función normal de las células, y debido a que la
molécula radical libre necesita todos sus electrones, reacciona con
cualquier otra a la cual le puede sustraer un electrón. Al actuar sobre
algunos componentes importantes de las células, como moléculas de
grasas,
proteínas o ADN, los radicales libres las dañan.
Los radicales libres
producen daño al tomar electrones de los
lípidos y
proteínas
de la
membrana celular, que entonces no podrá cumplir sus funciones como el
intercambio de nutrientes y descartar los materiales de deshecho
celular, haciendo imposible el proceso de regeneración y reproducción
celular. En el interior de la célula, los radicales libres atacan el DNA
impidiendo a la célula su reproducción. Así los radicales libres
contribuyen al proceso del envejecimiento.
Los procesos normales del
organismo producen radicales libres como el metabolismo de los
alimentos, la respiración y el ejercicio. También estamos expuestos a
elementos del medio ambiente que crean radicales libres como la polución
industrial, tabaco, radiación, medicamentos, aditivos químicos en los
alimentos procesados y pesticidas. No todos los radicales libres son
peligrosos pues, por ejemplo, las células del sistema inmune crean
radicales libres para matar bacterias y virus, pero si no hay un control
suficiente por los
antioxidantes, las células sanas pueden ser dañadas.
También se forman radicales
libres cuando se rompe la unión covalente entre dos átomos, de modo que
los dos electrones que son compartidos por la unión se separan, y queda
uno en cada átomo. Sea cual fuere el mecanismo de la formación de un
radical, el electrón en más o en menos desestabiliza al átomo, ya que
aumenta su contenido energético y lo torna muy reactivo. Como su
tendencia espontánea es volver al estado de menor energía, cediendo o
recibiendo electrones, reacciona rápidamente con otros átomos o
moléculas que se encuentren cerca. Uno de los radicales libres que se
producen normalmente en los seres vivos es el 02, denominado radical
superóxido, que consiste en una molécula de oxigeno que ha adquirido un
electrón adicional.
Cualquier molécula que se
encuentre en su vecindad inmediata se verá afectada y se transformará, a
su vez, en un radical libre, lo que desata una reacción en cadena.
Cuando tales especies activas se producen en la membrana celular,
predomina la reacción en cadena de la Iipoperoxidación, proceso por el
cual se oxidan -o sea, ceden sus electrones a los radicales- las
moléculas de ácidos grasos, principales componentes de las membranas
celulares.
Las reacciones químicas de
los radicales libres se dan constantemente en las células de nuestro
cuerpo y son necesarias para la salud. Pero, el proceso debe ser
controlado con una adecuada protección
antioxidante.
Un
antioxidante es una sustancia capaz de neutralizar la acción
oxidante de los radicales libres, liberando electrones en nuestra sangre
que son captados por los radicales libres convirtiéndose en moléculas
inestables.
Reacciones químicas
Los radicales libres tienen
una configuración electrónica de capas abiertas por lo que llevan al
menos un electrón desaparejado que es muy susceptible de crear un enlace
con otro átomo o molécula. Desempeñan una función importante en la
combustión, en la polimerización, en la química atmosférica, dentro de
las células y en otros procesos químicos.
El radical libre es un
átomo de O2 (oxígeno) con 7 electrones (el átomo estable de
oxígeno tiene 8 electrones y se torna inestable cuando pierde un
electrón), al faltarle ese electrón, lo toma prestado de la membrana
celular y produce así otro radical libre mas dando lugar a una reacción
en cadena.
Esta reacción en cadena se
combate con la acción de los
antioxidantes,
los cuales neutralizan los átomos de oxigeno.
Para escribir las
ecuaciones químicas, los radicales libres frecuentemente se escriben
poniendo un punto situado inmediatamente a la derecha del símbolo
atómico o de la fórmula molecular como:
H2
+ hν -> 2 H· (reacción 1)
Esto se deriva de la
notación de Lewis.
Las reacciones que afectan
a los radicales libres se dividen normalmente en tres categorías:
iniciación, propagación y terminación.
Son las reacciones que
producen un aumento en el número de radicales libres. Pueden afectar a
la formación de radicales libres a partir de especies estables como en
la reacción 1 o pueden producir reacciones de radicales libres con
especies estables para formar más radicales libres.
Son reacciones en las que
el número de radicales libres total es el mismo que el de partida.
Son las reacciones en las
que se produce una disminución neta del número de radicales libres.
Típicamente dos radicales libres se combinan para formar una especie
química más estable, por ejemplo: 2H -> H2
Producción de radicales
libres en seres vivos
Los radicales libres se
producen en la respiración con la presencia de oxígeno que aunque es
imprescindible para la vida celular de nuestro organismo, también induce
la formación de éstas moléculas reactivas, que provocan a lo largo de la
vida efectos negativos para la salud debido a su capacidad de alterar el
ADN (los genes), las proteínas y los
lípidos o
grasas ("oxidación"). En
nuestro cuerpo existen células que se renuevan continuamente como las
células de la piel, del intestino, y el hígado, y otras sin capacidad de
renovación como las neuronas. En el transcurso de los años, los
radicales libres pueden producir una alteración genética sobre las
células que se dividen continuamente contribuyendo a aumentar el riesgo
de cáncer por mutaciones genéticas o bien, disminuyen la funcionalidad
de las células que no se dividen tanto, disminuyendo el número de
mitocondrias, que es característico del envejecimiento.
Son producidos en la
mayoría de las células corporales a través del propio metabolismo
celular y también por la acción de agentes tóxicos.
Existen dos tipos de
radicales libres:
El ejercicio muy intenso
El stréss
Los propios del metabolismo
Una mala mala alimentación
y las dietas ricas en
grasas
La ingesta de aceites "vegetales" que fueron refinados, ya que estos
contienen radicales libres al ser sometidos a altas temperaturas
El consumo de tabaco
El consumo de alcohol
Los medicamentos
La contaminación ambiental
El exceso de exposición solar
Efectos para la salud
Nuestro organismo está
luchando contra los radicales libres cada momento del día. El problema
para nuestra salud se produce cuando nuestro organismo tiene que
soportar un exceso de radiales libres durante años, producidos
mayormente por contaminantes externos que penetran en nuestro organismo
productos de la contaminación atmosférica, el humo del cigarrillo que
contiene hidrocarburos aromáticos polinucleares, así como aldehídos que
producen distintos tipos de radicales libres en nuestro organismo. El
consumo de aceites vegetales hidrogenados tales como la margarina y el
consumo de ácidos grasos trans como los de las
grasas de la carne y de
la leche también contribuyen al aumento de los radicales libres.
Ante la presencia de
radicales libres, el organismo debe neutralizarlos y defenderse, para
así evitar la lesión de los tejidos, pero el problema propiamente dicho,
aparece cuando la concentración de estos radicales libres es muy
elevada.
Cuando los mismos se
encuentran presentes en el organismo en cantidades adecuadas aportan
beneficios, como ser la lucha contra bacterias y virus, regulan la
estructura y función de las
proteínas, controlan el tono muscular, etc.
Las consecuencias del
exceso de radicales libres en el organismo, afectan directamente nuestro
estado de salud.
Producido por la
acumulación a lo largo de los años de radicales libres, consecuencia de
esto las membranas de las células epiteliales se modifican, y así se ve
dificultada la nutrición de la piel, por otro lado también se ven
dañadas las células de
colágeno y elastina, entonces la piel pierde firmeza y elasticidad.
Se ve favorecida la
aparición de arterioesclerosis por el endurecimiento de las paredes
arteriales.
El endotelio es el
responsable de mantener el equilibrio entre los procesos de
trombosis-fibrosis y vaso dilatación-constricción. La oxidación por el
exceso de radicales libres afecta a la pared endotelial, no pudiendo
realizar sus funciones correctamente. La captación de
LDL se ve afectada
también y por esta razón las
LDL quedan en el torrente sanguíneo.
El impulso nervioso se ve
disminuido, al igual que los reflejos, la memoria y el aprendizaje, si
disminuye la irrigación sanguínea a nivel del sistema nervioso se puede
llegar a padecer demencia senil.
Neutralización de los
radicales libres
Para la neutralización,
existen
antioxidantes endógenos y exógenos:
- Los endógenos son las
enzimas (proteínas) con capacidad
antioxidante que no se consumen al
reaccionar con los radicales libres y son dependientes de sus cofactores
tales como el cobre, el hierro, el zinc, el magnesio y selenio.
- Los exógenos provienen de
la dieta, y a diferencia de las enzimas se consumen al reaccionar con
los radicales libres, y deben ser reemplazados.
Están divididos según la
zona donde actúan:
Los que ejercen su acción a
nivel de la membrana lipídica son:
la
Vitamina E
los
carotenos
los polifenoles y
flavonoides
el
ubiquinol 10 (reducido por la
Q10)
Los que actúan en medio acuoso: El
ácido ascórbico
o
Vitamina C
Los relacionados con
metales pesados:
ferritina
transferrina
lactoferrina
ceruloplasmina
Los
antioxidantes
que se encuentran naturalmente en el organismo y en ciertos alimentos
pueden bloquear parte de este daño, entregando electrones que
estabilizan y neutralizan los efectos dañinos de los radicales libres.
Son sustancias que tienen la capacidad de inhibir la oxidación causada
por los radicales libres, actuando algunos a nivel intracelular y otros
en la membrana de las células, siempre en conjunto para proteger a los
diferentes órganos y sistemas.
Pueden ser mecanismos
enzimáticos, llamados
antioxidantes endógenos, que incluyen a las
enzimas superóxidodismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa, glutatión y
la
coenzima Q, o los
antioxidantes exógenos, que ingresan al organismo
por la vía de los alimentos. Cuando llegan a las células, se depositan
en sus membranas y las protegen de la lipoperoxidación. Tal es el caso
de las
vitaminas E y
C y del
caroteno. A diferencia de los
antioxidantes enzimáticos, estos otros
reaccionan con los radicales libres y modifican su estructura, es decir,
los capturan o neutralizan, y se oxidan en el proceso. Finalmente,
algunos metales, como selenio, cobre, zinc y magnesio, que en ocasiones
forman parte de la estructura molecular de las enzimas
antioxidantes,
también son fundamentales en este mecanismo de protección celular.
Se define como
antioxidante
a aquellas sustancias que presentes a bajas concentraciones respecto a
las de un sustrato oxidable (biomoléculas) retarda o previene su
oxidación. El
antioxidante, al chocar con el radical libre cede un
electrón, se oxida y se transforma en un radical libre débil no tóxico.
En el ambiente intracelular
tenemos
antioxidantes naturales: catalasa, glutation peroxidasa y
superóxido dismutasa. El glutation contiene selenio y ayuda en la
prevención de la formación del radical hidroxilo, también regenera la
vitamina C, que a su vez regenera la
vitamina E.
En el plasma sanguíneo
encontramos
antioxidantes naturales -proteínas- como la trasferrina,
lactoferrina, ceruloplamina y
albúmina. Otros
antioxidantes encontrados en el plasma sanguíneo o
suero son la bilirrubina, ácido úrico,
vitamina C,
vitamina E,
beta caroteno, melatonina,
flavonoides y estrógenos. Los
minerales selenio y zinc también juegan un papel importante en el
organismo como
antioxidantes.
Los
flavonoides son
compuestos polifenólicos encontrados en las plantas como frutas y
vegetales, que son excelentes
antioxidantes.
Comúnmente se encuentran también en el té, principalmente té verde, en
el vino y en las frutas que fueron cosechadas hasta su maduración se
encuentran gran cantidad de
flavonoides,
carotenoides, licopenes, todos con una potente acción
antioxidante.
Un nutriente tiene
propiedades
antioxidantes cuando es capaz de neutralizar la acción
oxidante de la molécula inestable de un radical libre sin perder su
propia estabilidad electroquímica. El organismo está luchando contra
radicales libres a cada momento del día, pero el problema se produce
cuando tiene que tolerar de forma continuada un exceso de radicales
libres. El exceso es producido sobre todo por contaminantes externos que
entran a nuestro cuerpo. La contaminación atmosférica, el humo del
tabaco, los herbicidas, pesticidas o ciertas
grasas son algunos ejemplos
de elementos que generan radicales libres que ingerimos o inhalamos.
Este exceso no puede ya ser eliminado por el cuerpo y, en su labor de
captación de electrones, los radicales libres dañan las membranas de
nuestras células, llegando finalmente a destruir y mutar su información
genética, facilitando así el camino para que se desarrollen diversos
tipos de enfermedades. La acción de los radicales libres está ligada al
cáncer así como al daño causado en las arterias por el
colesterol "oxidado", lo que relaciona directamente estas moléculas
con las enfermedades cardiovasculares.
Estrés oxidativo
Los radicales libres son
enormemente reactivos y capaces de oxidar muchas estructuras biológicas,
dañándolas. Es lo que llamamos el daño oxidativo, importante causa del
envejecimiento, el cáncer, la ateroesclerosis, los procesos
inflamatorios crónicos y las cataratas, que son las más características.
En determinadas
circunstancias, la producción de radicales libres puede aumentar en
forma descontrolada, situación conocida con el nombre de estrés
oxidativo. El concepto expresa la existencia de un desequilibrio entre
las velocidades de producción y de destrucción de las moléculas tóxicas
que da lugar a un aumento en la concentración celular de los radicales
libres. Las células disponen de mecanismos de protección del efecto
nocivo de los radicales libres basado en un complejo mecanismo de
defensa constituido por los agentes
antioxidantes.
El estrés oxidativo ocurre
en los organismos que, por mala nutrición, enfermedad u otras causas,
pierden el equilibrio entre radicales libres y
antioxidantes. Es en esta
situación de estrés oxidativo en la que se manifiestan las lesiones que
producen los radicales libres, que reaccionan químicamente con
lípidos,
proteínas,
carbohidratos y ADN al interior de las células, y con
componentes de la matriz extracelular, por lo que pueden desencadenar un
daño irreversible que, si es muy extenso, puede llevar a la muerte
celular.
Enfermedades o Procesos
Asociados al Daño Oxidativo en las Moléculas Biológicas
-
Envejecimiento:
Peroxidación de los ácidos grasos de la membrana celular y daño del ADN.
-
Ateroesclerosis:
Peroxidación de
lípidos en las partículas de
LDL con daño de otros
componentes.
-
Cáncer: Daño del
ADN.
-
Cataratas:
Modificaciones irreversibles en las
proteínas.
-
Cuadros Inflamatorios
Crónicos: Activación de genes relacionados con la respuesta
inflamatoria.
Los radicales libres
contribuyen al proceso del envejecimiento cuando toman el electrón que
les hace falta de las células del tejido colágeno de la piel, dando como
consecuencia, que la piel pierda su elasticidad al dañarse las fibras
elásticas y la aparición precoz de arrugas y sequedad.
Los radicales libres
también pueden contribuir al crecimiento anormal de las células, al
perder éstas la capacidad de “reconocer” las células vecinas. Esa
proliferación sin control se produce en los tumores benignos o malignos
(cáncer).
Los radicales libres (RL)
son moléculas que se derivan del oxígeno, están en continua formación en
las células del organismo, y en pequeñas cantidades no producen efectos
tóxicos. En situación normal la producción de radicales libres es
constante en una concentración determinada, y son neutralizados por las
defensas antioxidantes, estas pueden ser sustancias propias del
organismo (las enzimas antioxidantes), o pueden ser sustancias que
vienen con los alimentos (la
vitamina C, la
E y el
Beta caroteno,
flavonoides, etc.).
Equilibrio en el
organismo entre oxidantes y antioxidantes
Para evitar el riesgo de
padecimientos profundamente asociados a estos factores, tener en cuenta
que es indispensable evitar el efecto oxidante del humo del tabaco y
consumir productos
antioxidantes:
-
Suprimir el consumo de
tabaco
-
Aumentar el consumo de
vegetales
-
Consumir diariamente
verduras y frutas
-
En lo posible dos o tres
nueces
por día y un poco de
chocolate negro, unos 15-20 gr.
-
Consumir
té,
té verde y
chocolate
-
Consumir una copa de
vino tinto en almuerzo y cena
-
Evitar el consumo de
alcohol
-
Evitar la exposición a
medios contaminados, respirar aire puro y propiciar el descanso en
ambientes naturales
-
Disminuir carnes y eliminar
grasas animales
-
Evitar el consumo excesivo
de productos fritos sensibles a las reacciones oxidativas.
-
Consumir el
aceite
principalmente en calidad de aderezo de ensaladas. Elegir
aceite de oliva
-
Disminuir el consumo de
alimentos refinados, como el
azúcar
refino y las
harinas
blancas.
Estudios de epidemiología y
estadísticas mostraron que los franceses tienen menos enfermedades
cardiovasculares por ateroesclerosis que otros pueblos, a pesar del alto
consumo de
grasas saturadas y de
colesterol, porque también tienen un alto consumo de frutas,
verduras y
vino. Esto es conocido como la paradoja francesa, atribuida al
consumo de vino
por sus propiedades
antioxidantes.
En resumen lo más
importante para evitar las enfermedades y el envejecimiento prematuro es
adoptar medidas de conducta, tomando partes de la dieta mediterránea y
lo principal de la paradoja francesa.
Atención: Si usted está
enfermo o cree que pudiera estarlo acuda a su médico, solo el puede ofrecerle un
diagnostico y un tratamiento adecuado a su caso.
DOCUMENTACIÓN
Y REFERENCIAS
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Nº 44 . Febrero 1998
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Gamboa Raúl - Antioxidantes y Ateroesclerosis -Perú
Ana Mª Costa Alcaraz. Especialista en Medicina familiar y Comunitaria.
Centro de Salud Nazaret- El tabaquismo disminuye los niveles séricos
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Efecto antioxidante de los flavonoides - www.buenasalud.com
ELMUNDOSALUD.COM - El humo de los padres fumadores afecta también a
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*Jiménez, Silvia - Radicales libres - SoloMujeres. 2000.
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