radicales libres «los oxidantes orgánicos»
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Los radicales libres son aquellas especies químicas, que en su estructura atómica presentan un electrón desapareado o impar en el orbital externo, dándole una configuración espacial que genera gran inestabilidad.TRANSCRIPT
Radicales libres «Los oxidantes
orgánicos»
Radicales libres • Los radicales libres son aquellas especies químicas,
que en su estructura atómica presentan un
electrón desapareado o impar en el orbital
externo, dándole una configuración espacial que
genera gran inestabilidad.
Los radicales libres del oxígeno tienen una
función fisiológica en el organismo como:
• Participan en la fagocitosis.
• Favorecen la síntesis de colágeno
• Favorecen la síntesis de prostaglandinas
• Activan enzimas de la membrana celular
• Disminuyen la síntesis de catecolaminas por las
glándulas suprarrenales
• Modifican la biomembrana y favorecen la
quimiotaxis.
Las principales especies reactivas del
oxígeno o sustancias pro oxidantes son:
• Existe un término que incluye a los radicales libres y a otras especies no radicálicas, pero que pueden participar en reacciones que llevan a la elevación de los agentes pro oxidantes y son las especies reactivas del oxígeno (EROS)
− Radical hidroxilo (HO)+
− Peróxido de hidrógeno (H2O2)
− Anión superóxido (O2)
− Oxígeno singlete (1O2)
− Oxígeno nítrico (NO)
− Peróxido (ROO)
− Semiquinona (Q)
− Ozono
Los radicales libres del oxígeno se
clasifican de la forma siguiente: • Radicales libres inorgánicos o primarios: Se originan por
transferencia de electrones sobre el átomo de oxígeno: el anión superóxido, el radical hidróxilo y el óxido nítrico.
• Radicales libres orgánicos o secundarios: Se pueden originar por la transferencia de un electrón de un radical primario a un átomo de una molécula orgánica: los principales átomos de las biomoléculas son: carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre.
• Intermediarios estables relacionados con los radicales libres del oxígeno: especies químicas que sin ser radicales libres, son generadoras de estas sustancias o resultan de la reducción o metabolismo de ellas: el peróxido de hidrógeno, el ácido hipocloroso, el peroxinitrito, el hidroperóxidos orgánicos.
Producción de radicales libres del
oxígeno
• Entre las células relacionadas con la producción de
radicales libres del oxígeno tenemos los neutrófilos,
monocitos, macrófagos, eosinófilos y las células
endoteliales. Las enzimas oxidantes involucradas
son la xantin-oxidasa, la indolamindioxigenasa, la
triptofano-dioxigenasa, la mieloperoxidasa, la
galactosa oxidasa, la ciclooxigenasa, la
lipoxigenasa, la monoamino-oxidasa y la NADPH
oxidasa.
• También se producen radicales libres por la
administración de paracetamol, tetracloruro de
carbono y furosemida; por último no se puede
olvidar agentes como el humo de cigarrillos, las
radiaciones ionizantes, la luz solar, el shock térmico
y las sustancias que oxidan el glutatión (GSH) como
fuentes de radicales libres.
Radicales libres derivados del
oxígeno • En la mayoría de las células aerobias el oxígeno
(90%) consumido por ellas es reducido a agua por el mecanismo respiratorio en cuya etapa final 4 electrones y 4 protones (iones hidrógeno) son transferidos casi simultáneamente a una molécula de oxígeno.
• Pequeñas cantidades de oxígeno pueden ser metabolizadas por otras vías: reducción univalente o monovalente.
• En estos casos la molécula de oxígeno acepta un electrón por vez, dando origen a un grupo de compuestos intermediarios que constituyen los radicales libres derivados del oxígeno. Estos son oxidantes y por lo tanto tóxicos.
• Los intermediarios de la reducción univalente del
oxígeno son sucesivamente el radical superóxido, el
peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo, dando
finalmente agua. En algunas condiciones el
oxígeno puede pasar a un estado de excitación
muy reactivo denominado oxígeno singlete („02)
que es un oxidante muy enérgico.
• El H202 y el „02 no son radicales libres porque
carecen de electrones no apareados.
Formación en las células de los
radicales libres del oxígeno • El superóxido células aerobias por transferencia de un
electrón al oxígeno molecular como producto colateral del transporte electrónico.
• Existe una serie de enzimas cuya actividad normal puede generar el radical superóxido. Entre ellas se encuentra al sistema xantina deshidrogenas-a xantina oxidasa
• También generan otros oxidantes como el ácido hipocloroso (HOCI).
• Los macrófagos pueden generar superóxido durante los procesos inflamatorios por activación de la NADPH oxidasa de sus membranas plasmáticas el que es utilizado para destruir determinadas cepas bacterianas
• La segunda etapa de la reducción univalente del
oxígeno es la formación de peróxido de hidrógeno
(H202), que puede originarse a partir del superóxido
en la reacción de dismutación catalizada por la
superóxido dismutasa.
•
𝑂2 + 𝑂2 + 2𝐻 𝐻 +
𝑆𝑂𝐷
2𝑂2 + 𝑂2
• Esta reacción permite la eliminación del superóxido
con formación de peróxido de hidrógeno y
oxígeno.
• El H202 no es un radical libre. Es sin embargo un
oxidante, tóxico para las células, cuya incubación
con éste compuesto puede lesionar el ADN,
ocasionar la ruptura de membranas o liberar iones
calcio activando las enzimas proteolíticas
dependientes de este ion .
• El H202 atraviesa fácilmente las membranas y
accede a toda la célula. Su toxicidad local
depende de la presencia de enzimas tales como la
catalasa y la glutatión peroxidasa que lo destruyen.
EFECTO NOCIVO DE LOS
RADICALES LIBRES • Lípidos: se produce el daño mayor en un proceso
que se conoce como peroxidación lipídica, afecta
a las estructuras ricas en ácidos grasos
poliinsaturados, ya que se altera la permeabilidad
de la membrana celular produciéndose edema y
muerte celular.
• Una vez que se inicia, el proceso toma forma de
“cascada”, con producción de radicales libres que
lleva a la formación de peróxidos orgánicos y otros
productos, a partir de los ácidos grasos insaturados;
una vez formados, estos radicales libres son los
responsables de los efectos citotóxicos.
• Proteínas. Hay oxidación de un grupo de
aminoácidos como fenilalanina, tirosina, histidina y
metionina; además se forman entrecruzamientos
de cadenas peptídicas, y por último hay formación
de grupos carbonilos.
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.
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.
El envejecimiento • 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. 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).
