UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
INTEGRANTES:
SAMAR EL SOUS BAUTISTA EVA MILAGROS TRIVEÑO LEÓN FERNANDO GUERRERO ZURITA PABLO ALEJANDRO RAMOS QUIROZ FRANCO ENRIQUE FERNANDEZ ANTICONA
20130088 20130104 20130092 20130101 20130089
INDICE 1. INDICE…………………………………………………………………………………………… 2 2. OBJETIVOS…………………………………………………………………………………….. 3 3. ¿QUÉ SON LOS RADICALES LIBRES?..........................................................................................................4 4. ¿CÓMO SE FORMAN LOS RADICALES LIBRES?........................................................................................................ 7
5. ¿CÓMO AFECTAN LOS RADICALES LIBRES?........................................................................................................10 6. CONSECUENCIAS Y ENFERMEDADES:……………………………………………………………………………… 15
ALGUNAS CONSECUENCIAS
ENVEJECIMIENTO
PROBLEMAS EN EL SISTEMA CARDIOVASCULAR
PROBLEMAS EN EL SISTEMA NERVIOSO
7. ¿CÓMO CONTRARRESTRAR LOS RADICALES LIBRES?........................................................................................................... 18 8. CONCLUSIONES………………………………………………………………………………… 24 9. BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………. 25
OBJETIVOS.
Entender cómo se forman los radicales desde un punto de vista químico, las reacciones que los forman y como se propagan. Aclarar las fases de actuación de los radicales: la iniciación, la propagación y la terminación.
Conocer acerca de las características de los radicales libres para a través de estos conocimientos poder saber las consecuencias Saber las consecuencias que traen los radicales libres en los seres humanos. Las enfermedades y como estos afectos diversos procesos biológicos.
La importancia que en exceso los radicales libres son perjudiciales para organismos vivos produciendo alteraciones en sus biomoleculas principales. Conocer a los antioxidantes que son los que inhiben el estrés oxidativo(exceso de radicales libres)
¿QUE SON LOS RADICALES LIBRES? Un radical libre es una molécula (orgánica o inorgánica), en general extremadamente inestable y, por tanto, con gran poder reactivo. Los radicales libres tienen una configuración electrónica de capas abiertas por lo que llevan al menos un electrón desparejado 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.
Historia de radicales libres
La vida media de un radical libre es de microsegundos por lo que fue muy difícil su estudio hasta el s.XX. Fue en el año 1900, que el químico Moisés Gomber, que trabaja ba en la Universidad de Michigan, afirmó que había descubierto el primer radical libre. Mientras trataba de sintetizar un nuevo compuesto, había creado un radical libre, el radical trifenilmetil. A diferencia de todos los radicales que ahora sabemos que tienen una vida muy corta, este extraño radical era más estable, por lo que pudo estudiarse por los métodos químicos convencionales. Con todo, como sucede muchas veces en la investigación científica, este anuncio no tuvo mayor eco, sepultándose de nuevo los radicales libres por otros 30 años.
Fue durante la Segunda Guerra Mundial, en que Estados Unidos dejó de tener acceso al caucho natural del Sudeste Asiático y de la India, que los radicales libres tomaron de nuevo actualidad. Ello debido al rol clave de los radicales en la química de los polímeros. A partir de entonces se comenzaron a conocer las propiedades básicas de los radicales libres y las tremendas posibilidades en sus aplicaciones industriales. El desarrollo de polímeros, como el neoprén (una goma sintética) y la química de los plásticos, dio un gran soporte a la investigación de esta área, y el rol que los radicales libres jugaban en el proceso de polimerización. Entre los años 1940 y 1960, con el desarrollo de la energía nuclear y el estudio del efecto de las radiaciones (que son mediadas por reacciones de radicales libres), despertó un enorme interés por conocer más acerca de ellos. En 1954 Rebeca Gerschman publica en Science su famoso artículo “ oxigen poissoning”.
La existencia de radicales libres es confirmada por numerosos autores y relacionada con el proceso de envejecimiento: Harman (1956) y Halliwell (1991).A partir de estos hallazgos se desata una verdadera fiebre investigadora para tratar de anular el efecto de los radicales libres. 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 radicales libres durante años, producidos mayormente por los contaminantes externos que penetran en nuestro organismo. 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. Lo peligroso que pueden ser estos radicales se demostró en Junio 28 de 1986,en la trágica explosión del transportador espacial “Challenger”, que estalló en el aire, desapareciendo toda su tripulación. Ello sucedió cuando un anillo defectuoso del estanque central de propulsión dejó escapar gases calientes que comenzaron a quemar la cara externa de él. En cuestión de segundos, las llamas alcanzaron a los estanques laterales, que contenían hidrógeno como combustible y oxígeno líquido oxidante. Se produjo así la mezcla incontrolada de hidrógeno y oxígeno, produciendo inmediatamente una tremenda
explosión ,que no era sino el resultado de la reacción de los radicales libres que se formaron. Pero también en forma no tan violenta, estos mismos radicales libres están metidos en muchos procesos, desde aquellos que proporcionan el equilibrio en el balance de la vida, hasta aquellos que son esenciales para la vida misma, o, por el contrario, para que ésta ya no pueda continuar. Pero no sólo en las funciones del organismo están metidos, sino que en casi todo lo que nos rodea. La luz solar, en la alta atmósfera, genera radicales libres. Los motores a combustión, deben su funcionalidad a los radicales libres, ya que actúan como intermediarios en la generación de energía a partir del combustible. Al mismo tiempo, el proceso de combustión de los hidrocarburos contenidos en el combustible, libera radicales hacia la atmósfera, donde contribuyen a la contaminación. Al quemar madera o papeles, también se producen radicales libres. El Random que puede liberarse en nuestras casas, también genera radicales libres cuando éste alcanza a los pulmones, lo que de acuerdo a algunos expertos, puede producir un cáncer pulmonar. Por otra parte, las radiaciones que se usan para curar el cáncer, mata a las células vía la formación de radicales libres. Un asado a la parrilla, adquiere el exquisito sabor gracias a la reacción de los radicales libres. Pero son también los radicales libres los culpables que las grasas y aceites se enrancien. También los radicales libres están metidos en la industria y son esenciales, por ejemplo, en la producción de polímeros, como en los plásticos de polietileno.
¿CO MO FORMAN LOS RADICALES LIBRES? Las reacciones radicálicas suelen ser reacciones en cadena: los radicales se forman en una fase de inicuación, las etapas de propagación mantienen inalterado el numero de radicales y, por último, las fases de terminacióndestruyen los radicales y concluyen la cadena. Un ejemplo de este proceso en cadena es la cloracion del hicrocarburo, RH, iniciada por la luz:
Iniciación:
̇ (rx. Fotolítica)
Propagación:
̇ ̇ ̇ ̇
̇
Terminación
̇ ̇ ̇
Las moleculas de cloro absorben luz llegando a estar lo suficientemente activadas como para romper el enlace . Las reacciones que se producen como parte de la secuencia de propagción en los procesos radicálicos en cadena son de cuatro tipos principales: reacciones de transferencia de átomos, reacciones de adición, reacciones de fragmentacióny transposiciones. Reacciones de transferencia de átomos:
En todas las fases de prpagaciónsuelen existir una o mas reacciones de transferencia atómica. Como ya dijimos, estas reacciones suelen implicar la transferencia de hidrogeno o halógenos; unos pocos ejemplos más son:
̇ ̇
̇ ̇
̇
Reacciones de adición:
Estas incluyen la adición de radicales a olefinas ordinarias; por ejemplo: ̇ ̇ ̇ ̇
La adición se produce de forma que se origine el radical mas estable; en los ejemploa anteriores se forma el radical secundario, con preferencia al primario. En los radicles alifáticos la estabilidad aumenta en el orden primario
Observese tambien que en este caso la dirección de la adición es tal q se forma el radical mas estable, que es el secundario y no el primario, que es el mas inestable. La reacción pede abreviarse:
Donde M e na molecula olefina polimerizable, llamadamonomero, y Es una cadena de polimero que contiene “n” unidads de monomero.
Reacciones de fragmentación:
Esta reacción es la inversa de la adición. La reacción de fragmentación más común es la β-escisión, en la que un par de electrones en posición β con respecto al electrón solitario se divide, desprendiéndose un fragmento radicálico. Por ejemplo, el radical alcoxi, puede conducir hasta tres βescisiones diferentes, que darían lugar a tres tipos distintos de productos:
Trasposiciones:
Las trasposiciones radicálicas no son frecuentes, pero en ocasiones, la secuencia de propagación incluye una trasposición. Por ejemplo, un átomo de halógeno puede trasponerse, como sucede en la reacción del 1-cloropropanocon átomos de cloro procedentes del cloruro de hidrógeno:
¿CO MO AFECTAN LOS RADICALES? EFECTOS Los radicales libres actúan en el organismo alterando a las membranas celulares atacando las proteínas, los lípidos o grasas("oxidación") y material genético de las células, como el ADN. Se estima que el ADN de cada célula es golpeado unas 10,000 veces cada día por radicales libres. Las mutaciones del ADN, si pueden ser fatales para un organismo en particular, son también las que explican la diversidad de especies que habitan este planeta. Aunque sólo una diminuta parte de las nuevas especies generadas por mutaciones sobreviven a la selección natural, no dejan de ser estas mutaciones la causa de la evolución. Si los errores de replicación del ADN, la radioactividad natural y los rayos ultravioletas inducen mutaciones, es muy probable que los radicales libres hayan tenido un creciente papel en el proceso.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 n úmero demitocondrias, que es característico delenvejecimiento. En los lípidos y proteínas de la membrana celular los radicales libres producen daño al tomar sus electrones, por lo tanto no podrán cumplir sus funciones como el intercambio de nutrientes y descartar los materiales dedeshecho celular, haciendo imposible el proceso de regeneración yreproducción celular . También los aminoácidos que forman las proteínas pueden sufrir alteraciones que modifican su estructura molecular, impidiendo su acción biológica. En el caso de las enzimas (que son proteínas), el daño puede impedir su acción catalizadora. También los polisacáridos, que desempeñan funciones de protección y/o lubricación de los epitelios, pueden ser afectados, disminuyendo así las defensas y favoreciendo las inflamaciones. Pero a pesar de todo, los radicales libres no son intrínsecamente malos. De hecho, nuestro propio cuerpo los fabrica en cantidades moderadas para luchar contra bacterias y virus, regular estructura proteínas, controlar el tono muscular, etc. A demás desempeñan una función importante en la combustión, en la polimerización, en la química, dentro de las células y en otros procesos químicos .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 endoplasmàtico 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 polimorfos 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 esferoidales. 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 rad icales libres.
Los radicales libres se dividen en: Radicales libres inorgánicos o primarios: •
Radicales libres derivados del oxígeno
Cuando la vida apareció en la Tierra no había oxígeno molecular en laatmósfera. Fueron las primeras algas fotosintéticas las que lo generaron. Sólo después apareció una segunda generación de seres, de la que formamos parte, que usa el ciclo de Krebs y el oxígeno como receptor final de electrones para generar energía. Sin embargo, uno o dos por ciento del oxígeno utilizado en este proceso, en vez de ser convertido en agua es parcialmente reducido en anión superóxido, es decir, el oxígeno molecular con un electrón más. Esta"fuga" puede resultar peligrosa, pero también ventajosa, mientras seacontrolada.Las células de nuestro cuerpo requieren oxígeno para funcionar. De hecho nuestro metabolismo, es decir la suma de los procesos químicos de nuestro cuerpo relacionados con la utilización del alimento, está fundamentado sobrelas propiedades químicas del oxígeno. Los físicos han identificado una propiedad en las partículas que componen los átomos a la que denominan rotación. Por lo general cada electrón en un átomo forma pareja con otro de rotación contraria. En el caso del oxígeno esto no sucede, ya que dicho elemento posee dos electrones sin su correspondiente pareja, es decir es un birradical y estos en órbitas distintas se desplazan en sentido paralelo, lo cual confiere al oxígeno un cierto grado de estabilidad. Este hecho convierte al oxígeno en un elemento altamente reactivo. Un átomo de oxígeno siempre está a la búsqueda de otro átomo con el cual aparear o intercambiar electrones. Esta es precisamente la característica que hace a los átomos de oxígeno esenciales para la vida ya que gran parte de las reacciones químicas de nuestro cuerpo requiere la transferencia de electrones. El oxígeno para transformarse en radical tiene que adquirir un electrón,
es decir experimentar una reducción. Según las circunstancias de las uniones del oxígeno, se pueden originar cuatro derivados reactivos, dos de ellosverdaderos radicales: el anión superóxido y el hidroxilo, y dos formas muy reactivas pero sin la exagerada agresividad de los radicales: el peroxido de hidrógeno y el oxígeno Singlete
Tal como ya se señaló el proceso de reducción del oxigeno molecular ocurre encuatro etapas que involucran, cada una de ellas, la incorporación de un Electrón a la molécula. Así se forma el radical libre “superóxido” .posteriormente en peroxido de hidrogeno Que aunque no es un radical libre, es de gran reactividad. Un nuevo proceso de reducción transforma el peróxido de hidrógeno en el radical libre hidroxilo (•OH), y finalmente se forma como pr oducto final el agua. El radical superóxido es poco reactivo y tiende a reaccionar consigo mismo dando origen a un proceso conocido como“dismutación”, que lo transforma en peróxido de hidrógeno y oxígenomolecular. El aspecto más relevante de esta reacción es que el radicalsuperóxido puede además reaccionar con el producto de su propia dismutación (el peróxido de hidrógeno), formando, entre otros productos, el radical libre hidroxilo, considerado como uno de los productos más reactivos del oxígeno. Las reacciones que se verifican con la transferencia de un electrón desde un dador electrónico a un aceptor electrónico se denominan reacciones de óxido-reducción.En la cadena respiratoria citocromooxidasa mitocondrial, se realiza eltransporte electrónico desde un sustrato orgánico glucí dico, a un aceptor electrónico (el oxígeno molecular), quedando agua y energía liberada, que el organismo tanto requiere y almacena bajo la forma de adenosintrifosfato (ATP).En esta reacción los electrones se desplazan por pares, pero una pequeña parte, que oscila del 2 % al 5 %, es objeto de una reducción monovalente, de un solo electrón, resultando un RL de cada electrón impar, generalmente eltemido anión superóxido. Este radical es degradado por la superóxidodismutasa (SOD) y específicamente neutralizado en gran medida por la vitamina E. La producción de oxirradicales es permanente dentro de la célula viviente yestá vinculado con las áreas donde el oxígeno tiene mayor actividad.Se ha identificado q ue diferentes componentes o sistemas metabólicoscelulares producen constantemente radicales libres del oxígeno (superóxidos e hidroxilos). Se estima que las mitocondrias (que es el lugar de la célula en que se produce la energía, que dan cuenta del 80% del consumo celular del oxigeno molecular, transforman un 5% de este consumo a radicales libressuperóxidos e hidroxilos. De la misma forma, la fracción del retículoendoplasmàtico liso (otro organelo intracelular) que realiza la metabolización tanto de sustancias
endógenas (prostaglandinas, ácidos grasos, etc.) como exógenas (drogas, colorantes, saborizantes, antioxidantes, etc.) consume un15% del oxigeno molecular, pero sin embargo en este lugar se estima que entre el 20 a 30% del oxigeno consumido, se transforma a radicales libres, particularmente a radicales hidroxilos. Ello es debido a la poderosa actividad oxidante que caracteriza a este organelo celular. En 1969 se descubrió la superóxido dismutasa, una enzima cuya función es convertir dos aniones superóxidos en un oxígeno y un peróxido de hidrógeno, comprobándose así la existencia de una maquinaria biológica especial para la eliminación de radicales libres. Hoy se sabe que, además del anión superóxido, existen en la célula otros radicales libres, como el radical hidroxilo, el más peligroso de ellos. Aunque el anión superóxido pueda actuar como oxidante o como reductante, la mayor amenaza que representan los radicales libres, en particular el radical hidroxilo, es por su capacidad oxidante, es decir, su capacidad de "robar “electrones. Esto puede ser fatal por diversas causas: mutaciones en el ADN, inactivación de enzimas y destrucción de las membranas celulares (peroxidaciónlipídica). Por eso existen una serie d e enzimas protectoras o antioxidantescatalíticos. Además de varias superóxido dismutasas con estructuras muydif erentes, se han descubierto la catalasa y la glutathion peroxidasa, las cuales tienen como función convertir el peróxido de hidrogeno en oxígeno y agua, previniendo así la formación del radical hidroxilo.Minerales y metales de transición como el selenio, el cobre, el zinc, elmanganes o e incluso el hierro, son indispensables para el funcionamiento delas enzimas antioxidantes. Existen además moléculas relativamente sencillas de apoyo, como son las vitaminas C y E, la melatonina y diversas flavonoides.
Especies Reactivas de Oxígeno (EROs)
Radicales Libres No Radicales Radical Peróxido
Radical Hidroxilo Anión Superóxido Peróxido de hidrógeno
Oxígeno Singlete
Radicales libres orgánicos o secundarios: Se pueden originar por la transferencia de un electrón de un radical primario aun átomo de una molécula orgánica o por la reacción de 2 radicales primarios entre sí, poseen una vida media un tanto más larga que los primarios; los principales átomos de las biomoléculas son: carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre.
Radicales libres derivados del nitrógeno De las especies reactivas del nitrógeno, el óxido nítrico es el representante más sobresaliente. El ácido nítrico tiene muchas funciones biológicas, participa como constituyente del factor relajante derivado del endotelio, el cual puede relajar la musculatura lisa vascular, inhibir la agregación plaquetaria y revertir la transmisión de la neurona mensajera. La biosíntesis del óxido nítrico a partir de la L-arginina puede ser un camino metabólico para la regulación de la función y de la comunicación celular.Los macrófagos producen óxido nítrico como parte de sus armamentoscitotóxicos . El óxido nítrico es portador de un electrón impar, es un RL activo y puede reaccionar con el oxígeno para formar el anión peroxinitrito, sobre el cual la vitamina C en el plasma sanguíneo ejerce su mayor efecto necrofágico .Últimamente se le ha dado importancia a las proteínas hemo, como inductoras del estrés oxidativo relacionado con el ejercicio físico de alta intensidad, el cualse acompaña de elevación sérica de los niveles de metamioglobina ydisminución de antioxidantes como el glutathion reducido. La metamioglobina proveniente del músculo dañado por sobre estimulación orabdomiolisis, causa falla renal. Posiblemente la interacción de lametamioglobina y la metahemoglobina, con los peróxidos, acentúe el estrésoxidativo durante el ejercicio. El ácido láctico producido durante el ejercicio físico es un magnífico agentequelante que por su parte tiene la capacidad de prevenir o disminuir la obstrucción ateromatosa vascular.
CONSECUENCIAS Y ENFERMEDADES Los radicales libres son moléculas inestables y muy reactivas. Para conseguir la estabilidad modifican a moléculas de su alrededor provocando la aparición de nuevos radicales, por lo que se crea una reacción en cadena que dañará a muchas células y puede ser indefinida si los antioxidantes no intervienen. Los radicales libres producen daño a diferentes niveles en la célula: • Atacan a los lípidos y proteínas de la membrana celular por lo que la célula no puede
realizar sus funciones vitales (transporte de nutrientes, eliminación de deshechos, división celular…). El radical superóxido, O2, que se encuentra normalmente en el metabolismo
provoca una reacción en cadena de la lipoperoxidación de los ácidos grasos de los fosfolípidos de lamembrana celular.
Las ERO(especies reactivas del oxígeno ) presentan una alta reactividad, tanto que son capaces de reaccionar con una amplia gama de estructuras celulares, conociéndose que sus blancos fundamentales son los ácidos grasos insaturados de las membranas fosfolipídicas, las proteínas y los ácidos nucleicos (AD N).
Atacan al DNA impidiendo que tenga lugar la replicación celular y
contribuyendo al envejecimiento celular. La molécula de ADN es uno de los principales blancos del ataque por radicales libres en la célula y las modificaciones que sufre como consecuencia de esos ataques son relevantes para la pérdida de la homeostasis celular, pérdida que puede prolongarse como consecuencia de las funciones del ADN como reservorio activo de información.
Se ve favorecida la aparición de arterioesclerosis. es la acumulación de grasas en las paredes arteriales. Estas grasas pueden ser LDL (lipoproteínas de baja densidad ) que son transportadoras de colesterol en la sangre.
La arterioesclerosis es un estrechamiento de las arterias que puede disminuir considerablemente la irrigación de sangre a los órganos vitales, como el corazón, el cerebro y los intestinos El oxido nítrico puede intervenir en lo estadios tempranos del proceso, al evitar el engrosamiento de las paredes de las arterías y el acumulo de material.. Normalmente, las placas contienen colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL), células de los músculos lisos y tejido fibroso, y a veces calcio. A medida que una placa crece en el revestimiento de una arteria, produce un área en la superficie frecuentemente lisa de la arteria. Esta área rugosa puede causar un coágulo de sangre dentro de la arteria, que puede bloquear totalmente el flujo sanguíneo. Como resultado, el órgano irrigado por la arteria bloqueada se encuentra privado de sangre y oxígeno, y las células del órgano pueden morir o sufrir daños severos.
El óxido nítrico o monóxido de nitrógeno (NO) es un gas incoloro y poco soluble en agua presente en pequeñas cantidades en los mamíferos. Se lo considera un agente tóxico. Es una molécula altamente inestable en el aire ya que se oxida rápidamente en presencia de oxígeno convirtiéndose en dióxido de nitrógeno o nitrato o nitrito. Por esta razón se la considera también como un radical libre.
El NO es una molécula formada por dos átomos, un átomo de oxígeno (O) y otro de nitrógeno (N). El número de partículas subatómicas que forman a un átomo es específico de cada elemento, y esta característica determina las propiedades de los elementos. El oxígeno tiene 8 electrones y el nitrógeno tiene 7 electrones; por lo tanto, cuando estos dos átomos se encuentran sus electrones se aparean para formar una molécula de NO, que contiene un electrón desapareado
La presencia del electrón desapareado permite al NO interactuar rápidamente con otros átomos que son abundantes en los sistemas biológicos, tal como el N y el azufre (S) que forman parte de las proteínas. La unión del NO a las proteínas, u otras moléculas, se llama nitrosación, y este proceso es la base química que permite al NO ejercer diversas funciones en los organismos. El NO también interactúa con átomos metálicos, como el hierro (Fe), el cual forma parte de proteínas que se conocen como ferroproteínas o hemoproteínas. Estas proteínas son fundamentales en la regulación de un gran número de funciones biológicas, como la producción de energía, el transporte y almacenamiento del oxígeno y la transducción de señales, es decir, el proceso que coordina la respuesta en el interior de la célula a las señales externas. Por otro lado, el NO reacciona rápidamente con el oxígeno molecular (O2) y con diferentes formas del O2 que son altamente reactivas, como los radicales superóxido (O2 .) e hidroxilo (OH), los cuales son sumamente tóxicos. La interacción del NO con el O2 . genera peroxinitrito y otras formas reactivas del N que también son tóxicas, por lo tanto, la combinación del NO con las formas reactivas del O2 constituye el principal mecanismo mediante el cual el NO daña a las células.
¿COMO CONTRARESTAR LOS RADICALES LIBRES? LOS ANTIOXIDANTES
Los Antioxidantes son sustancias de diverso tipo, que previenen o retardan el daño oxidativo producido por los radicales libres. Para que una sustancia actúe como antioxidante debe ser capaz de reaccionar fácil y específicamente con un radical libre, neutralizándolo e impidiendo el daño oxidativo a las células. Se trata de un grupo de vitaminas, minerales, colorantes naturales y otros compuestos de vegetales y enzimas, que bloquean el efecto perjudicial de los radicales libres. La mayoría de los antioxidantes se encuentra en alimentos vegetales, lo que explica que incluir frutas, legumbres, verduras y hortalizas o cereales integrales en nuestra dieta sea tan beneficioso. La primera defensa antioxidante al interior de la célula está dada por las enzimas antioxidantes, como la catalasa, glutatión peroxidasa y superóxido dismutasa. Son endógenas, es decir se sintetizan al interior del organismo y su acción depende de la presencia de ciertos metales tales como cobre, magnesio, zinc o selenio. Por eso la deficiencia de alguno de ellos afecta la función de estas enzimas y por ello se les ha denominado "metales antioxidantes" . La segunda defensa antioxidante corresponde a los antioxidantes no enzimáticos que actúan tanto a nivel celular como extracelular. Estas son sustancias de diverso tipo que atrapan o neutralizan radicales libres porque les ceden un electrón, previniendo así el daño oxidativo. Al hacer esto se consumen porque el antioxidante sufre una modificación química transformándose en un radical libre flojo o inactivo. Por lo tanto, a diferencia de las enzimas antioxidantes, estos compuestos antioxidantes deben ser reemplazados. Los de origen exógeno, provenientes de la dieta, como vitamina C, vitamina E, carotenoides, polifenoles y flavonoides, al no ser sintetizados por las células, para ser reemplazados necesitan ser nuevamente ingeridos en la dieta. La mayoría de los antioxidantes se encuentra en alimentos vegetales, lo que explica que incluir frutas, legumbres, verduras y hortalizas o cereales integrales en nuestra dieta sea tan beneficioso. 1) Antioxidantes Vitamínicos: 1.1) Carotenos y Vitamina A:
Es una vitamina liposoluble que combate las infecciones y las enfermedades, forma barreras de primera línea ayudando al tejido epitelial del organismo a crecer y repararse a sí mismo. Sin suficiente vitamina A, estas células se vuelven rígidas, secas y con probabilidad de bajar la guardia favoreciendo la entrada de gérmenes al organismo. Es esencial para tener ojos sanos. El organismo constantemente remplaza las células viejas y gastadas por otras nuevas y se necesita la vitamina A para producir células sanas de reemplazo. La única forma de obtenerla era por medio de alimentos de origen animal como el huevo, el hígado, pollo, leche y productos lácteos que contienen retinoles de forma natural pero luego se descubrieron otra manera de obtener esta vitamina y fue comiendo alimentos de origen vegetal que contengan carotenos los carotenos Pertenecen a la familia de los carotenoides de los vegetales. El organismo es capaz de transformarlo en vitamina A en el intestino delgado. Posee conjuntamente las propiedades de la vitamina A y de los antioxidantes que actúan sobre los radicales libres. Se ha demostrado su papel en la prevención de las cataratas y su efecto beneficioso en procesos inflamatorios y en los relacionados con el envejecimiento. Alimentos ricos en beta-caroteno: Verduras de color verde o coloración rojo-anaranjadoamarillento (zanahoria, espinacas, brócoli, calabaza, tomate, etc.), y ciertas frutas (albaricoques, cerezas, plátanos, melón y durazno) el beta-caroteno es especialmente bueno para suprimir en cada molécula él oxigeno, ayuda a prevenir las cataratas al eliminar los radicales libres, antes de que puedan lesionar al cristalino del ojo, previenen la oxidación de la LDL (Lipoproteina de baja densidad) que ayuda a mantener los niveles normales de colesterol y reduce el riesgo de desarrollar aterosclerosis y enfermedades coronarias. 1.2) Vitamina C o ácido ascórbico:
Realiza más de 300 funciones orgánicas. Se necesita para producir colágeno (el fuerte tejido conectivo que sostiene al esqueleto, une los músculos a los huesos construye resistentes vasos sanguíneos y mantiene en su lugar los órganos de la piel. La vitamina C elimina los radicales libres, es el antioxidante más importante en el organismo. Es soluble en agua y esto le permite estar en el interior de las células y en los espacios que quedan entre estas debido a que los radicales libres también están en todos lados. La vitamina E y las enzimas antioxidantes y el glutation la necesitan para funcionar apropiadamente. Es necesaria para producir otras enzimas que eliminan del organismo toxinas como el plomo y los contaminantes. Ayuda a prevenir el cáncer especialmente de los que atañen al tracto gastro-intestinal (boca, garganta, estómago, páncreas, colon y recto) eliminando toxinas y radicales libres bloqueando la formación de nitrosaminas causantes del cáncer a partir
de los nitratos y nitritos que se encuentran en los productos animales, especialmente la carne roja. Muy efectiva para reducir el riesgo de cataratas eliminando los radicales libres de los ojos antes que estos puedan lesionar los cristalinos. . Es primera línea en la defensa antioxidante del plasma; es un poderoso inhibidor de la oxidación de los lípidos. Regenera la Vitamina E, y es protector de los efectos del tabaco. La gente con niveles altos de vitamina C tienen niveles más bajos de colesterol. Mejora el sistema inmunitario ya que los glóbulos blancos y mensajeros químicos del sistema inmunitario necesitan mucha vitamina C para funcionar correctamente. Las fuentes de la vitamina C son las frutas y zumos cítricos (esto incluye el melón, las fresas, la papaya, los kiwis, los mangos, las moras, las frambuesas, y los pimientos verdes y rojos), las plantas crucíferas (como el brócoli, la coliflor, las coles de Bruselas y el repollo), los tomates y las hortalizas de hoja verde.
1.3)La vitamina E (tocoferol):
La vitamina E está considerada "la primera línea de defensa" contra el daño en la membrana de las células que causa la oxidación. Actúa tan bien como antioxidante porque es soluble en grasa, y las membranas celulares están hechas en gran parte de grasa. Esta vitamina penetra en las membranas y elimina cualquier radical libre que trate de pasar. El alfa tocoferol es la forma más común y activa, la que funciona mejor para eliminar los radicales libres. Ayuda a prevenir o retrasar las enfermedades coronarias limitando la oxidación del LDL (colesterol malo) también previniendo la formación de los coágulos de la sangre, que podrían conducir a un ataque del corazón. También bloquea la formación de las nitrosaminas, que son agentescancerígenos formados en el estómago de los nitritos consumidos en la dieta. En la enfermedad de Alzheimer la vitamina E en dosis elevadas (2,000 UI) funciona como medicamento caro disminuyendo el deterioro de las células cerebrales. La vitamina E lleva a cabo esta función gracias a su capacidad para reducir estos radicales a metabolitos inocuos: un proceso conocido como"depuración de radicales libres". Esta vitamina se encuentra en el germen de trigo, aceite de soja, germen de cereales o cereales de grano entero, aceite de oliva, vegetales de hoja verde y frutos secos. 2) Mi ne ra le s An ti oxi da nt es :
2.1) EL ZINC
Prácticamente el único estado de oxidación que presenta es el +2. Reacciona con ácidos no oxidantes pasando al estado de oxidación +2 y liberando hidrógeno y puede disolverse en bases y ácido acético. El metal presenta una gran resistencia a la deformación plástica en frío que disminuye en caliente, lo que obliga a laminarlo por encima de los 100ºC. No se puede endurecer por acritud y presenta el fenómeno de fluencia a temperatura ambiente al contrario que la mayoría de los metales y aleaciones y pequeñas cargas provocan deformaciones permanentes El zinc se encuentra en diversos alimentos como las ostras, carnes rojas, aves de corral, algunos pescados y mariscos, habas y nueces. La ingesta diaria recomendada de zinc ronda los 10 mg, menor para bebés, niños y adolescentes (por su menor peso corporal) y algo mayor para mujeres embarazadas y durante la lactancia. La deficiencia de zinc puede producir retardo en el crecimiento, pérdida del cabello, diarrea, impotencia, lesiones oculares y de piel, pérdida de apetito, pérdida de peso, tardanza en la cicatrización de las heridas y anomalías en el sentido del olfato. Las causas que pueden provocar una deficiencia de zinc son la deficiente ingesta y la mala absorción del mineral caso de alcoholismo que favorece su eliminación en la orina o dietas vegetarianas en las que la absorción de zinc es un 50% menor que de las carnes o por su excesiva eliminación debido a desórdenes digestivos. El exceso de zinc se ha asociado con bajos niveles de cobre, alteraciones en la función del hierro y disminución de la función inmunológica y de los niveles del colesterol bueno. 2. 2) COB RE
Además de actuar como antioxidante este mineral participa en la formación de enzimas, proteínas y neurotransmisores cerebrales, y facilita la síntesis del colágeno y la elastina necesarios para el buen estado de los vasos sanguíneos, los cartílagos, los pulmones y la piel. Este micromineral se encuentra presente en el organismo en 100 a 150 mg, y el 90% de esta cantidad se encuentra en músculos, huesos e hígado. Este participa en la formación de la hemoglobina, y es fundamental para el desarrollo y mantenimiento de huesos, tendones, tejido conectivo y el sistema vascular. El cobre esta presente en el hígado, riñón, mollejas y otras vísceras, en carnes, cereales integrales, frutas secas y legumbres. Es raro ver excesos de cobre, pero estos pueden producir hepatitis, mal funcionamiento de riñones y desórdenes neurológicos. Una dificultad metabólica determinada genéticamente que se caracteriza por aumentar los depósitos de cobre en hígado y cerebro es la enfermedad de Wilson.
La carencia de cobre en el organismo es igualmente anormal en personas que llevan una alimentación normal. Sin embargo las formas en que se puede manifestar la ausencia de cobre en el organismo es por anemias moderadas a severas, edemas, desmineralización ósea, detención del crecimiento, anorexiay vulnerabilidad a infecciones. Ante carencias de cobre en el organismo, su presencia disminuye en el cerebro, huesos, tejidos conjuntivos y médula ósea pero no en el hígado. Las necesidades diarias son de aproximadamente de 2 mg. 2. 3) SELE NI O
El selenio es un micromineral antioxidante que previene las reacciones excesivas de oxidación, y su acción se relaciona con la actividad de la Vitamina E. Este protege contra enfermedades cardiovasculares y estimula el sistema inmunológico. Al decir que es un antioxidante demás esta decir que disminuye el proceso de envejecimiento celular, y también se lo asocia a la prevención del cáncer. El selenio se encuentra en: coles de Bruselas, brécol, cereales integrales, cítricos, rábano, alfalfa, levadura de cerveza revivificada, cereales, algas marinas, ajos, cebollas, puerros, champiñón, germen de trigo, hígado de ternera, marisco. Existen estudios que indican que en zonas donde hay carencia de este mineral como : Envejecimiento prematuro, Encanecimiento del cabello, Problemascardiovasculares, arteriosclerosis, Enfermedades degenerativas, Cáncer, Artritis reumatoide, artrosis, gota, osteoporosis, Infertilidad femenina o masculina, Cirrosis hepática, Prostatitis crónica, Impotencia, Frigidez, Infecciones graves como el SIDA, Alteraciones inmunológicas, Acné, Micosis. Los requerimientos son del orden de los 50 a 75 microgramos por día. La ingesta de una dieta equilibrada, satisface las necesidades cotidianas de selenio. Lo mejor es asociarlo a las vitaminas A, C y E para obtener mejores resultados. 2. 4) MAGN ES IO
El magnesio es un mineral esencial ya que interviene en más de 300 reacciones enzimáticas. Participa en el metabolismo de los componentes de los alimentos, en la transformación de los nutrientes complejos en sus unidades elementales y en la síntesis de numerosos productos orgánicos. Para que se desarrollen todas las funciones en las que está implicado este mineral, se establece como aceptable un rango de ingesta para la población adulta sana de 150 a 500 mg/día. El magnesio se encuentra principalmente entre los frutos secos: girasol, sésamo, almendras, pistacho, avellanas y nueces. Entre los cereales: germen de trigo, levadura, mijo, arroz y trigo, carnes, lácteos y frutas, legumbres.
Este macromineral es componente del sistema óseo, de la dentadura y de muchas enzimas. Participa en la transmisión de los impulsos nerviosos, en la contracción y relajación de músculos, en el transporte de oxígeno a nivel tisular y participa activamente en el metabolismo energético. El magnesio está distribuido en nuestro organismo fuera y dentro de las células. El magnesio extracelular interviene en la transmisión nerviosa y muscular, en el buen funcionamiento del músculo cardiaco (corazón) y desempeña una función primordial en la relajación muscular. El magnesio intracelular forma parte de la matriz ósea. Para los deportistas, el magnesio es un mineral comprometido porque desempeña, en equilibrio con el calcio, un rol importante en la función muscular, en la relajación y la contracción del músculo. La ingesta diaria de magnesio debe estar entre los 300 y 350 mg./día para los hombres, 280 mg/día para las mujeres y entre 320 a 350 mg/día para las embarazadas.
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA:
BIOLOGIA .LA VIDA EN LA TIERRA. 8va EDICION. AUDESIRK AUDESIRK BYERS
INTRODUCCION A LA QUIMICA DE LOS RADICALES LIBRES W.A.PRYOR EDITORIAL ALHAMBRA
CRECES : http://www.creces.cl/new/index.asp?tc=1&nc=5&imat=&art=981&pr = RADICALES LIBRES: LA ANARQUÍA SECRETA DE LA CIENCIA. AUTOR: MICHAEL BROOKS. PUBLISHER GRUPO PLANETA, 2012
