Radicales libres, estrsoxidativo y antioxidantesItalo Chiffelle

Estructura AtmicaNmero Atmico (Z): corresponde a la suma de protones que tiene un tomo Nmero Msico (A): corresponde a la suma de protones y neutrones que tiene un tomoEj.: Para el tomo de oxgeno, 8O16, tiene 8 p y 8 n

Configuracin electrnica.Ej.: 8O 1s2 2s2 2p4Diagrama de orbitalesConfiguracin electrnicaRepresentacin de Lewis:....Atomo de OMolcula de O2

Radical libre: es un tomo o molcula que poseeuno o ms electrones no apareados girando ensu rbita externa.Esta configuracin espacial lo hace qumicamentemuy inestable, ya que el electrn impar osolitario busca desesperadamente una pareja,para salir de su desequilibrio atmico. R

Para lograr su objetivo, sustrae un electrna cualquier molcula vecina, esto es,OXIDA a la molcula.Esta molcula, a su vez, altera su estructuraqumica, convirtiendse en otro radical libreansioso por captar un electrn. Se genera asuna reaccin en cadena.

La principal fuente de origen de los radicales libreses la respiracin, ya que entre un 1 a 3% del oxgenoconsumido se transforma en radicales libres.

Los radicales libres provenientes del oxgenocolectivamente reciben el nombre de especiesreactivas del oxgeno o ROS (reactive oxygen species)ROOradical perxidoOHradical hidroxloO2anin superxidoRadicales libresNo RadicalesH2O2 perxido de hidrgeno

1O2* oxgeno singlete

La mayor parte del O2 consumido es reducido a aguapor accin del complejo citocromo-oxidasa de lacadena respiratoria mitocondrial, segn lareaccin global:

O2 O2 H2O2 OH + H2O H2O

Adems, los ROS tambin se producen enel organismo como respuesta a la exposicin aradiaciones ionizantes, rayos UV, contaminacinambiental, humo de cigarrillos, algunos frmacos,hiperoxia, exceso de ejercicio e isquemia,entre otros.

Peroxisomas: corresponden a organeloscitoplasmticos muy ricos en oxidasas y generanH2O2, el cual es depurado por enzimas especficas(catalasa) y transformado en H2O.

Leucocitos polimorfonucleares, ya que poseenen sus membranas NADPH oxidasa generadora deO2 que en presencia de hierro se transforma en el altamente txico OH, que es muy reactivo y mutagenico. Esta situacin se da particularmenteen los procesos inflamatorios.

La enzima xantino deshidrogenasa predomina enlos endotelios, normalmente depura las xantinas, enprocesos de isquemia reperfusin produce elanin radical superxido (O2)

Entonces, los Radicales Libres se formanen condiciones fisiolgicas en proporcionescontrolables por los mecanismos de defensacelulares

Estrs oxidativo se produce por aumento en lavelocidad de generacin de ROS o disminucinde las defensas (antioxidante)

ANTIOXIDANTE

ROS

FactoresfavorecenEstrsOxidativoQumicos: aumento de metales pesadosxenobiticos, componentes del tabaco.DrogasFsicos: radiaciones UV, hiperoxia.Orgnicos y metablicos: dieta hipercalrica,dieta insuficiente en antioxidantes, diabetes,procesos inflamatorios, fenmenos de isquemia-reperfusin y EJERCICIOS extenuantes

Toxicidad de los radicales libres

Toxicidad de los radicales libres- Deterioro oxidativo de compuestos orgnicos- Naturaleza autocataltica de las reaciones El mecanismo de oxidacin autocataltica, puededividirse en 3 etapas: i.- Iniciacin ii.- Propagacin iii.- TrminoReac. Haber Weiss: H2O2 + O2- O2 + OH- + OHReac. Fenton: H2O2 + Fe2+ Fe3+ + OH- + OH

IniciacinOxidacin de un cido graso poliinsaturado Sustraccin de H del grupo metileno, con produccinde un radical cido graso (R) al dejar un electrndesapareado en el carbono: RH + OH R + H2O

Oxidacin de un cido graso poliinsaturadoPropagacinEl radical cido graso (R) se combina con O2formando un lipoperxido (ROO): R + O2 ROO

Este perxido puede retirar un nuevo hidrgenode otro carbono.

El proceso es autocataltico y convierte el carbonodel cido graso de los fosfolpidos de membranaen hidroperxidos (ROOH) Oxidacin de un cido graso poliinsaturadoROO + RH ROOH + R

La lipoperoxidacin sigue propagndose de estamanera y llega a su termino cuando dos ROOHreaccionan entre s dando un tetrxido o cuandoson neutralizados por antioxidantes

Tetrxidos dan lugar a aldehdos como elmalondialdehido (MDA)

El dao a biomolculas , implica la gnesis oexacerbacin de numerosos procesos:

- Aparato cardivascular:

aterosclerosisinfarto al miocardiodiabetescardiopata alcohlica

- Sistema neurolgico:

enfermedad de ParkinsonAlzheimerhiperoxiaisquemia o infarto cerebral

- Aparato ocular

cataratasdao degenerativo de la retinafibroplasia retrolental

- Aparato respiratorio:

distrs respiratorio (sndrome de dificultad respiratoria del adulto)tabaquismocncer del pulmnenfisema

- Rin:

sndrome autoinmunenefrotoxicidad por metales.

Quin protege a las molculasdel dao oxidativo?

Los antioxidantes

Los antioxidantes son sustancias que puedeninhibir la oxidacin.

- Prolongando la fase de iniciacin de la autoxidacin(antioxidantes preventivos, ej. Catalasa, SOD, vit E)

- Inhibiendo la fase de propagacin de la autoxidacin(antioxidantes quebradores de cadena, ej. Vit C)

Distribucin de la defensa primaria intracelular de los antioxidantes

NIVELES DE DEFENSAPrimer nivel: ENZIMATICO

Se origina al interior del organismo y opera de 2formas:

i) Enzimas especializadas en captar el anin radicalsuperxido (O2) y transformarlo en H2O2

Superxido dismutasa (SOD): O2+ O2+ 2H+ H2O2 + O2

ii) Enzimas especializadas en neutralizar el H2O2

- Catalasa, ubicada en los peroxisomas

H2O2 + H2O 2H2O + O2

- Glutation-peroxidasa (citoplasmtica contiene Se)

2GSH + H2O2 GSSG + 2H2O

GSH = glutatin reducidoGSSG = glutatin oxidado

Segundo nivel: ANTIOXIDANTE (no-enzimtico)

Formada por diferentes compuestos que atrapano neutralizan RL, interrumpiendo las reaccionesen cadena.

Los antioxidantes entregan un electrn a los RL,con lo cual desactivan o apagan el proceso, perosin transformarse ellos en radicales, se forman RLpoco reactivos.

Vitamina C: neutraliza el O2 singulete, captura OH, captura anin hidroperxidos y regeneran la forma oxidada de la vitamina E.Se encuentra en muchas hortalizas y frutas. Proviene de naranjas, limones, limas, frutillas, kiwi, brocoli y otros.OOOHOHHOH2CHOHC quiral (L)Protn cido (pKa 4,17)OOOOHOH2CHOHOxidacinCon airecido L-ascrbico(vitamina C)Punto de Fusin 192Ccido deshidroascorbico

Generacin de RLO2- + H+H2O2O2- + H2O2H2 O + O2Fe3+ + OH- + OHPeroxidacinH2O + O2CatalasaSuperoxidodismutasaReac. FentonReac. Haber-WeissO2 + OH- +OHFe2+Glutatin peroxidasadependientede SeGSHGSSGNADPHNADP+Glutatin reductasaGlutatin S-TransferasaGS-electrfiloelectfiloCatalisada por sales de FeResumen de las vias para la generacin de especies de oxgeno reactivas y de la accin de algunas enzimas involucradas en la defensa de RL de la clula

Efecto de radicales libres en diabetes