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Estrés oxidativo

Publicado por Ramón Contreras

Durante el metabolismo energético de las células para obtener energía en la mayoría de organismo se emplea el oxígeno como aceptor final de electrones. Durante el proceso pueden generarse las denominadas especies reactivas de oxígeno, ROS, de las que puedes leer más aquí . Las ROS son un problema para la célula porque, como su nombre indica son altamente reactivas, es decir, que están en un desequilibrio químico que les permite interaccionar con gran cantidad de moléculas, pudiendo alterarlas irremediablemente. Entre otras cosas pueden unirse a proteínas e incluso al ADN propiciando cambios irreversibles en él que pueden desestabilizar la síntesis de ARN. Es por eso que existen mecanismos celulares para evitar la acumulación de estas especies reactivas de oxígeno. Cuando la generación de este tipo de moléculas es mayor que la tasa de eliminación decimos que se está en estrés oxidativo, puesto que la unión de ROS a diferentes moléculas las convertirá en sus formas oxidadas. Se han descrito más de 100 enfermedades en humanos relacionadas con la acumulación de ROS.

Un repaso a las estructuras celulares

Hasta la fecha se sabe que todas las células intentan mantener un estado reducido (no oxidado) en su interior. Sin embargo, las células también utilizan las variaciones entre las moléculas en estado reducido y oxidado para señalizar algunas de sus funciones, es lo que se llama el equilibrio redox. Un desequilibrio en el estado redox celular continuado puede llevar a la muerte celular de forma descontrolada.

Durante el metabolismo respiratorio en las mitocondrias es donde más especies reactivas de oxigeno se producen, el citocromo P450 es uno de los principales generadores de ROS. El metabolismo celular está preparado para hacer frente constantemente a bajos niveles de especies reactivas de oxígeno. Para ello cuenta con una gran variedad de enzimas como superóxido dismutasa (SOD), la catalasa o la glutatión peroxidasa que son capaces de convertir las ROS en otros compuestos oxidados pero no tan activos. La superoxido dismutasa transforma moléculas de superóxido, que es el oxígeno bimolecular con valencia negativa (O2) en peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) que es otra especie reactiva de oxígeno, pero mucho menos reactiva. En el sistema para eliminar las ROS la siguiente enzima es la catalasa, que es capaz de transformar el peróxido de hidrógeno liberado por la SOD en agua y oxígeno molecular, evitando de esta manera que reaccione con otras moléculas y devolviéndolas a un equilibrio redox. La glutatión peroxidasa es una alternativa a la catalasa, mientras que la segunda actúa a nivel celular la glutatión peroxidasa se encuentra, no solo en el citoplasma celular, sino también en el torrente sanguíneo. La catalasa utiliza iones metálicos, como el hierro en un grupo hemo o el magnesio, la glutatión peroxidasa utiliza selenio como cofactor y glutatión como aceptor de grupos oxígeno, generando puentes disulfuro.

El uso de antioxidantes para eliminar el estrés oxidativo no ha resultado concluyente. Los suplementos de antioxidantes pueden causar un desequilibro en el estado redox de la célula. Es por eso que salvo enfermedades que desequilibren el estado redox natural se desaconseja su uso.

Un caso curioso sobre el uso de ROS es el sistema inmune, que utiliza las especies reactivas de oxígeno para atacar a posibles parásitos y otros invasores. De hecho se ha descrito que algunos parásitos secretan glutatión peroxidasa para intentar contrarrestar el ataque del sistema inmune.

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