1. Bioquímica estrés oxidativo – Marta Fiter 2. Fisiopatología – Eva

1. Bioquímica estrés oxidativo – Marta Fiter 2. Fisiopatología – Eva

1. Bioquímica estrés oxidativo – Marta Fiter
2. Fisiopatología – Eva Castilla
3. Clasificación antioxidantes - Paula Fernández
4. Antioxidantes en alimentos - Pilar Montoya
5. Conclusiones
Grupo 3 - Medicina Preventiva - Profesor J. Vaqué
BIOQUÍMICA DEL
ESTRÉS OXIDATIVO
¿Qué es la oxidación?
Reacción química donde un compuesto (combustible)
cede electrones a otro compuesto (O2, reducción)
Combustibles:
HC, grasas,
proteínas,
ácidos
nucleicos, ...
Estrés oxidativo (EO)
• Desequilibrio entre la producción de Radicales libres y el
sistema de defensa antioxidante (AOX)
• Todas las células se mantienen en un estado reductor
Desbalance estado reductor normal  Efectos tóxicos
células  Alteración de estructura y función (peróxidos
y RL)
• RL tiene la capacidad de transferir el e- a otros
compuestos. Así se crean otros RL generando Rx en
cadena que afectan progresivamente a los tejidos
corporales
¿Qué es un radical libre (RL)?
 Molécula extremadamente inestable que contiene 1 o +
e- no apareados en su última capa  gran poder reactivo
(oxida moléculas y las daña)
 Alteran el ADN, proteínas, carbohidratos y lípidos  base
de muchas enfermedades
 Necesitamos O2 para producir energía
El exceso de O2 es peligroso porque se forman especies
reactivas intermedias durante su utilización  RL O2
o O2 puede ser reducido de forma incompleta (2% del O2
en mitocondria)  se forman ERO
Fuentes
Exógeno: OH-, radiaciones,
xenobióticos de alimentos,
hiperoxia-reperfusión,
polución, drogas,...
Endógeno: cél. Fagocíticas, tranporte
e- mitocondrial, reacciones complejo
cit p450, NADPH oxidasa de mb,
subproductos de rx. Enzimáticas, ...
Mecanismos de formación RL
1. Adición de un e-: “transferencia electrónica”.
02 + 1e (O2·-) Radical anión superóxido
02 + H+
 (H02) Radical hidroperóxido
H202 + 1e- + H+  (OH·) Radicales hidroxilo
2. Pérdida de un protón:
RL de AG insaturados (linoleico, linolénico), R tioles
(metionina, glutatión), R proteínas
3. Rotura hemolítica de un enlace covalente de cualquier
molécula:
A:B  A• + B•
Activación del oxígeno
• La estructura electrónica del
oxígeno
hace
que
sea
susceptible a reducciones
parciales  ERO: Moléculas
muy pequeñas altamente
reactivas debido a la presencia
de electrones no apareados en
una capa
• Se forman de forma natural
como
subproducto
del
metabolismo normal del O2
• Producto de la ruptura o
excitación del O2: oxígeno
atómico, ozono y oxígeno en
singlete
Tipos de RL y ERO
• Anión superóxido:
O2 + e-  O2-.
• Peróxido de hidrógeno:
2O2-. + 2H+  H2O2 + O2
• Anión peróxilo
• Peróxido de hidrógeno
• Hidroperóxilo
• Hidroxilo:
H2O2 + O2-  O2 + HO- + HO.
• Oxígeno singlete
RL y ER de otros átomos y
moléculas
• Derivados del nitrógeno: NO2 y NO
• Derivados del azufre: RL tiol
• Derivados del carbono: radical oxidante(HO·) rx con aa, HC,
AG,...
• RL de tipo ariloxilo (forma + general de los R fenólicos)
• Derivados del cloro: HOCl altamente reactivo (no es RL)
• Procedentes de las quinonas
Dianas biológicas
• Biomoléculas orgánicas de bajo peso molecular:
Vitaminas, HC (sist inmune), aa, CT,...
• Proteínas (histidina, metionina, cisteína, triptófanos...):
Enzimas (alt.función) proteínas estructurales (alt.
Arquitectura celular)
• Ácidos nucleicos (ARN, ADN): potencial daño mutagénico
y cancerígeno.
• Activación génica (de factores de transcripción).
Inducción de genes
• AG insaturados (PUFA mb): Peroxidación lipídica  rx en
cadena sobre la mb cel que provoca finalmente la
alteración de estructura, fluidez y permeabilidad de las
membranas celulares
FISIOPATOLOGÍA
Envejecimiento
Rotura cadenas ADN
Peroxidación lipídica
Enfermedad de Parkinson
Fisiopatología: Pérdida de neuronas nigroestriadas
Evidencias de estrés oxidativo en Parkinson
o Sustancia negra: peroxidación lipídica y
glutatión
reductasa
o Pars compacta: Hierro en su forma de bajo peso molecular
aumentado
Conversión de peróxido de hidrogeno a radical hidroxilo
o Neuromelanina : depósito hierro  ERO
Enfermedad de Alzheimer
Fisiopatología: Depósitos de β-amiloide extracelular
Evidencias de estrés oxidativo en Alzheimer
o
Acumulación de glutamato en el cerebro  Toxicidad
o
Acumulación de grupos carbonilo en el cerebro
o
Acumulación de productos de reacción Maillard
Productos
de
oxidación
Uso de antioxidantes en
Parkinson y Alzheimer
 Hay evidencias de que existe relación entre el estrés
oxidativo y el desarrollo de Parkinson y EA
 Antioxidantes pueden tener efecto protector en su
desarrollo
PERO
o Los estudios que hay no son consistentes
o No está claro que su uso prevenga la aparición y frene
la evolución
Cáncer
+ ruptura
+ posibilidad de mutación
Diabetes Mellitus
Fisiopatología
• DM I:
destrucción
células
β
pancreáticas
por
autoinmunidad
•
DM II:
resistencia a la insulina
disfunción células β pancreáticas
Evidencias de estrés oxidativo en DM
o
o
Diabéticos tienen menor concentración de antioxidantes
Hiperglucemia activa la vía de poliol:
Glutation Altera función
Estrés
NADPH
celular:
oxidativo
No tienen un efecto significativo en la prevención y el
tratamiento pero reducen las complicaciones
Arteriosclerosis
Fisiopatología: Formación placas de ateroma en paredes
•
arteriales
Macrófagos + LDL = Cel. Espumosas
Migración
Proliferación
Hipertrofia de
cel. musculares
Acumulación
endotelial
Evidencias de estrés oxidativo en arteriosclerosis:
o Macrófagos captan con mayor avidez LDL oxidada
o FR: HTA, DM o tabaquismo producen desequilibrio
oxidativo
o ERO inhiben el NO (potente VD)
 Los antioxidantes NO tienen un beneficio claro en todos
los casos
CLASIFICACIÓN DE
LOS
ANTIOXIDANTES
 PROTEÍNAS DE ALTO PESO MOLECULAR - Endógeno
Ceruloplasmina, Transferrina, Lactoferrina, Ferritina, Haptoglobina, Hemopexina,
Albúmina
 ENZIMAS ANTIOXIDANTES - Endógeno
Superóxido dismutasa (SOD), Catalasa (Cat), Glutatión reductasa (GSH Red),
Glutatión peroxidada (GSH Px), Glutatión transferasa (GSH T)
 ANTIOXIDANTES DE BAJO PESO MOLECULAR - Exógeno
 Antioxidantes liposolubles: vitamina E o tocoferol, vitamina A, carotenoides,
quinonas, algunos polifenoles.
 Antioxidantes hidrosolubles: vitamina C o ácido ascórbico y algunos fenoles.
 MINERALES - Exógeno
Selenio, Zinc, Cobre
 OTROS
Coenzima Q10
Proteínas de alto peso molecular
Quelantes de transición limitando su capacidad de RL

CERULOPLASMINA
o
Impide

TRANSFERRINA
o
Impide

o
HAPTOGLOBINAS Y HEMOPEXINAS
Inhibición de peroxidación lipídica

ALBÚMINA
o
Estabilización de radicales peroxilo
Reacción Fenton
Peroxidación lipídica
Inicio de la peroxidación lipídica
Catálisis de la formación de radicales libres
Enzimas antioxidantes
 SUPERÓXIDO DISMUTASA (SOD) (+IMP)
o Anión superóxido  Peróxido de hidrógeno
 CATALASA
o Peróxido de hidrógeno  Agua + Oxígeno
 GLUTATION REDUCTASA/PEROXIDASA
o Detoxificación celular del peróxido de hidrógeno
Antioxidantes de bajo peso
molecular
 VITAMINA E
o Mejor antioxidante liposoluble
o Supresor del daño oxidativo (membranas biológicas,
lipoproteínas, tejidos)
o Capacidad antioxidante: grupo –OH fenólico
 Quimiopreventivo + Anticarcinógeno
 VITAMINA C
o Principal mecanismo antioxidante: Regeneración Vit. E
o Destrucción de nitrosaminas
 Anticarcinógeno

VITAMINA A
o
Ejerce sus funciones mediante los metabolitos:
- Retinol
- Retinal
- Ácido retinoico
 Retraso del envejecimiento celular + Anticarcinógeno

CAROTENOIDES
o >600 moléculas (50 precursoras de Vitamina A)
o En tejido humano:
- β-caroteno, α-caroteno, licopeno, luteína
 Anticarcinógeno + disminución riesgo CV
FENOLES Y POLIFENOLES
MINERALES ANTIOXIDANTES

SELENIO
o
Interviene en reacciones de:
Destrucción de RL
Interacción Vitamina E
 Anticarcinógeno

ZINC
o
o
Previene la peroxidación lipídica
Estabiliza membranas

COBRE:
o
Ejerce su papel antioxidante mediante:
o SOD (intra-/extracelular), metalotionina, ceruloplasmina
o
Elimina ERO
OTROS

COENZIMA Q10
o
o
Transportador electrónico
Disminuye la oxidación de los lípidos de membrana,
células y lipoproteínas
SINERGIA DE ANTIOXIDANTES
 Protección oxidativa que realizan unos antioxidantes
sobre otros
 Ejemplos
o Vitamina C y ubiquinol regeneran Vitamina E
o Selenio y β-carotenos efecto sobre Vitamina E
(Mecanismo desconocido)
 Efectividad
Combinación de antioxidantes >> Elevación de un
antioxidante
ANTIOXIDANTES
PRESENTES EN LOS
ALIMENTOS
Vitamina E (tocoferol)
liposoluble
 Aceites de semillas: (Se pierden cuando se refina el aceite)
◦
◦
◦
◦
◦




Aceite de germen de trigo
Aceite de girasol
Aceite de maíz
Aceite de soja
Aceite oliva virgen
Algunas margarinas
Yema de huevo
Cereales: arroz, arroz integral
Pescado:
◦ Pescado blanco: merluza
◦ Mariscos: calamares, langostinos, gambas
◦ Pescado azul: salmón, sardina





Frutas: Uva, pera, aguacate
Verduras y hortalizas: Tomate, pimiento, espinaca
Frutos secos: almendra, pipas, avellanas, piñones, cacahuetes, pistachos
Legumbres: Judías blancas, pintas, garbanzos
Lácteos: yogur natural, queso de cabrales, leche entera pasteurizada
Vitamina C (Ácido ascórbico)
Efecto protector frente al tabaco
La cocción de los alimentos que la contienen puede eliminar el 50% de
esta vitamina.
En:
Frutos secos: nueces, pistacho
Carnes: Hígado de cerdo y lomo de cerdo
Lácteos: yogur natural, leche entera pasteurizada
Legumbres: Lentejas, garbanzos
Verduras y hortalizas:
◦ Tomate
◦ Verduras de hoja verde (col, coliflor, repollos, espinacas)
◦ Pimiento rojo
Frutas:
◦
◦
◦
◦
Guayaba (fruta más rica en vitamina C)
Cítricos (naranja, mandarina, pomelo,..)
Mango, kiwi, melón, papaya
Fresa, fresones, grosella
Vitamina A
Tienen efecto preventivo frente a la posible aparición de cánceres (de
boca, estómago, colon, broncopulmonar y cuello uterino)
Mayor proporción diaria  alimentos de origen animal
•Alimentos de origen animal:
• Vísceras de animales (ternera, pollo, pavo, pescado) sobretodo el hígado
• Huevos
•Lácteos: leche, quesos (Cheddar), mantequilla
•Vegetales: zanahoria, brócoli, batata, col rizada, espinacas, calabaza
•Frutas: melón, albaricoques, papaya, mango
Carotenoides
Flavonoides
Beneficiosos para la arteriosclerosis y los procesos inflamatorios
Existen más de 3000. Entre los más estudiados:
• Polifenoles:
•Té verde
• Proantocianidinas:
•Vino tinto
• Café
Coenzima Q 10 (ubiquinona)
Junto al ácido lipoico beneficiosa en arterioesclerosis y problemas
inmunes
La contienen los siguientes alimentos:
Caballa
Salmón
Sardinas
Selenio





Carnes: Carne, vísceras
Pescado: Atún, salmón, pescados, marisco
Huevos
Cereales integrales
Levadura de cerveza, germen de trigo
Zinc
Nutriente que se relaciona con procesos de envejecimiento
•Carnes: Carne roja, vísceras
•Pescados: Pescados, marisco
•Lácteos: Quesos secos, curados
•Frutos secos: Almendras, nueces, avellanas
•Levadura de cerveza, germen de trigo, harina de soja
•Yema de huevo
•Legumbres, cereales integrales
Alimentos antioxidantes no
nutrientes
Producto
Té verde, té negro
Café
Vino tinto
Cítricos y otras frutas
Cebollas
Aceitunas
Antioxidante
Polifenoles, catequinas
Esteres fenólicos
Ácido Fenólico
Bioflavonoides, chalconas
Quercetina, camferol
Polifenoles
Mezclas habituales en la dieta
• Licuados de vegetales y frutas:
•
•
Perejil, piña y apio blanco
Tomate y culantro
• Tés
•
Té verde, té negro, té de manzanilla, té de hierbabuena,…
• Ensaladas
•
•
Ensalada de lechuga, pepino y tomate con limón
Ensalada de repollo y piña con mayonesa (con aceite virgen)
Menú antioxidante
CONCLUSIONES
 Radicales libres (estrés oxidativo) alteran estructural y
funcionalmente las células, dañando los tejidos corporales,
pudiendo provocar diferentes enfermedades
• Grasas 
Riesgos cardiovasculares
• Genes 
Riesgo tumores
• Proteínas  envejecimiento y riesgo de enfermedades
degenerativas :
Enfermedad de Parkinson,
Alzheimer,…
 Recomendación dieta equilibrada, rica en antioxidantes,
(defensa contra la oxidación)  incidencia de
enfermedades degenerativas
• + incidencia: población adulta (alimentación monótona con
escasez de frutas y verduras)
• Suplementos ¿? Poca información sobre tipos y dosis
• Médico o nutricionista
¡ GRACIAS !