Juan Carlos López Barajas - Fisiopatología y nutrición

La fuente más importante de oxígeno reactivo en condiciones normales en organismos aeróbicos es probablemente la pérdida de oxígeno activado de las mitocondriasdurante el funcionamiento normal de la respiración oxidativa.

Otros enzimas capaces de producir superóxido son la xantina oxidasa, NADPH oxidasa y citocromo P450. El peróxido de hidrógeno es producido por una amplia variedad de enzimas incluidas monooxigenasas y oxidasas. Las especies reactivas de oxígeno juegan un papel muy importante en la señalización celular, en un proceso denominado señalización redox. Así, para mantener la homeostasiscelular, debe lograrse un equilibrio entre la producción de oxígeno reactivo y su consumo.

Los antioxidantes celulares mejor estudiados son las enzimas superóxido dismutasa(SOD), catalasay glutatión peroxidasa. Los antioxidantes enzimáticos menos estudiados (pero probablemente muy importantes) son la peroxirredoxinay la sulfirredoxina. Otros enzimas que tienen propiedades antioxidantes (aunque esta no es su función primordial) incluyen la paraoxonasa, la glutatión S-transferasa y la aldehído deshidrogenasa.

El estrés oxidativo contribuye a la lesión tisular después de la irradiación e hiporexia. Se sospecha (aunque no está demostrado) que es importante en las enfermedades neurodegenerativas, incluidas la enfermedad de Lou Gehrig, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimery la enfermedad de Huntington. También se considera que está vinculado a ciertas enfermedades cardiovasculares, ya que la oxidación de LDLen el endotelio vascular es un precursor de la formación de placas. Además, desempeña un papel en la cascada isquémica debido a los daños por la reperfusión de oxígeno que sigue a la hipoxia. Esta cascada incluye tanto los accidentes cerebrovasculares como ataques cardíacos. Recientemente se ha relacionado la periodontitiscomo factor de riesgo en daños vasculares y potencial daño sistémico (Lima, 2011).

Antioxidantes como suplementos

El uso de antioxidantespara prevenir enfermedades es controvertido. En un grupo de alto riesgo, como los fumadores, altas dosis de beta-carotenoaumentan la tasa de cáncer de pulmón. En grupos de bajo riesgo, el uso de la vitamina Eparece reducir el riesgo de enfermedades cardíacas. En otras enfermedades, como la enfermedad de Alzheimer, las pruebas sobre la suplementación con vitamina E arrojan resultados mixtos. Sin embargo, la nitrona eliminadora de radicales de AstraZeneca, la droga NXY-059 muestra alguna eficacia en el tratamiento de accidentes cerebrovasculares.

El estrés oxidativo (tal como Denham Harman lo formuló en su teoría de los radicales libres) se cree que también contribuye al proceso de envejecimiento. Aunque hay pruebas favorables que confirman esta idea en organismos modelo como Drosophila melanogastery Caenorhabditis elegans, las pruebas en mamíferos son menos claras.

Catalizadores metálicos

Metales tales como hierro, cobre, cromo, vanadioy cobaltoson capaces de hacer ciclos redox en los que un solo electrón puede ser aceptado o donado por el metal. Esta acción cataliza reacciones que producen radicales y puede producir especies reactivas del oxígeno. Las reacciones más importantes son probablemente la reacción de Fentony la reacción de Haber-Weiss, en las que se producen radicales hidroxilo de la reducción del hierro y peróxido de hidrógeno. Los radicales hidroxilo pueden dar lugar a modificaciones de los aminoácidos (Por ejemplo, la formación de meta- tirosinay orto-tirosina a partir de fenilalanina) e hidratos de carbono, iniciar la peroxidación de lípidos y oxidar nucleobases. La mayoría de las enzimas que producen las especies reactivas del oxígeno contienen uno de estos metales. La presencia de estos metales en los sistemas biológicos de forma no complejada (no en una proteína u otro tipo de protección del complejo metálico) puede aumentar significativamente el nivel de estrés oxidativo. En el ser humano la hemocromatosisse asocia con un aumento de los niveles de hierro tisular (la enfermedad de Wilson) y con un aumento de los niveles de cobre en los tejidos y de manganeso con la exposición crónica a los minerales de manganeso.

Catalizadores redox no metálicos

Determinados compuestos orgánicos, además de catalizadores redox metálicos, también pueden producir especies reactivas del oxígeno. Uno de los más importantes son las quinonas. Las quinonas pueden hacer un ciclo redox con sus conjugados semiquinonas e hidroquinonas, en algunos casos, catalizando la producción de superóxido desde peróxido de hidrógeno. El estrés oxidativo generado por el agente reductor ácido úricopuede estar implicado en el síndrome de Lesch-Nyhan, accidentes cerebrovasculares y el síndrome metabólico, del mismo modo que con la producción de especies reactivas del oxígeno en presencia de homocisteína en homocistinuria, así como arteriosclerosis, accidentes cerebrovasculares, y Alzheimer.

Defensa inmune

El sistema inmunitarioutiliza los letales efectos de los oxidantes haciendo de las especies oxidantes una parte central de su mecanismo para matar a los agentes patógenos con la producción de los fagocitosactivados de ERO y las especies reactivas del nitrógeno. Estos incluyen el superóxido (•O2-), el óxido nítrico (•NO) y en particular su producto reactivo, peroxinitrito (OONO-). Aunque el uso de estos compuestos altamente reactivos en la respuesta citotóxica de los fagocitos causa daños a los tejidos huésped, la no especificidad de estos oxidantes es una ventaja, ya que pueden dañar casi cualquier parte de la célula blanco. Esto impide que un agente patógeno escape de esta parte de la respuesta inmunitaria mediante la mutación de un único blanco molecular (Lima, 2011).

1.4 Adaptaciones metabólicas del ayuno

En el ayuno total (solo ingestión de agua) se produce un balance calórico y nitrogenado (proteínas) negativos, es decir, el individuo debe consumir sus reservas energéticas y un catabolismo de sus proteínas. Lo más trascendente es esto último, porque el ser humano no tiene reservas de proteínas y el balance nitrogenado negativo refleja un deterioro estructural con pérdida de tejidos (músculo, vísceras, proteínas plasmáticas, etcétera).

Un hombre adulto tipo, de 70 kg de peso, tiene 15 kg de tejido graso (equivalentes a 141 000 Calorías), 6 kg de proteínas de recambio rápido (24 000 Cal) y solo 0,23 kg de glicógeno en el músculo y en el hígado (900 Cal). Los combustibles circulantes solo son 113 Cal. Durante el ayuno, sin presencia de un SRIS, es decir, si la persona no se alimenta, pero en ausencia de una enfermedad hipercatabólica, se produce una adaptación que permite prolongar su sobrevida. Hay dos fases que se suceden paulatinamente.

Ayuno corto. Fase neoglucogénica (1 semana)

Se utilizan preferentemente los ácidos grasos como sustrato energético, pero se debe sintetizar glucosa, que es mayormente usada por el sistema nervioso central. Al no alimentarse, no hay estímulo de secreción de insulina, sus niveles se mantienen bajos, mientras el glucagón tiene un aumento relativo. Esto permite la movilización de sustratos:

1. Lipólisis: Hidrólisis de triglicéridos del tejido adiposo y salida de ácidos grasos libres. Estos que circulan unidos a albúmina son sustratos oxidativos (80 % de las 1 800 Cal que gasta el individuo al día) para músculo y vísceras, a excepción del SNC, que requiere glucosa.

2. Proteólisis: En esta 1.ª fase hay gran proteólisis (degradación de proteínas) para suministrar aminoácidos que van a síntesis de glucosa (alanina y glutamina). En este proceso hay síntesis de urea en el hígado, que es excretada por el riñón (el 90 % del nitrógeno eliminado en orina es N ureico). Así, se excretan de 10 a 12 g de N ureico al día, lo que equivale a catabolizar de 62,5 a 75 g de proteínas por día. Teniendo en cuenta que 1 g de N equivale a 6,25 g de proteínas y a 30 g de masa magra, la persona está consumiendo alrededor de 300 a 360 g de músculo y vísceras diariamente.