Los radicales libres, antioxidantes y …

Los radicales libres, antioxidantes y ...

Abstracto

Palabras clave: El envejecimiento, antioxidantes, radicales libres, estrés oxidativo

INTRODUCCIÓN

El reciente crecimiento en el conocimiento de los radicales libres y especies reactivas de oxígeno (ROS) en la biología está produciendo una revolución médica que promete una nueva era de la gestión de la salud y la enfermedad. [1] Es irónico que el oxígeno, un elemento indispensable para la vida, [ 2], en determinadas situaciones tiene efectos nocivos sobre el cuerpo humano. [3] la mayoría de los efectos potencialmente nocivos de oxígeno se deben a la formación y la actividad de un número de compuestos químicos, conocidos como ROS, que tienen una tendencia a donar oxígeno a otras sustancias. Los radicales libres y los antioxidantes se han convertido en términos de uso común en los desarrollos modernos de mecanismos de la enfermedad. [4]

RADICALES LIBRES

La producción de radicales libres en el cuerpo humano

Algunas fuentes generados internamente de los radicales libres son [8]

Los radicales libres en la biología

Concepto de estrés oxidativo

El estrés oxidativo y enfermedades humanas

Un papel del estrés oxidativo se ha postulado en muchas condiciones, incluyendo anthersclerosis, condición inflamatoria, ciertos tipos de cáncer, y el proceso de envejecimiento. El estrés oxidativo se cree ahora que hacer una contribución significativa a todas las enfermedades inflamatorias (artritis, vasculitis, glomerulonefritis, lupus eritematoso, adulto síndrome de enfermedades respiratorias), enfermedades isquémicas (enfermedades del corazón, derrame cerebral, ischema intestinal), la hemocromatosis, el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, enfisema, trasplante de órganos, úlceras gástricas, la hipertensión y la preeclampsia, trastornos neurológicos (la enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, distrofia muscular), alcoholismo, enfermedades relacionadas con fumar, y muchos otros. [17] Un exceso de estrés oxidativo puede conducir a la oxidación de los lípidos y proteínas, que se asocia con cambios en su estructura y funciones.

Enfermedades cardiovasculares

Las enfermedades del corazón siguen siendo la principal causa de muerte, responsable de aproximadamente la mitad de todas las muertes. Los acontecimientos oxidativos pueden afectar a las enfermedades cardiovasculares, por lo tanto; que tiene potencial para proporcionar enormes beneficios para la salud y esperanza de vida. ácidos grasos poliinsaturados se producen como una parte importante de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) en la sangre y la oxidación de estos componentes de lípidos en LDL juega un papel vital en la aterosclerosis. [18] Los tres tipos de células más importantes en la pared del vaso son células endoteliales ; células del músculo liso y los macrófagos pueden liberar los radicales libres, que afectan a la peroxidación de lípidos. [19] Con el continuo alto nivel de lípidos oxidados, el daño de los vasos sanguíneos para el proceso de reacción continúa y puede conducir a la generación de células de espuma y la placa de los síntomas de la aterosclerosis. LDL oxidado es antherogenic y se piensa que es importante en la formación de placas anthersclerosis. Por otra parte, LDL oxidada es citotóxico y puede dañar directamente las células endoteliales. Los antioxidantes como la B-caroteno o vitamina E juegan un papel vital en la prevención de diversas enfermedades cardiovasculares.

carcinogénesis

los radicales libres y el envejecimiento

El cuerpo humano está en constante batalla para evitar el envejecimiento. Las investigaciones sugieren que los radicales libres a las células conduce a los cambios patológicos asociados con el envejecimiento. [23] Un número creciente de enfermedades o trastornos, así como propio proceso de envejecimiento, demostrar enlace ya sea directamente o indirectamente a estas moléculas reactivas y potencialmente destructivas. [ 24] el principal mecanismo de envejecimiento atribuye a ADN o la acumulación de daño celular y funcional. [25] la reducción de radicales libres o la disminución de su tasa de producción puede retrasar el envejecimiento. Algunos de los antioxidantes nutricionales retardar el proceso de envejecimiento y prevenir la enfermedad. Con base en estos estudios, parece que el aumento de estrés oxidativo comúnmente se produce durante el proceso de envejecimiento, y el estado antioxidante puede influir de manera significativa los efectos del daño oxidativo asociado con la edad. La investigación sugiere que los radicales libres tienen una influencia significativa sobre el envejecimiento, que el daño de los radicales libres puede ser controlado con la defensa antioxidante adecuado, y que la ingesta óptima de nutrientes antioxidantes pueden contribuir a una mejor calidad de vida. Investigaciones recientes indican que antioxidante puede influir positivamente incluso tiempo de vida.

El daño oxidativo a proteínas y DNA

El daño oxidativo a las proteínas

Las proteínas se pueden modificar por oxidación de tres maneras: modificación oxidativa de ácido específico amino, escisión del péptido mediada por radicales libres, y la formación de proteína de reticulación debido a la reacción con productos de la peroxidación de lípidos. La proteína que contiene aminoácidos tales como metionina, cisteína, arginina, e histidina parece ser el más vulnerable a la oxidación. [26] la modificación de proteínas mediada por radicales libres aumenta la susceptibilidad a la enzima proteólisis. El daño oxidativo a los productos de proteínas puede afectar a la actividad de las enzimas, receptores, y el transporte de membrana. Por oxidación de proteínas dañadas productos pueden contener grupos muy reactivos que pueden contribuir al daño a la membrana y muchas funciones celulares. radicales peroxilo está generalmente considerado como especies de radicales libres para la oxidación de proteínas. ROS puede dañar las proteínas y producir los carbonilos y otra modificación aminoácidos incluyendo la formación de sulfóxido de metionina y carbonilos de proteínas y otra modificación aminoácidos incluyendo la formación de sulfóxido de metionina y peróxido de proteína. La oxidación de proteínas afecta a la alteración del mecanismo de transducción de señales, la actividad enzimática, estabilidad térmica, y la susceptibilidad de proteolisis, lo que conduce al envejecimiento.

Peroxidación lipídica

El daño oxidativo al ADN

Muchos experimentos proporcionan evidencias claramente que el ADN y el ARN son susceptibles al daño oxidativo. Se ha informado de que, especialmente en el envejecimiento y el cáncer, el ADN se considera como un objetivo importante. [28] se encuentra nucleótidos oxidativo como glicol, DTG, y 8-hidroxi-2-desoxiguanosina ser aumentado durante el daño oxidativo al ADN bajo radiación UV o daño de los radicales libres. Se ha informado de que el ADN mitocondrial son más susceptibles al daño oxidativo que tiene papel en muchas enfermedades incluyendo el cáncer. Se ha sugerido que 8-hidroxi-2-desoxiguanosina se puede utilizar como marcador biológico para el estrés oxidativo. [29]

ANTIOXIDANTES

Un antioxidante es una molécula suficientemente estable como para donar un electrón a un radical libre arrasa y neutralizarlo, reduciendo de este modo su capacidad para dañar. Estos antioxidantes retrasan o inhiben el daño celular principalmente a través de su propiedad de captación de radicales libres. [30] Estos antioxidantes de bajo peso molecular pueden interactuar de forma segura con los radicales libres y poner fin a la reacción en cadena antes de moléculas vitales están dañados. Algunos de estos antioxidantes, incluyendo el glutatión, el ubiquinol y ácido úrico, se producen durante el metabolismo normal del cuerpo. [31] Otros antioxidantes más claros se encuentran en la dieta. Aunque hay sistema de enzimas varias dentro del cuerpo que eliminan los radicales libres, el principio de micronutrientes (vitaminas) antioxidantes son la vitamina E (tocoferol), vitamina C (ácido ascórbico), y B-caroteno. [32] El cuerpo no puede fabricar estos micronutrientes , por lo que deben ser suministrados en la dieta.

Historia

El término antioxidante fue utilizado originalmente para referirse específicamente a una sustancia química que impide que el consumo de oxígeno. A finales del 19 y principios del siglo 20, un amplio estudio se dedicó a los usos de los antioxidantes en importantes procesos industriales, tales como la prevención de la corrosión de los metales, la vulcanización del caucho, y la polimerización de combustibles en el ensuciamiento de los motores de combustión interna. [ 33]

sistema de defensa antioxidante

Los antioxidantes actúan como captador de radicales, donante de hidrógeno, donador de electrones, descomponedor peróxido, desactivador de oxígeno singlete, inhibidor de la enzima, agente sinérgico, y agentes quelantes de metales. existen ambos antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos en el medio ambiente intracelular y extracelular para desintoxicar ROS. [39]

Mecanismo de acción de los antioxidantes

Los niveles de acción antioxidante

Los antioxidantes que actúan en los sistemas de defensa actúan a diferentes niveles, tales como preventivo, de eliminación de radicales, reparación y de novo, y la cuarta línea de defensa, es decir, la adaptación.

La primera línea de defensa es los antioxidantes preventivos, que suprimen la formación de radicales libres. Aunque el mecanismo exacto y el sitio de la formación de radicales en vivo no están bien dilucidado todavía, las descomposiciones metal inducida de hidroperóxidos y peróxido de hidrógeno debe ser una de las fuentes importantes. Para suprimir tales reacciones, algunos antioxidantes reducen hidroperóxidos y peróxido de hidrógeno de antemano para alcoholes y agua, respectivamente, sin la generación de radicales libres y algunas proteínas secuestran iones metálicos.

glutatión peroxidasa, glutatión-s-transferasa, fosfolípido hidroperóxido glutatión peroxidasa (PHGPx), y peroxidasa son conocidos para descomponer hidroperóxidos de lípidos a los alcoholes correspondientes. PHGPx es único, ya que puede reducir los hidroperóxidos de fosfolípidos integrados en las membranas biológicas. La glutatión peroxidasa y catalasa reducen el peróxido de hidrógeno en agua.

La segunda línea de defensa es los antioxidantes que limpian los radicales activos para suprimir la iniciación de la cadena y / o rompen las reacciones de propagación de cadena. Se conocen varios antioxidantes eliminadores de radicales endógenos: algunos son hidrófilos y otros son lipofílica. La vitamina C, ácido úrico, bilirrubina, albúmina, y tioles son hidrófilos, antioxidantes radical de barrido, mientras que la vitamina E y ubiquinol son lipófilos antioxidantes radical de barrido. La vitamina E es aceptado como el antioxidante más potente lipófilo de captación de radicales.

La tercera línea de defensa es la reparación y de novo antioxidantes. Las enzimas proteolíticas, proteinasas, proteasas, peptidasas y, presentes en el citosol y en las mitocondrias de las células de mamíferos, reconocen, se degradan y eliminan las proteínas modificadas por oxidación y evitar la acumulación de proteínas oxidadas.

Los sistemas de reparación del ADN también juegan un papel importante en el sistema total de defensa contra el daño oxidativo. Hay varios tipos de enzimas tales como glycosylases y nucleasas, que reparan el ADN dañado, son conocidos.

Hay otra función importante llamada adaptación donde la señal para la producción y las reacciones de radicales libres induce la formación y el transporte del antioxidante apropiado para el sitio correcto. [42]

ENZIMATICO

Tipos de antioxidantes

Superóxido dismutasa

En los seres humanos (como en todos los demás mamíferos y la mayoría de los cordados), tres formas de superóxido dismutasa están presentes. SOD1 se encuentra en el citoplasma, SOD2 en las mitocondrias, y SOD3 es extracelular. El primero es un dímero (consiste de dos unidades), mientras que los otros son tetrámeros (cuatro subunidades). SOD1 y SOD3 contener cobre y zinc, mientras que SOD2 tiene manganeso en su centro reactivo. [51]

catalasa

sistemas de glutatión

El sistema de glutatión incluye glutatión, glutatión reductasa, glutatión peroxidasas, y glutatión S-transferasas. Este sistema se encuentra en animales, plantas y microorganismos. [55] El glutatión peroxidasa es una enzima que contiene selenio cuatro-cofactores que catalizan la descomposición de peróxido de hidrógeno e hidroperóxidos orgánicos. Hay por lo menos cuatro isoenzimas glutatión peroxidasa diferentes en animales. [56] El glutatión peroxidasa 1 es el más abundante y es un agente de barrido muy eficiente de peróxido de hidrógeno, mientras que la glutatión peroxidasa 4 es la más activa con hidroperóxidos de lípidos. Las glutatión S-transferasas muestran una alta actividad con los peróxidos de lípidos. Estas enzimas se encuentran en niveles particularmente altos en el hígado y también sirven en el metabolismo de desintoxicación. [57]

no enzimática

Ácido ascórbico

El glutatión

La melatonina

Los tocoferoles y tocotrienoles (vitamina E)

Ácido úrico

El ácido úrico representa aproximadamente la mitad de la capacidad antioxidante del plasma. De hecho, el ácido úrico puede haber sustituido por ascorbato en la evolución humana. [73] Sin embargo, como el ascorbato, ácido úrico también puede mediar en la producción de especies de oxígeno activo.

Plantas como fuente de antioxidantes

antioxidantes alimenticios sintéticos y naturales se utilizan habitualmente en los alimentos y la medicina especialmente aquellos que contienen aceites y grasas para proteger los alimentos contra la oxidación. Hay un número de antioxidantes fenólicos sintéticos, hidroxitolueno butilado (BHT) e hidroxianisol butilado (BHA) siendo ejemplos destacados. Estos compuestos han sido ampliamente utiliza como antioxidantes en la industria alimentaria, cosmética y la industria terapéutico. Sin embargo, algunas propiedades físicas de BHT y BHA, tales como su alta volatilidad y la inestabilidad a temperatura elevada, la legislación estricta sobre el uso de aditivos sintéticos de alimentos, naturaleza carcinógena de algunos antioxidantes sintéticos, y preferencias de los consumidores han cambiado la atención de los fabricantes de sintético a los naturales antioxidantes. [74] en vista del aumento de los factores de riesgo de humano a ciertas enfermedades mortales, ha habido una tendencia global hacia el uso de la sustancia natural presente en las plantas medicinales y plats dietéticos como antioxidantes terapéuticos. Se ha informado de que hay una relación inversa entre la ingesta diaria de alimentos ricos en antioxidantes y las plantas medicinales y la incidencia de enfermedades humanas. El uso de antioxidantes naturales en los alimentos, cosmética y la industria terapéutico sería alternativa prometedora para los antioxidantes sintéticos con respecto a bajo coste, altamente compatible con la ingesta de la dieta y no hay efectos perjudiciales en el interior del cuerpo humano. Muchos compuestos antioxidantes, que se producen de forma natural en fuentes de la planta han sido identificadas como captadores de radicales de oxígeno o activos. [75] Se han hecho intentos para estudiar el potencial antioxidante de una amplia variedad de verduras como papas, espinacas, tomates y legumbres. [76 ] Hay varios informes que muestran el potencial antioxidante de los frutos. [77] antioxidantes fuertes actividades han sido encontrados en las bayas, cerezas, cítricos, ciruelas pasas y aceitunas. té verde y negro han sido ampliamente estudiados en el pasado reciente para propiedades antioxidantes ya que contienen hasta 30% del peso en seco como compuestos fenólicos. [78]

Aparte de las fuentes de la dieta, las plantas medicinales de la India también proporcionan antioxidantes y éstos incluyen (con nombres comunes / ayurvédica entre paréntesis) Acacia catechu (Kair), marmelos Aegle (Bengala membrillo, Bel), Allium cepa (Cebolla), A. sativum (Ajo, Lahasuna), aleo vera (Aloe Indain, Ghritkumari), amomo subulatum (Cardamomo más, Bari Elachi), andrographis paniculata (Kiryat), recemosus espárragos (Shatavari), Azadirachta indica (Neem, Nimba), monniera Bacopa (Brahmi), Butea monosperma (Palas, Dhak), Camellia sinensis (Té verde), Cinnamomum verum (Canela), Cinnamomum Tamala (Tejpat), longa Curcma (Cúrcuma, Haridra), Emblica officinalis (Grosella espinosa Inhian, amlaki), Glycyrrhiza glapra (Yashtimudhu), indicus hemidesmus (Sarasparilla india, Anantamul), Indigofera tinctoria, Mangifera indica (Mango, Amra), Momordica charantia (Calabaza amarga), koenigii murraya (Hoja de curry), Nigella sativa (Comino negro), Ocimum sanctum (Albahaca morada, Tusil), echioides Onosma (Ratanjyot), Picrorhiza kurroa (Katuka), Piper escarabajo, zeylancia Plumbago (Chitrak), Sesamum indicum, Sida cordifolia, Spirulina fusiformis (Alga), Swertia decursata, Syzigium cumini (jamun), Ariuna Terminalia (Arjun), bellarica Terminalia (Beheda), cordifolia tinospora (Corazón con hojas moonseed, Guduchi), Trigonella foenum-graecium (Fenogreco), somifera withania (Cereza de invierno, Ashwangandha), y Zingiber officinalis (Jengibre). [79]

Potencial antioxidante de los alimentos funcionales INDIAN

Los conceptos de alimentos funcionales y nutracéuticos

plantas alimenticias y medicinales de la India como alimentos funcionales

Ingredientes que hacen que los alimentos funcionales son fibras dietéticas, vitaminas, minerales, antioxidantes, oligosacáridos, ácidos grasos esenciales (omega-3), cultivos de bacterias de ácido láctico, y ligninas. Muchos de éstos están presentes en las plantas medicinales. Sistemas de Medicina creen que las enfermedades complejas pueden ser tratados con la combinación compleja de ingredientes botánicos al contrario que en el oeste, con fármacos individuales. Los alimentos integrales se utilizan por lo tanto en la India como alimentos funcionales en lugar de suplementos. Algunas plantas medicinales y los componentes de la dieta que tienen atributos funcionales son las especias tales como la cebolla, el ajo, la mostaza, chiles rojos, la cúrcuma, clavo, canela, azafrán, hojas de curry, el fenogreco, y el jengibre. Algunas hierbas como Bixa orellana y verduras como amla, hierba de trigo, soja, y Garcinia Gracinia tienen efectos antitumorales. Otras plantas medicinales con propiedades funcionales incluyen A.marmelos, A. cepa, aloe vera, A. paniculata, la india Azadirachta, y Brassica juncea. [86]

CONCLUSIÓN

Los métodos más nuevos que utilizan la investigación colaborativa y la tecnología moderna en combinación con los principios tradicionales de salud establecidos rendirán dividendos en un futuro próximo en la mejora de la salud, especialmente entre las personas que no tienen acceso a la utilización de los sistemas occidentales más costosos de la medicina.

Notas al pie

Fuente de financiación: Nulo

Conflicto de intereses: No se declara

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