INTRODUCCIÓN

 

 

a) Justificación del tema            

 

El envejecimiento es un proceso biológico que representa cambios morfológicos y una disminución de la fuerza física, y que se presenta en todos los seres humanos como consecuencia de la actividad humana. 

 

La presencia de un gran número de factores de riesgo hacen de este proceso uno de los más importantes en el campo de investigación tanto clínica como científica, ya que diariamente llegan a la etapa de la vejez una gran cantidad de personas en todo el mundo.

 

Debido a la gran importancia que tiene este proceso desde una visión epidemiológica, en el presente ensayo nos enfocaremos al análisis del papel que desempeñan los radicales libres dentro de la génesis del envejecimiento. Además destacaremos la participación de los antioxidantes como parte de las estrategias que se han desarrollado desde el punto de vista profiláctico y terapéutico para el envejecimiento.

 

b) Ideas centrales

 

Ø      Antecedentes de los radicales libres

Ø      Mecanismos de producción

Ø      Radicales y envejecimiento

Ø      Antioxidantes

 

 c) Metodología empleada

 

Ø      Elección del tema.

Ø      Para la realización de este ensayo buscamos y seleccionamos la información en

           diferentes fuentes: libros, revistas e Internet.

Ø      Enseguida se realizo la lectura, análisis, resumen y discusión de la  información.

Ø      Elaboramos borradores para el desarrollo de cada uno de los subtemas.

Ø      Capturamos la información y estructuramos el ensayo cuidando ortografía y redacción.

Ø      Por ultimo se imprimió.

 

c) Objetivo general

 

Conocer y comprender la influencia de los radicales libres como generadores del envejecimiento en el hombre mediante la investigación bibliográfica, para tener conocimiento sobre la forma de contrarrestarlos.

 

e) Estructura del trabajo

 

Ø      Hoja de presentación: contiene los datos necesarios que nos identifican:  plantel, tema, nombre de los asesores, de los participantes y  semestre.

Ø      Índice: en el encontramos las diferentes secciones del ensayo y las páginas en que se ubican.

Ø      Introducción: esboza los segmentos en que se divide el trabajo.

Ø      Desarrollo: detalla la información esencial que el equipo expone, previa lectura, análisis y discusión de diferentes textos y materiales.

Ø      Conclusiones: parte final del ensayo que contiene nuestras  deducciones.

Ø      Bibliografía: aquí se encuentran ordenadas alfabéticamente las diferentes fuentes de consulta.

 

ANTECEDENTES

                       

Hace 4500 millones de años los radicales libres permitieron el origen de la vida, mediante la interacción de aminoácidos y de las bases púricas y pirimídicas dando origen al ADN. 

 

A mediados de la década de los  50 los investigadores postularon la teoría de los radicales libres. La primera demostración química de la existencia de los radicales libres se obtuvo en 1845  con el aislamiento del radical nitroxilo, a partir de la sal de Fremy (KSO3)2NO.

 

 Los radicales libres orgánicos fueron descubiertos por Gomberg en 1900 y, se postuló que podía tener alguna función biológica. En 1946 Michaelis propuso que los radicales libres eran intermediarios obligados de las vías metabólicas de todas las células, desafortunadamente esta afirmación fue ignorada por los bioquímicos de aquella época.

 

En 1954 la investigadora, Rebeca Gerschman, sugirió por primera vez que los radicales libres eran agentes tóxicos y generadores de enfermedades  más comunes en la vejez. En 1966 Slater propuso que el efecto tóxico del tetracloruro de carbono sobre las células del hígado se producía por una reacción de radicales libres; formuló la teoría de que los radicales libres son responsables de lesiones en los tejidos, pero no fue hasta   1980  cuando se  inicio la investigación clínica permitiendo descubrir que los radicales libres tenían un papel importante en la vejez.

 

En 1922 se descubrió el primer antioxidante, la vitamina E. Hacia 1957, se describe por primera vez a la enzima encargada de disminuir los efectos del peróxido de hidrógeno y del glutatión sobre la hemoglobina de los eritrocitos; esta enzima se denominó glutatión peroxidasa (GPO). Es importante mencionar que esta enzima contiene selenio en su principal sitio activo.  Así como los radicales libres contribuyeron para que se originara la vida,  influyen  también para dar origen a la vejez provocando enfermedades incurables que pueden  llevar hasta la muerte.

 

DEFINICIÓN DE LOS RADICALES LIBRES                 

           

  Los radicales libres son átomos o grupos de átomos producto de la oxigenación celular, son inestables y muy reactivos. Estas moléculas aportan un electrón no apareado y busca otras moléculas para corregir este desequilibrio, por ejemplo:

 

 

 Esto significa que los radicales libres

 están cargados eléctricamente y necesitan

 otras moléculas para neutralizar su carga.

 Están considerados como un tipo especial de molécula.

También puede considerárseles como fragmentos

de moléculas de mayor tamaño, las cuales se forman a partir de  la ruptura de aquellos enlaces en los cuales sólo se encontraba un electrón, compartiendo dicho enlace.

 

MECANISMOS DE PRODUCCIÓN

 

Los radicales libres son moléculas que surgen cuando el cuerpo transforma los nutrientes en energía y cuando este está expuesto a sustancias venenosas como el humo del cigarro, gases de escape de autos, radiación, alcohol, alimentos grasos y la luz ultravioleta, entre otros, que se muestran en la siguiente figura:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Debido a la inestabilidad de los radicales, estos reaccionan  con las moléculas vecinas  para estabilizarse, lo que da paso a una serie de reacciones en cadena que pueden alcanzar a miles de moléculas.

 

 

 

 

 

 En realidad son muchas las sustancias que  pueden generar radicales libres principalmente en la mitocondria que fabrica energía, oxidando las sustancias que consumimos: harinas, grasas, etc. Para quemarlas necesitan el oxigeno que respiramos. Hace 15 años se descubrió que las mitocondrias no usan todo el oxigeno que les llega, un 2% se convierte en formas químicas nocivas, llamadas radicales libres, los cuales bombardean la mitocondria, atacan las moléculas básicas en la vida de la célula: carbohidratos, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos; les alteran sus estructuras y cambian sus funciones.

 

Los radicales libres reaccionan con el oxigeno y pueden reducir el suministro de éste; y al reducirse el oxígeno se forman radicales libres dañinos.

 

CLASIFICACIÓN DE LOS RADICALES

 

Nuestro cuerpo al igual que todo los que nos rodea está constituido por átomos que se agrupan en moléculas. Los radicales libres destruyen los lípidos, las lipoproteínas, las membranas celulares, mientras que  las MPs provocan la desintegración de la matriz extracelular dérmica, los compuestos altamente reactivos derivados del oxígeno causan severos daños moleculares; y estos efectos tienen relación con el envejecimiento y la aparición de ciertas enfermedades.

 

El problema para nuestras células se produce cuando se da un exceso de radicales libres en nuestro sistema y los oxidantes no intervienen debido a que el organismo no los consume para que sean capaces de neutralizar la acción oxidante de una molécula estable  y de una inestable.

 

Los radicales actúan nocivamente en la membrana celular, induciendo lesiones del endotelio vascular y trayendo como consecuencia la acumulación de plaquetas, calcificación y elevación del HDL-colesterol. En la siguiente figura se muestra como los radicales actúan sobre la pared celular.

 

 

 

 

 

Además de destruir y mutar su información genética facilitando el camino para que se desarrollen enfermedades como: la artritis, el cáncer, el SIDA, esterosclerosis, el alzheimer,  tensión arterial alta, cataratas, glaucoma, gangrena, enfisema, ataque cardiaco y, hasta cierto punto, la piel arrugada. Algunas de las manifestaciones de estas enfermedades se muestran a continuación: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Los radicales libres pueden ser destructivos cuando están fuera de control, y son la mayor causa del envejecimiento. Ellos pueden ser perjudiciales cuando se unen a la proteína que le da vida al tejido, impidiendo que éste realice su tarea de rejuvenecimiento. Los radicales libres atacan la membrana de la célula, acumulan grasas y dañan el ácido nucleico ( RNA y el DNA ).

 

Existe un gran número de radicales libres; sin embargo, en el ser humano los más importantes son los del grupo del oxígeno y se denominan radicales libres de oxígeno o especies reactivas de oxígeno (ERO).

 

El oxígeno es el principal compuesto generador de daño dentro del grupo de los radicales libres, a pesar de ser una sustancia vital para la vida y de encontrarse en grandes cantidades en el ambiente.

 

Pero lo cierto es que  no todos los radicales libres son malos, de hecho nuestro propio cuerpo los fabrica para luchar contra bacterias y virus que continuamente están atacando nuestro sistema inmune, sin embargo los radicales libres son muy importantes para un proceso normal biológico, pero si no hay un control ejercido por los antioxidantes las células sanas pueden ser dañadas. Los radicales libres producidos por el cuerpo para llevar a cabo determinadas funciones son neutralizados fácilmente por nuestro propio sistema.   

 

RADICALES LIBRES Y ENVEJECIMIENTO

 

Se sabe relativamente poco del proceso del envejecimiento, pero este es ahora un activo campo de investigación científica.  Gracias a los avances en la medicina y en la salud pública han dado por resultado la supervivencia de un mayor porcentaje en la duración máxima de vida para ambos sexos.

 

El envejecimiento, en biología es el conjunto de modificaciones inevitables e irreversibles que se producen en un organismo al paso del tiempo y que finalmente producen la muerte.  En el hombre las modificaciones comprenden la reducción de flexibilidad de los tejidos, la pérdida de algunas células nerviosas, el endurecimiento de los vasos sanguíneos y la disminución general del tono corporal, aunque más evidente es la vejez, que puede comenzar mucho antes, durante la niñez o aún durante la vida prenatal.

 

            Merece especial mención el proceso ateroesclerótico, ya que es un proceso típico del envejecimiento en el mundo occidental, y al cual nos referiremos en los siguientes párrafos.

 

Debido a ello se ha desarrollado una hipótesis a los posibles mecanismos participantes en la génesis de la aterosclerosis y el papel de los radicales libres. Esta hipótesis señala que ocurren varias reacciones cruciales donde participan los radicales libres; sin embargo, aún no es del todo claro el comportamiento y desarrollo de dichas reacciones.

 

Inicialmente se presenta la fase de oxidación, en esta fase se propone a la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (C-LDL) como factor crítico en la producción de radicales libres en este nivel. El OH inicia la peroxidaxión de los ácidos grasos polinsaturados de cadena larga dentro de la molécula de las C-LDL, con lo que se incrementa la formación de radicales libres de lípidos hidroperóxido (LOO).

 

Es importante mencionar que estas sustancias interactúan con la porción de aminoácidos de los enlaces de la apoproteína B100 modificándola para formar nuevos epítopes, los cuales no serán reconocidos por el receptor de las C-LDL. Una vez oxidadas, las C-LDL son captadas por parte de los macrófagos, los cuales presentan un receptor específico conocido como scavenger (“carroñero” o “barredor”). Una vez captadas las C-LDL oxidadas, van a ser ingeridas tanto por monocitos como por macrófagos, formando así las células espumosas, la acumulación de estas células a nivel del endotelio arterial dará origen a las estrías grasas que están consideradas como el primer dato histopatológico de enfermedad.

 

Otra característica de las C-LDL oxidadas es la producción de colágeno, elastina, para estimular la expresión del factor estimulante de colonias de macrófagos (FEC-M), del factor estimulante de colonias de granulositos y macrófagos (FEC-GM) de la proteína quimiotáctica

de monocitos 1(PCM-1), factores inmunogénicos, así como a otras células citotóxicas.

 


En el siguiente esquema se muestra

como las proteínas actúan en la defensa

del sistema  inmunológico.

 

 

 

 

 

Por otro lado, la presencia de lípidos peroxidados desencadena la inhibición de la prostaciclina, la cual, al estar en contacto con los factores de crecimiento celular estimulados por las plaquetas, va a condicionar la formación de trombos en la zona en la que se llevan a cabo estas reacciones.

 

      Otro aspecto importante dentro de esta hipótesis está dado por parte del óxido nítrico (ON o NO). Este es sintetizado en el corazón por medio de dos enzimas:

 

·        La óxido nítrico sintetasa inducible (ONSi)

 

      La ONSc está presente en el endotelio coronario, en el endocardio, en el miocardio, así como en el músculo liso vascular. Por su parte, la ONSi está localizada en el endocardio, en el miocardio y en el músculo liso vascular. La presencia de ON, desencadena una relajación en los miocitos, además participa en la regulación de la circulación coronaria, así como en la contractilidad miocárdica. Como se muestra en la siguiente figura.

 


                                                                                                             

 

 

 

 

 

 

  Otra función desempeñada por el ON se observa a nivel de la agregación plaquetaria y leucocitaria, las cuales están inhibidas en presencia de éste; con ello se logra proteger al miocardio ante los eventos en los cuales el flujo cardiovascular está comprometido debido a la presencia de un proceso oclusivo en la circulación coronaria. Sin embargo, una sobreproducción en los niveles de ON va a ocasionar una vasodilatación por efecto directo sobre la pared muscular vascular, lo que condicionará una resistencia a los estímulos vasoconstrictores, así como un incremento en la permeabilidad vascular.

 

La sobrexpresión de la ONSi está implicada dentro de los mecanismos causales de disfunción y daño tisular en un gran número de enfermedades tanto agudas como crónicas del sistema cardiovascular, las cuales se caracterizan  por la presencia de respuesta inflamatoria.

 

La enfermedad aterosclerótica está considerada como una enfermedad inflamatoria crónica de la pared de los vasos. Por ello, al exponerse a endotoxinas y ciertas citocinas, se desencadena la expresión de la ONSi en las células vasculares endoteliales, en las células de músculo liso, en el endocardio y los macrófagos localizados en la pared vascular. Esta situación condiciona una liberación prolongada de ON, lo que conlleva a un daño endotelial, así como a una disfunción de la misma zona.

 

La hipótesis propone una serie de efectos deletéreos correspondientes al ON; está basada en la naturaleza de radical libre de este óxido, así como en la elevada reactividad que presenta. El ON difunde a través de la membrana en búsqueda  de células adyacentes, en las que desencadena reacciones al tener contacto con los centros hierro-sulfuro de algunas enzimas cruciales para la síntesis de ADN. Otros hallazgos importantes relacionados con el papel que desempeña el ON en la enfermedad aterosclerótica, han propuesto que éste influye dentro de la contractilidad miocárdica, la cual se ve disminuida al estar presente este óxido, ya que altera la relajación del corazón.

 

Por todo lo anterior, podemos concluir que el ON participa en la modulación del sistema cardiovascular al mantenerse un equilibrio entre sus efectos hemodinámicos y sus efectos citotóxicos. Una sobreproducción de ON secundaria a la presencia de la ONSi es potencialmente peligrosa para el ser humano.

 

Como mencionamos previamente, la presencia de radicales libres en la sangre cuyo objetivo principal es intentar unirse a las células- podrá proporcionar aquellos electrones para mantenerse estables molecularmente, sin importar si al hacerlo van a generar un daño importante llevándolas inclusive hasta la muerte. Cuando estos radicales se combinan con las lipoproteínas de baja densidad, van a provocar la oxidación de dichas lipoproteínas. Al ocurrir dicho fenómeno se desencadenará la formación de las conocidas placas ateromatosas dentro de las paredes arteriales.

 

El proceso de oxidación de las C-LDL promueve el desarrollo de la aterosclerosis; sin embargo, es muy poco lo que se sabe de la relación existente entre los aspectos genéticos y la participación del estrés oxidativo en el desarrollo de la placa ateromatosa.

 

Con respecto a lo anterior, la participación de la superóxido- dismutasa extracelular como mecanismo regulador en el proceso de estrés oxidativo, se ve alterado en algunos pacientes que presentan mutación del gen que codifica a dicha enzima. Estos pacientes carecen de los mecanismos de defensa necesarios para la oxidación. Los cuales suelen estar más propensos a desarrollar tanto enfermedad aterosclerótica como vascular cerebral.

 

Uno de los radicales libres que se ha observado con mayor frecuencia y por lo tanto se le relaciona de manera estrecha con el desarrollo de aterosclerosis es el radical superóxido (O2*). Dicho radical ha sido objeto de estudio en diferentes grupos de investigación, por ejemplo en uno de estos estudios realizados se observó que la disminución en los niveles de NAD(P)H oxidasa va a condicionar una disminución en los niveles de (O2*), lo que deteriora principalmente la relajación dependiente del endotelio.

 

En las dos últimas décadas, un gran número de estudios han descifrado los mecanismos bioquímicos sobre los cuales se sustentan todas las teorías relacionadas con el proceso aterosclerótico. La gran mayoría de ellas se centran en un grupo celular específico conocido como células espumosas; otro punto importante que hay que destacar es el relacionado con la actividad de los radicales libres sobre la modificación ejercida en las lipoproteínas de baja densidad (C-LDL). Las células espumosas contienen en su interior un gran número de partículas derivadas de las C-LDL oxidadas.

 

TRATAMIENTO FARMACOLÓGICO

          

La velocidad con que el oxígeno provoca la activación de las enzimas en el organismo es tan lenta, que no explica la aparición tan rápida de sus efectos tóxicos.  La mayor parte del oxígeno utilizado por el organismo se reduce a agua en la cadena respiratoria; durante este proceso son generados, de forma sucesiva, el anión superóxido (O2), peróxido de hidrógeno (H2O2), y el radical hidroxilo (OH-) los cuales en condiciones normales no difunden al resto de la célula. Para  iniciar  es necesario conocer el término  oxidación para ser más sencilla nuestra investigación. Hay una oxidación siempre que una sustancia se combina con oxígeno. El metabolismo de los alimentos implica una serie compleja de reacciones lentas de oxidación que producen bióxido de carbono y agua.

 

Al respirar, el oxigeno penetra en los pulmones, de donde pasa al torrente sanguíneo que trasporta el oxígeno a todas las células donde se usa el metabolismo de las moléculas de alimentos ingeridos. El oxígeno es necesario para los procesos químicos que ocurren mediante el metabolismo, y la energía calorífica que se libera mediante el mismo se emplea para mantener la temperatura corporal. El metabolismo proporciona también la energía necesaria para la actividad física y mental. La existencia misma de los seres humanos depende del oxígeno y la oxidación 

           

Se define como antioxidante a aquellas sustancias que presentes a bajas concentraciones respecto a los de un sustrato oxidable (biomoléculas) retarda o previene su oxidación. El antioxidante, al chocar con el radical libre cede un electrón, se oxida y se transforma  en un radical libre débil no tóxico.

 

            Los antioxidantes son sustancias que tienen la capacidad de inhibir la oxidación causada por los radicales libres. Unos actúan a nivel intracelular y otros en la membrana de la célula, siempre en conjunto para proteger a los diferentes órganos y sistemas.

 

            Un nutriente tiene propiedades  antioxidantes cuando es capaz de neutralizar la acción oxidante de una molécula inestable o lo que es lo mismo un radical libre sin perder su propia estabilidad electroquímica. Los antioxidantes contrarrestan los radicales que pueden dañar las células.

 

CLASIFICACIÓN DE LOS ANTIOXIDANTES

           

Los antioxidantes son clasificados de acuerdo a su trabajo y a su localización, pueden ser enzimas naturales, antioxidantes obtenidos en la dieta o antioxidantes farmacológicos. Además de que actúan como neutralizantes para proteger la membrana celular.  Como se aprecia en la siguiente  figura:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


En el plasma sanguíneo encontramos antioxidantes naturales (proteínas); así como la bilirrubina, ácido úrico, vitamina C, vitamina E, beta caroteno, melatonina, flavonoides y estrógenos, los cuales se encuentran principalmente en frutas y verduras:

 

 

 

 

 

           

 

 

Los flavonoides son compuestos pelifenólicos concentrados en las plantas  como frutas y vegetales, que son excelentes antioxidantes;  comúnmente se encuentran en el té verde, en el vino y en las frutas que son cosechadas hasta su  maduración.

 

CONCLUSIONES

 

A pesar de que actualmente se cuenta con una cantidad importante de información relacionada tanto con la formación de radicales libres, su producción, tipos y mecanismos de acción, no sólo en el proceso del envejecimiento, sino como parte importante en el desarrollo de las enfermedades. Además, aunque se conoce el papel desempeñado por los antioxidantes dentro de este proceso, aún no se logra detener o manipular al 100% la actividad de estos radicales. Por ello es de suma importancia mantener una vigilancia estricta de la personas que se acercan a la etapa de la vejez con el objetivo de mantener en las mejores condiciones a dichos individuos,  haciéndolos cocientes que la prevención y los hábitos alimenticios son parte de los puntos clave en el proceso del envejecimiento.

 

Al estudiar los radicales ampliamos el mundo que poseemos acerca del proceso del envejecimiento. Asimismo nos dimos cuenta que son favorables en gran parte (los radicales libres) para protegernos de muchas enfermedades.  El mundo de  los radicales libres, suele ser y será siempre un mundo enorme que siempre estará rodeándonos con sus procesos.

 

 

 

BIBLIOGRAFIA

 

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Microsoft       Encarta        Biblioteca de Consulta 2002.       1993 – 2001

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Efecto antioxidante de los flavonoides  – www.buenasalud.com

 

[email protected] Toll free 866. 511

 

JIMÉNEZ Silvia - Radicales Libres – Solo Mujeres. 2000