“ENVEJECIMIENTO CELULAR POR ESPECIES REACTIVAS DE OXIGENO (ROS) ”

“ENVEJECIMIENTO CELULAR POR ESPECIES REACTIVAS DE OXIGENO (ROS) ”

M en BE Norma Edith López Díaz-Guerrero*norm@xanum.uam.mx

UAM-Iztapalapa

LOS RADICALES LIBRES Y EL ESTRÉS OXIDATIVO

El oxigeno molecular (3gO2) en su estado basal, es un diradical que presenta dos electrones desapareados de espines paralelos por lo que no puede aceptar en su orbital molecular un par de electrones con espines antiparalelos a la vez, sino que debe aceptar uno por uno. El oxigeno basal es bastante estable, sin embargo, puede ser extremadamente reactivo en presencia de otros radicales libres o en colisión con moléculas químicamente muy reductoras. El producto de la reducción del oxigeno es el radical superóxido O2.- que no es muy reactivo, pero si abundante en los ambientes biológicos. Después de la transferencia de un segundo electrón al superóxido se genera el peróxido de hidrógeno (que no es un radical libre, pero si un fuerte oxidante citotóxico) El ion Fe++ ó el ion Cu + que se encuentran en la célula principalmente como cofactores o unidos a proteínas, son capaces de transferir un tercer electrón al H2O2 (reacción de Fenton) causando rompimiento del enlace O-O para formar un anión y un radical hidroxilo .OH. Este último es muy reactivo y puede iniciar la lipoperoxidación, el rompimiento de las hebras o daño a las bases del ADN, y oxidar cualquier molécula orgánica. A diferencia del H2O2 que puede circular libremente a través de las membranas, el .OH sólo actúa en el lugar donde se generó (McCord, 1993)

El radical superóxido poco reactivo, en presencia de metales como el fierro ó el cobre lleva a cabo una serie de reacciones de óxido-reducción denominada de Haber-Weiss, lo que puede ejercer efectos dañinos en la célula:

O2.- + Fe +3  O2 + Fe +2

Fe +2 + H2O2  Fe +3 + .OH +-OH

_________________________________

O2.- + H2O2  O2 + .OH +-OH (Halliwell, B. 1991)

Los radicales libres se producen continuamente a velocidades altas como subproductos del metabolismo aeróbico (Hayakawa et al, 1991) en sistemas ezimáticos tales como hidroxilasas, dioxigenasas, monooxigenasas y oxidoreductasas dependientes de NAD+, fagocitosis, la cascada que conduce a la síntesis de prostaglandinas, leucotrienos; citocromo P-450, algunas oxidasas citosólicas, -oxidación de los ácidos grasos en los peroxisomas, etc (Roberfroid et al., 1995). La mayoría de estos mecanismos son esenciales para la regulación del metabolismo de nutrientes, de producción de energía, de destoxificación del organismo y de defensa contra la infección (Kirkwood, 1989).

Las mitocondrias son la principales proveedoras de energía química en forma de ATP, y son las responsables del uso de más del 90% del oxigeno en la célula. Se ha estimado que cerca de 1-5% del oxigeno consumido por las mitocondrias es convertido a especies reactivas de oxigeno en condiciones fisiológicas normales. Por lo tanto la mitocondria es la fuente intracelular principal y también propio blanco de estos radicales libres (Wei, 1998).

El peróxido de hidrógeno que se origina en la mitocondria predominantemente por dismutación del superóxido, causa oxidación de los nucleótidos piridina mitocondrial y estimula la liberación de calcio de la mitocondria. La estimulación de la producción de especies reactivas de oxigeno (ROS) mitocondrial seguido por una liberación amplificada de calcio y reintroducida por la mitocondria (cico de calcio) conlleva a apoptosis o necrosis (Chakraborti et al., 1999)

Por otro lado, tambien existen factores externos que forman radicales libres como la luz ultravioleta, la radicación ionizante, y sustancias químicas (Wallace et al., 1987) como pueden ser humo de cigarrillo, el aire contaminado, y los gases radiactivos naturales (Ames 1983).

En condiciones metabólicas normales , existe un balance entre los eventos oxidativos (producción de ROS) y los sistemas de defensa (antioxidantes y/o atrapadores de radicales libres) manteniendo la homeostasis celular. Cuando este balance no se mantiene, ya sea por una pérdida o disminución del sistema protector o por el aumento en la producción de ROS, o por ambos eventos simultáneamente, se dice que el tejido está en un estado de estrés oxidativo (Fahn, 1992) Si se mantienen las células bajo estrés oxidativo, se puede tener como resultado severas disfunciones metabólicas. Recientemente se ha sugerido que el nivel intracelular de las especies reactivas de oxigeno, tienen un papel en la regulación de expresión de algunos genes (Roberfroid, 1995), y que la regulación del estado redox intracelular es un mecanismo de control versátil en las expresiones génicas y de transducción de señal, incluyendo aquellos que median la apoptosis (Arakaki et al, 1999).

TEORIA DEL ENVEJECIMIENTO CELULAR POR LOS RADICALES LIBRES

El envejecimiento

...