Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance,




descargar 122.95 Kb.
títuloResumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance,
página1/3
fecha de publicación07.03.2016
tamaño122.95 Kb.
tipoResumen
b.se-todo.com > Biología > Resumen
  1   2   3



UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES IZTACALA

______________________________________________________________

Radicales libres de oxigeno, daños en el organismo, mecanismos de defensa.
Articulo de revisión

Gonzáles Solís Jessica Mariela, Martínez Martínez Daniel Alberto,

Olivares Hernández Eduardo, Vanegas Moreno José Ismael,

Velázquez Salazar Samuel, Viornery Portillo Irais Stephanie.
METODOLOGÍA CIENTÍFICA III
México, 05 de Enero de 2009.
RESUMEN
Los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, como los son, lípidos, proteínas, DNA, entre otros, causando estrés oxidativo a nivel celular. Debido al gran daño celular que estos provocan y las repercusiones que esto tiene en el organismo actualmente se realizan muchas investigaciones sobre el tema, así como también se han elaborado teorías e hipótesis que hacen suponer que la producción de radicales libres esta directamente relacionada con el grado de envejecimiento que pudiera presentar el organismo. La presente investigación tiene como finalidad el análisis de los mecanismos de oxidación de los Radicales libres de oxigeno, el análisis de las repercusiones que esto tiene en el organismo, y los mecanismos antioxidantes que han sido desarrollados para contrarrestarlos.

Palabras clave: Envejecimiento, Oxidación, Estrés oxidativo, Antioxidantes.
ABSTRACT
The Free radicals are the inevitable result of the metabolism of aerobic organisms, these molecules are able to oxidize any type of macromolecules within their reach, as are, lipids, proteins, DNA, among others, causing oxidative stress at the cellular level. Due to the large cellular damage that they cause and the impact this has on the body currently carried out much research on the subject, and also has developed theories and hypotheses suggesting that the production of free radicals is directly related to the degree aging which could present the agency. The current investigation is aimed at analyzing the mechanisms of oxidation of free radicals, as well as the analysis of the impact this has on the body.


Key words: Aging, Oxidation, Oxidative stress, Antioxidants.
INTRODUCCIÓN
En el presente artículo se realiza un estudio sobre el estrés oxidativo. En el se describe el origen de los radicales libres de oxigeno, las repercusiones que estos pueden llegar a generar, y los mecanismos de que disponen los organismos vivos para defenderse de ellos; los radicales libres son de gran peligro y provocan la alteración de cualquier molécula cercana a ellos (Battilana).
Los radicales libres son moléculas o especies químicas que contienen uno o más electrones desapareados en su capa de valencia. (Borras, B. 2003), la presencia de estos electrones desapareados les da como característica una gran reactividad que proporcionalmente se vera reflejado en la vida media que estos presenten, el cual ira en el orden de milisegundos.
Debido a que los organismos aerobios se desarrollan en presencia de oxigeno están expuestos a la generación de especies reactivas de oxigeno (EROs). Estos son los responsables causar el daño oxidativo a todo tipo de biomoléculas como el DNA, lípidos, carbohidratos y proteínas. (Sies, H. 1986). Ocasionando daños en el organismo como el envejecimiento y factores importantes en el origen de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer (EA) y Parkinson (EP).

La idea de que los radicales libres de origen mitocondrial son una de las principales causas del envejecimiento es una teoría que hoy en día tiene gran apoyo científico. (Barja, G. 2004). El envejecimiento tiene como características: que es progresivo, universal y endógeno, esto significa que ocurre a lo largo de toda la vida del individuo, con una intensidad constante.

Además de esta teoría existen otras con gran apoyo científico como la teoría del acortamiento de los telomeros que debido a una deficiencia en la enzima telomerasa estos no podrán regenerase por completo, lo que traerá como consecuencia un acortamiento constante después de cada división celular, debido a esto se impedirán nuevas divisiones celulares, que se traduciría en envejecimiento celular. En comparación con la teoría del acortamiento de los telomeros, la importancia de la teoría del envejecimiento provocado por las especies reactivas de oxígeno de origen mitocondrial es que encaja perfectamente con las tres características del envejecimiento, ya que las mitocondrias son una fuente endógena de radicales libres, y todas las células de los órganos vitales producen estas moléculas de forma continua en sus mitocondrias.
El carácter endógeno explica no solo porqué las distintas especies animales envejecen a velocidades diferentes aunque vivan en el mismo ambiente, sino también el por que de la diferencia entre las longevidades de machos y hembras de las diferentes especies (Borras B. 2003). Esto indica que la velocidad de este proceso post-madurativo esta determinado fundamentalmente por sus genes, no por el medio ambiente (Harman, D. y Barger, L. 2003)

RADICALES LIBRES DE OXÍGENO Y SU ORIGEN EN LA CADENA RESPIRATORIA
Las reacciones por parte de los radicales libres de oxigeno son muy abundantes en los sistemas vivos aerobios, una explicación razonable sobre la presencia de esta clase de reacciones químicas surge de los estudios sobre el origen y evolución de la vida. (Harman, 2001).
La atmósfera de nuestro planeta se comenzó a transformar de reductora (rica en hidrógeno) a oxidante (rica en oxígeno) hasta hace unos 2500 millones de años, esto debido a la actividad fotosintética de microalgas fotoautótrofas. Como medio de obtención de energía, las algas fotoautótrofas oxidan el agua por acción del fotosistema dos (PSII), con un desprendimiento de O2, la acumulación de la molécula O2 fue un factor de presión evolutiva ya que la mayoría de los órganos eran fotosintéticos y no estaban adaptados a una presencia de oxígeno, por lo que muchas de ellas desaparecieron. Algunas bacterias primitivas fueron capaces de ocupar el O2 a su beneficio, ocupándolo como ultimo aceptor de electrones en la fosforilación oxidativa para la formación de agua; según la teoría endosimbiótica de Lynn Margulis, dos células primitivas, una de ellas probablemente la mitocondria que utiliza el O2 para la síntesis de ATP, se asociaron dando como lugar a una célula eucarionte. (Alberts, 1999)

La mitocondria es un organelo presente en las células eucariontes, de tamaño variable entre 0.5 y 1 µm de diámetro y hasta 7 µm longitudinalmente, posee dos membranas, una externa y una interna, posee una matriz en donde se encuentran principalmente las enzimas del ciclo de Krebs (excepto el complejo succinato deshidrogenasa ya que está enclavado en la membrana interna), la piruvato deshidrogenasa y la mayor parte de las enzimas de la oxidación de ácidos grasos. Se le considera la central energética de la célula ya que en ella se lleva a cabo la síntesis de la mayor parte del ATP necesario para los procesos celulares, esto mediante la fosforilación oxidativa. (Alberts, 1999)

De Igual manera la mayor cantidad de radicales libres se generan en la mitocondria, de hecho el 2% del oxígeno utilizado por mamíferos no se emplea para formar agua sino que deriva hacia la formación de estas especies reactivas (Battilana). La producción de EROS Diaria es de 3 x 107 O2/mitocondria/día, por consiguiente, al ser las mitocondrias la fuente intracelular más importante de los radicales libres, el DNA mitocondrial (mDNA) se encuentra más expuesto que el DNA nuclear a sufrir lesiones oxidativas, que conducen a deleciones de su propio material genético debido a que carece de histonas y poliaminas que puedan protegerlo y a que su capacidad de reparación es mínima.

La fosforilación oxidativa es el proceso mediante el cual a partir de FADH Y NADH2 se forma un gradiente electroquímico de protones, esto con el fin de la síntesis de ATP por la ATPsintasa. Para que el FADH y el NADH2 sean oxidados, es necesaria la actividad de una serie de complejos llamados acarreadores de electrones (todos ellos enclavados en la membrana interna de la mitocondria) que tiene como ultimo aceptor al oxígeno para reducirlo y formar agua, esta reacción tiene lugar en el complejo IV, también llamado Citocromo c oxidasa, ahí se lleva a cabo la siguiente reacción:
½ O2 + 2H+  H2O. (Alberts, 1999)
La molécula de O2 es de peculiar interés ya que es considerada un birradical libre. Un radical libre, es una molécula o un único átomo que posee un electrón desapareado, que se marca convencionalmente por un punto oscuro”·”. Los electrones desapareados aumentan la reactividad química de dicha molécula. El O2 es considerado un birradical libre ya que el oxígeno presenta una valencia de 2 y en su estado molecular solo se encuentra compartiendo un electrón por cada oxígeno presente, por lo que le es necesario obtener dos más para estabilizarse. (Cascales 1999).
En el complejo III de la cadena respiratoria mitocondrial se originan radicales libres durante el transporte electrónico. Aquí ocurre una autooxidación no-enzimática de la ubisemiquinona (UQH·), el intermediario del complejo I y II al III en la cadena respiratoria mitocondrial, como la fuente principal del radical superóxido, como lo muestra la siguiente reacción:

UQH· + O2  O2- + UQ + H+



Fig. 1 La ubisemiquinona le dona un electrón a la molécula de oxígeno, quedando como ubiquinona. (Hicks, R. 2001).

En el complejo IV también hay formación de radicales libres de oxígeno. Como anteriormente se reviso, la Citocromo c oxidasa lleva a cabo la reacción de reducción del oxígeno para la formación de agua con media molécula de oxígeno, es decir, medio oxígeno, por lo que el otro oxígeno puede llegar a formar superóxido y este, dar lugar a otros radicales libres.

Clases de Radicales Libres derivados de oxigeno.

Anión superóxido (O2·).

Es considerado el radical madre y se trata de un especie relativamente poco reactiva, pero potencialmente tóxica, ya que puede iniciar reacciones que den lugar a otros radicales libres como lo es el peróxilo (HO2·) que a su vez si es muy reactivo ya que se caracteriza por oxidar grasas principalmente. (Aranda, 2003)
H+ + O2 + e-  HO2·  O2·- + H+
Peróxido de hidrógeno (H2 O2).

El peróxido de hidrógeno no es un radical libre, pero se debe tener en cuenta por su facilidad para difundir a través de las membranas y por acción enzimática formar otros radicales libres. En los medios biológicos se forma por dos vías:

1. Tras la reducción directa del oxígeno por dos electrones, (Cabrera, 2004)

O2 + 2e- + 2H+  H2 O2
2. Por la dismutación del ión superóxido.

2O2·- + 2H+  H2 O2 + O2
Radical hidroxilo (·OH).

Es la especie más reactiva, con una vida media estimada de alrededor de 10-9 segundos (Bohinski, 1991). Su alta reactividad hace que su acción química quede reducida en los lugares más próximos a su formación. Principalmente daña el DNA mitocondrial, a nivel biológico, el proceso de formación del radical hidroxilo más importante es la reacción de Fenton.
H2 O2 + Fe2+  Fe3+ + ·OH + OH-
También a partir de agua oxigenada y del radical superóxido puede formarse el radical hidroxilo, por la reacción de Haber-Weiss :
H2 O2 + O2-·  O2 + OH- + ·OH
Esta reacción es catalizada por metales como el hierro o el cobre.
Oxígeno singlete (1O2).
Es una forma excitada del oxígeno molecular. Su vida media es alrededor de 10-6 segundos. Puede interaccionar con otras moléculas transfiriéndoles su energía de excitación ó combinándose químicamente con ellas. Puede formarse en la oxidación del NADPH en los microsomas. Se forma in vivo por acción de la luz sobre las moléculas de oxígeno. (Aranda, 2003)
Los hidróxilos libres alcanzan a dañar la membrana mitocondrial lipídica muy rápidamente y al mDNA causándole mutaciones en las cadenas. El superóxido libre daña la membrana de la mitocondria y retarda el proceso oxidativo de respiración mitocondrial, ambos fenómenos ocasionan el envejecimiento mitocondrial y con ello, una deficiencia en la síntesis de ATP que culmina con un funcionamiento inadecuado del metabolismo. (Cascales 1999)



Fig. 2 Los tres subproductos de la reducción del oxígeno en la cadena respiratoria mitocondrial (Cascales 1999).



Fig. 3 Formación de especies reactivas de oxígeno por adición de electrones y protones al oxígeno molecular (Cascales 1999).

SISTEMAS DE DEFENSA CELULAR

La homeostasis es un proceso vital debido a que regula el metabolismo celular debido a que la vida de la célula depende de este proceso para controlar sus funciones, mantenerse sana y con vida. En nuestro organismo las células continuamente están siendo agredidas por agentes exógenos y endógenos, para poder defenderse han desarrollado sistemas enzimáticos que regulan los efectos de los agentes externos, las alteraciones del medio celular interno y preservan la actividad de la célula.
Las células se defienden de los radicales libres por medio de mecanismos antioxidantes. Cuando la capacidad de defensa se ve superada por las agresiones oxidantes se da una situación denominada “estrés oxidativo”, que en mayor o menor grado, puede llegar a producir lesiones celulares reversibles o irreversibles (Barja, 2005).

Como ya se menciono con anterioridad la célula evoluciona y se adapta para vivir más y tener un buen funcionamiento, por lo tanto también a desarrollado adaptaciones o líneas de defensa contra el estrés oxidativo, principalmente se presentan dos líneas.

La primera implica sistemas enzimáticos antioxidantes los cuales previenen la lesión. La segunda línea consiste en enzimas reparadoras que eliminan el daño causado por oxidación.
Antioxidantes:
Un antioxidante se puede definir como un compuesto que protege a los sistemas biológicos frente a los efectos potencialmente perjudiciales de procesos o reacciones que causan excesivas oxidaciones. (Cascales 1999)

Podemos clasificarlos en endógenos y exógenos:

Los antioxidantes endógenos son mecanismos enzimáticos del organismo tales como la superóxido dismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa, glutatión y la coenzima Q. Algunas enzimas necesitan cofactores metálicos como selenio, cobre, zinc y magnesio para poder realizar el mecanismo de protección celular.

Los antioxidantes exógenos son introducidos por la dieta y se depositan en las membranas celulares impidiendo la lipoperoxidación, como las vitaminas E, C y el caroteno.

También podemos hacer una clasificación de antioxidantes en sistemas enzimáticos y no enzimáticos:


Sistemas enzimáticos

No enzimáticos

Superóxido dismutasa (SOD)

Glutatión reducido (GSH)

Catalasa (CAT)

Vitamina E

Glutatión Peroxidasa (GPX)

Vitamina C

Glutatión Reductasa (GR)

Carotenoides

Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PDH)

Ubiquinol




Proteínas que se unen a metales




Flavonoides
  1   2   3

similar:

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconLos anfibios son animales vertebrados de vida acuática, pero también...

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconSon sustancias capaces de modificar alguna función de los seres vivos....

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconEl adn es una macromolécula, es decir, una gran molécula conformada...

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconSon grandes moléculas (polímeros) constituidas por la unión de monómeros,...

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconLos lípidos son compuestos orgánicos que contienen ácidos grasos...

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, icon¿Cuándo hay que inquietarse ante un retraso puberal en la niña? ¿Cuáles...
«general» o endocrina. El retraso puberal simple es un diagnóstico de eliminación. Es raro en la niña

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconLos radicales libres

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconResumen los sistemas del tipo erp se han vuelto populares para controlar...

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconYa son 50 los bebés libres de enfermedades hereditarias nacidos gracias a IVI bilbao

Resumen los Radicales libres son resultado inevitable del metabolismo de los organismos aeróbicos, estas moléculas son capaces de oxidar cualquier tipo de macromoléculas a su alcance, iconLos animales son organismos heterótrofos multicelulares y su modo...




Todos los derechos reservados. Copyright © 2019
contactos
b.se-todo.com