Analizan los Efectos de los Antioxidantes Nutricionales

• AUTOR : Rathore G, Suthar M, Pareek A, Gupta R
• TITULO ORIGINAL : Nutritional Antioxidants: A Battle for Better Health
• CITA : Journal of Natural Pharmaceuticals 2(1):2-14, Ene 2011
• MICRO : En esta reseña se analizan los antioxidantes nutricionales, su mecanismo de acción y su papel en diversas enfermedades.

Introducción

Se denominan «antioxidantes» a las sustancias que, en bajas concentraciones, inhiben o retrasan significativamente el estrés oxidativo. En cualquier sistema biológico, debe mantenerse el equilibrio entre la formación de especies reactivas de oxígeno (ERO) y especies reactivas de nitrógeno (ERN) y su remoción. Ambas especies reactivas son consecuencia de las funciones orgánicas normales; así como del aumento del estrés oxidativo. Al respecto, el superóxido es la fuente más importante de radicales in vivo y se produce en las mitocondrias durante la cadena de transferencia de electrones. El organismo se protege de la toxicidad de ambas especies reactivas por los antioxidantes endógenos y exógenos. Los antioxidantes, de alto y bajo peso molecular, pueden diferir en su composición, sus propiedades físicas y químicas y su mecanismo y sitio de acción. Pueden ser enzimas, proteínas de alto peso molecular y antioxidantes de bajo peso molecular. Las enzimas, como la superóxido dismutasa, la catalasa y la glutatión peroxidasa (GP) disminuyen la generación de ERO, mediante la remoción de los oxidantes potenciales o por la transformación de ERO/ERN en compuestos relativamente normales. La GP reduce los peróxidos lipídicos formados por la oxidación de ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) a moléculas estables, no tóxicas, de hidroxil ácidos grasos. Las proteínas de alto peso molecular, como la albúmina, ceruloplasmina, transferrina y haptoglobina, se unen a los metales con actividad redox y limitan la producción de radicales libres catalizados por los metales. La albúmina y la ceruloplasmina se unen a los iones de cobre y la transferrina al hierro libre; mientras que la haptoglobina se une a las proteínas que contienen hemo. Los antioxidantes de bajo peso molecular se dividen en solubles en lípidos (alfa-tocoferol, carotenoides, quinonas, bilirrubina y algunos polifenoles) y en solubles en agua (ácido ascórbico, ácido úrico y algunos polifenoles). En esta reseña se analizan los antioxidantes nutricionales, su mecanismo de acción y su papel en diversas enfermedades.

Antioxidantes nutricionales

Entre los antioxidantes solubles en lípidos, de bajo peso molecular, el grupo más importante es el de los alfa tocoferoles (alfa tocoferol y vitamina E). La lipoproteína de baja densidad (LDL) consiste en 6 moléculas de alfa tocoferol por partícula de LDL junto con ubiquinol, beta carotenos y licopenos. La función antioxidante de los carotenoides en los mamíferos no se ha dilucidado y los estudios clínicos mostraron hallazgos contradictorios.

Los principales antioxidantes de bajo peso molecular solubles en agua en el plasma humano son la vitamina C y el ácido úrico. La vitamina C actúa como un potente antioxidante en el plasma y tiene un efecto sinérgico con otros antioxidantes; mientras que el ácido úrico presenta gran actividad contra las ERO en la fase acuosa. Tanto los alfa tocoferoles como el ubiquinol son metabolitos secundarios de los grupos fenol y polifenol.

La actividad antioxidante in vivo de los fenoles depende de su biodisponibilidad, la cual a su vez depende de diversos factores, como de su liberación de la matriz alimentaria en el intestino, de su estabilidad en la flora intestinal, de las modificaciones en el intestino (glucosilación), la absorción a través de la pared intestinal, la estabilidad en el hígado y la accesibilidad al sitio blanco.

La absorción de los polifenoles depende, principalmente, de los factores relacionados con su estructura básica, como el grado de glucosilación, su tamaño molecular y su nivel de conjugación con otros polifenoles. Los flavonoides tienen predisposición a la degradación por los microorganismos intestinales y solo un pequeño porcentaje de los flavonoides digeridos alcanzan el torrente sanguíneo.

Mecanismo de acción y medición de la actividad antioxidante

Se propusieron 2 mecanismos de acción principales para los antioxidantes. En el primero, los antioxidantes donan un electrón al radical libre (antioxidantes primarios). En el segundo, se involucra la remoción de los iniciadores de ERO/ERN (antioxidantes secundarios). Los antioxidantes primarios son compuestos capaces de donar un átomo de hidrógeno rápidamente a un radical lipídico, con la consiguiente formación de un nuevo radical más estable que el inicial. Los AGPI pueden sufrir peroxidación lipídica, proceso que puede interrumpirse con los antioxidantes por la donación de electrones. Son antioxidantes primarios los flavonoides, el alfa tocoferol y el ácido ascórbico.

Los antioxidantes secundarios pueden retrasar la tasa de reacción de formación de radicales mediante la eliminación de los iniciadores. Este proceso se logra mediante la desactivación de las especies de alta energía (oxígeno atómico), la absorción de luz ultravioleta, la depuración del oxígeno y la consiguiente reducción de su concentración, las quelaciones de los metales que catalizan la formación de radicales libres o la inhibición de las peroxidasas. Los antioxidantes también pueden facilitar la actividad antioxidante de otros compuestos (co-antioxidantes). Además, los antioxidantes pueden influir directa o indirectamente sobre la expresión tisular de los genes.

Los factores que influyen sobre la eficacia de un antioxidante in vivo son complejos y deben tenerse en cuenta su biodisponibilidad, sitio de acción, tipo de ERO con el cual reacciona el antioxidante, perfil farmacocinético, estabilidad, toxicidad y posibles efectos sinérgicos con otros compuestos. Es importante tener en cuenta estas limitaciones cuando se extrapolan los efectos inhibitorios in vitro de los antioxidantes a las acciones in vivo. Los métodos para evaluar la actividad antioxidante de una muestra pueden dividirse en 2 categorías principales: la medición de su capacidad para donar electrones (o un átomo de hidrógeno) a una ERO específica o a cualquier aceptor de electrones y la determinación de su capacidad para remover cualquier foco de formación oxidativa como la inhibición enzimática, la quelación de los iones metálicos de transición y la absorción de la radiación ultravioleta. La función antioxidante en los sistemas biológicos es mucho más complicada que el proceso de remoción de los radicales libres. Los antioxidantes pueden influir sobre el sistema biológico por medio de la supresión de la formación de ERO y ERN, al afectar las actividades enzimáticas, por la inducción de la biosíntesis de otras enzimas de defensa, por la preservación de la actividad del óxido nítrico o por el secuestro de los iones metálicos de transición. Algunos antioxidantes tienen más de un mecanismo de acción en los sistemas biológicos.

Papel de los antioxidantes en diversas enfermedades

Estrés oxidativo

Las ERO y ERN son intermediarios endógenos que se producen constantemente en el cuerpo y son partes esenciales de sus funciones. Son componentes de la cascada de señalización involucrada en las funciones celulares, como la proliferación, inflamación y adhesión. La ruptura del equilibrio entre el estado celular de óxido/reducción hacia un mayor estrés oxidativo produce manifestaciones patológicas. El aumento del estrés oxidativo puede provocar la oxidación de los lípidos y las proteínas, con cambios en su estructura y funciones. Las ERO/ERN pueden producir daño en el ADN que se asocia con la aparición de cáncer, enfermedad cardiovascular, cataratas, trastornos neurológicos y enfermedad pulmonar. El envejecimiento es consecuencia de la exposición orgánica constante a las ERO/ERN, con daño acumulativo junto con una disminución gradual de la capacidad de reparación y aumento de los cambios degenerativos en los órganos. Los antioxidantes nutricionales podrían mantener el equilibrio de óxido/reducción necesario dentro del órgano.

Aterosclerosis

La aterosclerosis es una enfermedad multifactorial, con diversos factores implicados además de la susceptibilidad genética. Las hipótesis principales sobre el inicio de la aterosclerosis comprenden la lesión endotelial y la infiltración lipídica. La retención de lipoproteínas en la pared arterial y la oxidación de las lipoproteínas son las dos teorías principales sobre la patogénesis de la aterosclerosis. Sin embargo y, a pesar de las diversas investigaciones sobre las LDL oxidadas y la aterosclerosis, el papel causal de ellas en la aterogénesis es controvertido. La aterogenicidad de las LDL oxidadas está avalada por estudios in vitro e in vivo. Hay pruebas que indican que las LDL oxidadas son más aterogénicas que las LDL nativas, ya que tienen efectos sobre la secreción de sustancias potentes por las células de la pared arterial y su citotoxicidad en las células endoteliales y del músculo liso. Las LDL oxidadas pueden provocar la liberación de interleuquinas por los macrófagos, apolipoproteína E y proteasas y factores de crecimiento y citoquinas por las células del músculo liso. La citotoxicidad de las LDL oxidadas en las células endoteliales puede producir cambios funcionales celulares que favorecen la penetración de monocitos y LDL en el espacio subendotelial, con la aceleración en la formación de las lesiones ateroscleróticas. A diferencia de las LDL nativas, las LDL oxidadas son quimiotácticas para los monocitos. El papel de los antioxidantes alimentarios en la aparición de aterosclerosis en los seres humanos es controvertido. El suplemento con alfa tocoferol demostró disminuir el riesgo de enfermedad cardíaca isquémica y los niveles plasmáticos de vitamina E se correlacionaron negativamente con ese riesgo. No obstante, otra investigación no encontró un efecto protector del alfa tocoferol sobre la enfermedad cardiovascular. Si bien el estrés oxidativo acelera la aterosclerosis bajo ciertas circunstancias, las ERO pueden cumplir importantes funciones biológicas beneficiosas. Las ERO pueden dañar los tejidos celulares, pero la presencia de ciertas ERO en sitios específicos es esencial para la función apropiada de algunos sistemas como la expresión genética.

Cáncer

Las ERO/ERN como el anión superóxido, el peróxido de hidrógeno, el radical oxhidrilo y el óxido de nitrógeno, así como sus metabolitos biológicos, pueden cumplir un papel importante en la carcinogénesis. Las ERO inducen daño en el ADN. Los antioxidantes fenólicos ejercen actividad anticarcinogénica, probablemente por la inducción de las enzimas de detoxificación de fase II. Los antioxidantes pueden disminuir la carcinogénesis inducida por el estrés oxidativo mediante el efecto directo de la depuración de las ERO y por la inhibición de la proliferación celular secundaria a la inhibición de la fosforilación de proteínas. El consumo de ácido ascórbico (vitamina C) se asoció inversamente con todos los subtipos de cáncer gástrico de modo dependiente de la dosis, con una reducción en el riesgo de un 40% a un 60%. Los betacarotenos también demostraron reducir el riesgo de cáncer, especialmente los cánceres intestinales; mientras que el alfa tocoferol tiene efectos menos definitivos. No hay pruebas de una interacción entre el alfa tocoferol y los betacarotenos en la incidencia de cáncer pulmonar. Se informaron menos casos de cáncer de próstata en las personas tratadas con alfa tocoferol, sin efectos de los betacarotenos. El licopeno del tomate demostró disminuir los casos de cáncer de próstata y pulmón. Las personas con una gran ingesta de frutas y vegetales tienen un riesgo inferior de cáncer, aunque la administración de los compuestos puros mostró efectos menos concluyentes. En un estudio en aproximadamente 40 000 mujeres de 45 años o más, el suplemento con betacarotenos por 2 años no mostró diferencias estadísticamente significativas en la incidencia de cáncer.

Especialidad: Bibliografía - Clínica Médica