radicales libres y antioxidantes.ppt
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DR. RAMON R. VAZQUEZ LOPEZ
FACULTAD DE QUIMICA U.A.B.J.O --- CLINICA DE MEDICINA FAMILIAR
RADICALES LIBRES
Y
ANTI OXIDANTES
XXVI SEMANA DEL QUIMICO27 NOVIEMBRE 2013
¿ QUE ES UN RADICAL LIBRE?
DESDE EL PUNTO DE VISTA QUIMICO, UN RADICAL LIBRE ES CUALQUIER ESPECIE (ÁTOMO, MOLÉCULA O ÍON) QUE CONTENGA AL MENOS UN ELECTRON DESAPAREADO EN SU ORBITAL MAS EXTERNO, Y QUE SEA A SU VEZ CAPAZ DE EXISTIR EN FORMA INDEPENDIENTE (LIBRE).
EN ESAS CONDICIONES BUSCA A TODA COSTA OTRO ELECTRON CON QUIEN APAREARSE, LO QUE LO HACE EXTREMADAMENTE REACTIVO.
Radicales libres
• El organismo utiliza oxigeno en sus reacciones metabólicas.
• Algunas veces el oxigeno reacciona con algunos componentes del organismo y forma moleculas inestables llamadas radicales libres (especies reactivas del oxigeno = ERO).
ESPEC IES REACTIVAS DE OXIGENO Y NITROGENO
FORMACIÓN DE ERO
ESPECIES REACTIVAS DE OXIGENO (ERO)
FUENTES DE RADICALES LIBRESEN EL ORGANISMO (ENDOGENAS)
FUENTES DE RADICALES LIBRESEN EL ORGANISMO (ENDOGENAS)
Mitocondria (fuente principal). Retículo endoplásmico. Peroxisomas. Leucocitos. Enzima xantina deshidrogenasa.
Condicionesfisiológicas
Radicales libres Situacionespatológicas
Estrés oxidativo
Controlados por los`mecanismos defensivos
de las células- Metales pesado- Humo del tabaco
Drogas
- R.ultravioletas- Hiperoxia
-Dieta hipercalórica, insuf. en antioxidant.- Diabetes Mellitus-Ejercicio extenuante
Su producción se incrementa
sustancialmente
ESTRÉS OXIDATIVO• El estrés oxidativo es un estado de la célula en la cual se
encuentra alterada la homeostasis óxido-reducción intracelular, es decir el balance entre prooxidantes y antioxidantes. Este desbalance se produce a causa de una excesiva producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) y/o por deficiencia de los mecanismos celulares, conduciendo a daño celular.
Consecuencias en el organismo humano
Consecuencias en el organismo humano
Disregulación del crecimiento celular Inactivación de los mecanismos de defensas
inmunológicos.Pérdida o disminución de los procesos de
traducción de señales entre diversos sistemas biológicos.
EFECTOS DEL ESTRÉS OXIDATIVO
• Puede producir diversas enfermedades. Los radicales libres, principalmente del oxígeno, provocan daños en la membrana celular, por lo que la regulación de este estrés oxidativo es una importante influencia para recuperar la salud.
Se produce daño a diferentes niveles en la célula:• Atacan lípidos y proteínas membranales impidiendo realizar sus
funciones vitales (transporte de nutrientes, eliminación de deshechos, división celular…).
• El radical superóxido, O2, que se encuentra normalmente en el metabolismo provoca una reacción en cadena de la lipoperoxidación de los ácidos grasos de los fosfolípidos de la membrana.
• Atacan al DNA impidiendo la replicación celular y contribuyendo al envejecimiento celular.
AteroesclerosisDiabetes MellitusCáncerEnfermedades
respiratoriasEnfermedad
AlzheimerHepatopatías
Artritis ReumatoideaEnfermedad de la
MotoneuronaEnfermedades
inflamatorias crónicas del intestino.
Envejecimiento
Enfermedades asociadas a los ataques de radicales libres
Enfermedades asociadas a los ataques de radicales libres
Hiperhomocysteinemia
Diabetes
Hipercolesterolemia(oxidación de LDL)Hipertension
Tabaquismo
ATEROESCLEROSISATEROESCLEROSIS
DISFUNCION ENDOTELIALDISFUNCION ENDOTELIAL
.
NONO
Deficit estrogenico
Causas y Consecuencias de la Causas y Consecuencias de la Disfunción EndotelialDisfunción Endotelial
VASOESPASMOVASOESPASMOCoronario, cerebralCoronario, cerebral
EDADEDAD
DAÑO PORDAÑO PORREPERFUSIÓNREPERFUSIÓN
FALLA CARDIACAFALLA CARDIACA
DIABETESDIABETES
HIPERHOMO-HIPERHOMO-CISTEINEMIACISTEINEMIA
HIPERLIPIDEMIAHIPERLIPIDEMIA
FUMARFUMAR
REACCIÓN REACCIÓN INMUNEINMUNE
ENFERMEDAD ENFERMEDAD ARTERIALARTERIALPERIFERICAPERIFERICA
ENFERMEDAD ENFERMEDAD INFLAMATORIAINFLAMATORIA
TROMBOSISTROMBOSIS
ATEROESCLEROSISATEROESCLEROSISDEFICIENCIADEFICIENCIAESTROGENOSESTROGENOS
RE-OCLUSIÓNRE-OCLUSIÓN
INFARTOINFARTOENFERMEDAD CORONARIAENFERMEDAD CORONARIA
DisfunciónDisfunciónendotelialendotelial
ATEROGÉNESIS Y ANTIOXIDANTES
MAYOR CONSUMO DE HARINAY AZÚCARES REFINADOS
DÉFICIT DE FIBRA
MAYOR CONSUMO DE GRASA Y COLESTEROL
HIPERCOLESTEROLEMIA ATEROESCLEROSIS
ANTIOXIDANTES
Otros factores de riesgo exógeno:• Hipertensión• Tabaquismo• Diabetes Mellitus• Sedentarismo• Obesidad• Estrés
ANTIOXIDANTES
Propiedades biológicas de las LDL-Ox
Altera la estructura y función de las células endoteliales.
Aumenta la quimiotaxis. Promueve la proliferación de las células
musculares lisas. Es captada por las células espumosas más
rápida que la LDL no oxidada.
Carcinogénesis y antioxidantes.
CÉLULA NORMAL
INICIACIÓNcélula iniciada
PROMOCIÓNcélula premaligna
PROGRESIÓNcáncer
Reparacióndel DNA
Lesióndel DNA
Vitaminas Antioxidantes
Carotenoides
Furukawa et al, Furukawa et al, The Journal of Clinical Investigation The Journal of Clinical Investigation 114 (December) 2004114 (December) 2004
Aumento del estrés oxidativo en la obesidad y su impacto en el síndrome
metabolico.
PANORAMA DE LA SITUACION ACTUAL
• Cada año toneladas de contaminantes peligrosos son descargados en la atmósfera.
• Por lo anterior con cada respiración nos exponemos a una gran cantidad de sustancias tóxicas.
• Cada vez se asocian más enfermedades con los radicales libres.
• El consumo de grasas, azúcares y alimentos refinados cada vez es mayor.
• El consumo de alimentos frescos, frutas y vegetales es cada vez menor.
Causas de deficiencia en el sistema antioxidante de la
dieta Dieta no balanceada. Hábitos dietéticos inadecuados. Alto consumo de grasas y alimentos refinados,
procesados, enlatados y bajo consumo de frutas y vegetales.
Consumo de alimentos recalentados. Falta de una cultura alimentaria adecuada. Estilos de vida inadecuado.
¿QUE ES UN ANTIOXIDANTE?
CUALQUIER MOLÉCULA CAPAZ DE PREVENIR O RETARDAR LA OXIDACION (PÉRDIDA DE UNO Ó MÁS ELECTRONES) DE OTRAS MOLÉCULAS, GENERALMENTE SUSTRATOS BIOLÓGICOS COMO LOS LÍPIDOS, PROTEÍNAS O ÁCIDOS NUCLÉICOS.
Mecanismos anti oxidantes
Mecanismos anti oxidantes
• Preventivo. - Diversas proteínas con núcleos enlazados o
coordinados a metales (albúmina,metalotioneína y ceruloplasmina (cobre) ; ferritina, transferritina y mioglobina (hierro).
- Previenen la formación de ERO por encima de los niveles normales del organismo
Mecanismos antioxidantesMecanismos antioxidantes
• Reparador:
- Enzimas que reparan o eliminan las biomoléculas que han sido dañadas por el ataque de radicales libres:
• Superóxido dismutasa (SOD)• Glutatión peroxidasa (GP)• Glutatión reductasa• Catalasa
Mecanismos antioxidantesMecanismos antioxidantes
Secuestrador:
- Eliminación del exceso de radicales libres:
• estimulando enzimas como la SOD,GP,GR,Catalasa• presencia de entidades químicas con capacidad secuestradora de radicales libres como:
Tocoferol (VE) Betacaroteno (BC) Acido ascórbico (VC) Flavonoides
Metabolito antioxidante
SolubilidadConcentración en suero humano (μM)[
Concentración en tejido del hígado (μmol/kg)
Ácido ascórbico (vitamina C)
Agua 50 – 60 260
Glutatión Agua 325 – 650 6400
Carotenos Lípido
β-caroteno: 0,5 – 1 retinol
(vitamina A): 1 – 3
5 total de carotenoides
α-tocoferol (vitamina E)
Lípido 10 – 40 50
Ubiquinol (coenzima Q)
Lípido 5[ 200
ANTIOXIDANTES PRESENTES EN EL ORGANISMO
Clasificación de los Clasificación de los antioxidantesantioxidantes
EXOGENOS ENDOGENOS
-Vitamina E (VE) Glutatión
-Vitamina C (VC) Coenzima Q COFACTOR
-Betacaroteno (BC) Acido tióctico Cobre
-Flavonoides ENZIMAS Zinc
- Licopeno Superóxidodismutasa
Manganeso
Catalasa Hierro
Glutation peroxidasa Selenio
El glutatión (GSH)1 es un tripéptido no proteínico, sintetizado a partir de cisteína, ac. glutámico y glicina. Contiene un enlace péptidico entre el grupo amino de la cisteína y el grupo carboxilo del glutamato. El glutatión, es un antioxidante, ayuda a proteger las células de especies reactivas de oxígeno (radicales libres y los peróxidos).
Los grupos tiol se mantienen en estado reducido, reduce cualquier enlace disulfuro formado dentro de proteínas, al actuar como donante de electrones. La enzima que lo vuelve a su forma oxidada, la glutatión reductasa, es constitutivamente activa e inducible al estrés oxidativo.
SOD (Super Oxido Dismutasa)
• Es una enzima antioxidante natural de nuestro organismo, se encuentra en los glóbulos rojos. Existen tres tipos : SOD1 en el citoplasma celular, SOD2 en las mitocondrias y SOD3 en el líquido extra celular.
•Requiere del Cu, Mg, Zn y Se.
•Realiza la descomposición del superoxido (O2 ) en peroxido de Hidrógeno (H2 O2), de esta manera el organismo consigue disminuir los efectos oxidantes del oxígeno ya que el superóxido es el radical libre más potente y el que resulta más dañino para las células, mientras que los efectos del peróxido de hidrógeno son menores.
Sistema antioxidante de los alimentosSistema antioxidante de los alimentos
La vitamina E, el beta caroteno y el licopeno actúan en el medio liposoluble de la célula y su absorción y transporte se halla muy vinculado con el de los lípidos .
El más importante protector de las moléculas lipídicas (cada molécula de VE es capaz de proteger 500 moléculas de fosfolípidos).
Detener las reacciones en cadena (peroxidación lipídica) que terminan destruyendo las membranas celulares.
VITAMINA E
Acción esencialmente antioxidante. La baja ingestión incrementa el riesgo de enfermedades
cardiovasculares. Fuentes dietéticas : Animal: mantequilla,huevo entero.
Vegetal : aceite de soja, maíz, maní, girasol, arroz integral. Guisantes (chícharos y lentejas). Frutos secos (almendra, avellana). Hortalizas y verduras.
VITAMINA E
Neutraliza 02
CapturaHO•
CapturaO• 2 -
NeutralizaH2O2
PREVIENE LA OXIDACION DE LASLDL E IMPIDE LA ATEROSCLEROSIS
VITAMINA E
Estabilización de las membranas, las protege de la peroxidación lipídica.
Actúa sinérgicamente con otros sistemas enzimáticos: glutatión peroxidasa, catalasa y superóxido dismutasa.
El ácido ascórbico y el glutatión reducido pueden regenerar tocoferol.
Interviene en la agregación plaquetaria. El tocoferol es uno de los más potente antioxidantes
lipídicos y de la circulación sanguínea.
VITAMINA C
Neutraliza el oxígeno singlete. Captura radicales hidroxilos. Captura aniones superóxidos. En fase hídrica regenera la vitamina “E” en fase
lipídica.
VITAMINA C
• La oxidación del ácido ascórbico es acelerada por la presencia de cobre.
• Fuente dietética:
• Frutas crudas y frescas: guayaba, mango, piña y cítricos
Vegetales: pimientos, tomates, perejil, col, acelga, papa. Animales: hígado, riñón, leche, carnes. Como vitamina hidrosoluble se considera que es el
antioxidante más importante del líquido extracelular.
RADICALLIPÍDICO
HIDROPERÓXIDOLIPÍDICO (LOOH)
-TOCOFEROL(VITAMINA E)
RADICAL-TOCOFERILO.
RADICALASCÓRBICO
L-AC ASCÓRBICO(VITAMINA C)
NADPH2
NADP
INTERRELACION VITAMINICA
CAROTENOIDES
CAROTENOIDES
CAROTENOS
PROVITAMÍNICOS
NO PROVITAMÍNICOS
CAROTENO CAROTENOγ CAROTENO
LICOPENOFITOENOFITOFLUENO
XANTOFILAS
PROVITAMÍNICOS: CRIPTOXANTINA
NO PROVITAMÍNICOSLUTEÍNAZEAXANTINACANTAXANTINAEQUINENONA
CAROTENOIDES CON ACCIÓN ANTIOXIDANTE
• Caroteno: posee una intensa acción antioxidante.
• Caroteno: tiene una actividad provitamínica más débil.
• Ciproxantina: posee actividad provitamínica (frutos cítricos).
• Luteína: potente antioxidante, no posee actividad provitamínica (hojas de los vegetales verdes).
• Licopeno: Posee actividad antioxidante pero no provitamínica (tomate)
BETACAROTENOS
Neutraliza el oxígeno singlete
Niveles altos en el organismo, se asocian con disminución del riesgo de cáncer y enfermedades cardiovasculares
Fuentes dietéticas : Vegetales de hojas verdes, verduras y frutas amarillas : zanahorias, espinaca, lechuga, Mango, Calabaza, etc.
Rol de los Oligoelementos(Cu, Zn, Mn,Se)
Forman parte del núcleo activo de los antioxidantes. SOD: necesita Cu*, Zn, Mn para evitar la
formación del HO • El Se constituye el núcleo activo de la gutatión
peroxidasa. El Fe* forma el núcleo activo de las catalasa
Fuente dietética: carne de cerdo, res,huevo, pescado,mariscos, leche. vísceras
• El término se introdujo para sustituirlo por el de vitamina P. No son esenciales en la alimentación del ser humano.
• Pseudovitamina .
• Aumentan la actividad antioxidante total, quelantes de iones metálicos (Fe ++, Cu ++).
• Inhiben la oxidación de las LDL.
• Capturan radicales libres.
• Bebidas (jugos de frutas, té, café, cebolla, ajo, aceituna, vino tinto) constituyen una fuente rica de flavonoides y otros compuestos fenólicos.
BIOFLAVONOIDES
Prevención primaria : Dislipidemia Diabetes Obesidad Sedentarismo y estrés Menopausia
*
Prevención secundaria : Angina de pecho Patología vascular
periférica Episodios de isquemia
cerebral transitoria Antecedentes de Infarto Catarata Displasia mamaria
Indicaciones de los antioxidantes
ANTIOXIDANTES DE LA DIETA ¿ Dónde nos encontramos
PLANTAS CON PROPIEDADES PLANTAS CON PROPIEDADES ANTIOXIDANTESANTIOXIDANTES
Camelia sinensis, Té verde
Vitis vinifera, Hollejo, jugo, semilla de uva hoja de la parra
Daucus carota Zanahoria
Mangifera indica, corteza
Pycnogenol, Pinus Pinaster
PLANTAS CON PLANTAS CON PROPIEDADES PROPIEDADES ANTIOXIDANTESANTIOXIDANTES
Panax ginseng, ginseng rojoGinsenósidos
Citrus aurantium Fruta, Hoja de Naranjo, Sinefrina
Espinacas Luteina
Tomate, Licopeno
Ginkgo biloba
Quercetina
Kaempferol
Isorhamnetin
Inactiva radicales libres y EROSAntagoniza al PAFAntagoniza la estimulación de PKC por óxido nítrico (NO) (toxicidad)
Incrementa el consumo de glucosaMejora capacidad de utilización del oxígeno
Recomendaciones
Ejercicio regular no extenuante
Supresión del tabaco Evitar las dietas
hipercalóricas e hiperproteícas
Incorporar en cada comida vegetales.
Aumentar la ingestas de frutas frescas.
Evitar el estrés Suplementación con
antioxidantes y oligoelementos
CONCLUSIONES Los RL emergieron de un interés puramente químico a
asumir un papel central en la biología, medicina y nutrición.
Los radicales libres circulan por el organismo y tienen acceso a todos los órganos y tejidos por lo que constituyen un peligro potencial.
Las reservas antioxidantes del organismo contribuyen a mantener este equilibrio si se altera es recomendable acudir a la suplementación.
Los antioxidantes exógenos actúan como moléculas suicidas oxidándose al neutralizar un RL, requiriéndose una continua reposición a través de los nutrientes.
La ingestión de frutas y vegetales frescos en la dieta diaria es una de las mejores formas de prevenir la aparición de radicales libres .
La dieta balanceada puede cambiar nuestro destino y prolongar la vida, EL FAMOSO ELIXIR DE LA INMORTALIDAD.
•baja en grasas saturadas;
•alta en grasas monoinsaturadas;
•balanceada en ácidos grasos poliinsaturados (omega-6 y omega-3);
•baja en proteína animal;
•rica en antioxidantes: vitaminas y polifenoles;
•rica en fibra.
Características Comunes de las Dietas Mediterráneas
Frutas y verduras en abundante cantidad
Alimentos frescos minimamente procesados
Aceite de oliva y vegetal comoprincipal fuente de grasa
Cereales integrales, principalmente,pan y pastas, a diario
Legumbres, semillas, nuecesy frutos secos, diariamente
Productos lácteos, principalmentefermentados, yogurt y quesos, consumidos diariamente en forma moderada
Huevos: 1-4 por semana
Uso habitual de especias y condimentos variados como limón, vinagre, ajo, hierbas aromáticas, orégano, etc.
Vino tinto: consumo moderado (1-2 copas día) y en forma regular, principalmente con las comidas
Carnes rojas grasas: consumo en pequeñacantidad o algunas veces al mes
Ave: consumo moderado(2-4 veces por semana)
Pescado: consumo moderado(2-4 veces por semana)
G R A C I A S
P O R
S U A T E N C I O N