33 Teorico 33 Antioxidantes Dr Fraga

Radicales libres (“especies reactivas”) en sistemas
biológicos

FISICOQUIMICA 2014
Clase Teórica 33
7 de Noviembre

En los sistemas biológicos aeróbicos hay una producción
continua de radicales libres (RL); en su mayoría son especies
oxidantes.
Los principales RL que se forman en los sistemas biológicos son
aquellos en los que su electrón desapareado se localiza sobre el
átomo de oxígeno.Antioxidantes en sistemas biológicos

Esto se debe a la particular distribución de los electrones en el
oxígeno, que favorece su reducción parcial, formando RL al poder
incorporar electrones individuales.

L. B. Valdez y C. G. Fraga Radicales libres en sistemas biológicos. En
“Material de Enseñanza Complementario – Fisicoquimica-FFyB. UBA.

Si bien una producción excesiva de RL daña los sistemasbiológicos, hoy se acepta que una producción basal de RL es
necesaria para optimizar las defensas del organismo (defensas
antioxidantes).

Participación de radicales libres (“especies reactivas”)
en procesos biológicos

Oxidantes
son malos

Reacciones en cadena de radicales libres

para la salud

Ej: peroxidación de lípidos

Reacciones de oxidación de moléculas
Ej: oxidación de proteínas

Antioxidantesson buenos
para la salud

Participación en reacciones de óxido-reducción
(redox) en procesos biológicos
Ej: metabolismo de xenobióticos

Equilibrio redox en procesos biológicos
Esta visión fue valida por muchos años. Hoy los límites entre los efectos
para la salud de oxidantes y antioxidantes no son tan definidos = no se
justifica incrementar indiscriminadamente la provisión de antioxidantes.

Ej:relación NAD(P)+/NAD(P)H

ROS

AOX

Estrés oxidativo

Artritis

“Desbalance entre oxidantes y antioxidantes”

Inflamación
Parkinson y Alzheimer

AOX

Obstruccion pulmonar

ANTIOXIDANTES

 Situación en las que las concentraciones intracelulares en estado estacionario de las
especies activas del oxígeno (y del nitrógeno) se encuentran incrementadas por sobre
valores “fisiológicos”

AsmaCardiovascular

AOX

OXIDANTES

 Puede producirse por un aumento en la velocidad de producción de especies oxidantes,
una disminución en los niveles de antioxidantes o una combinación de ambas
situaciones

Cáncer
Diabetes

Puede llevar a oxidación de moléculas (irreversible) con pérdida de su
actividad/función biológica.

Colon irritable

Puede llevar a una alteración del balance redox (reversible) conconsecuencias para el sistema biológico.
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Mecanismos de defensa antioxidante

Sustancias antioxidantes

1. Previniendo la formación
Citocromo oxidasa
Proteínas quelantes de Fe y Cu (ferritina, transferrina, ceruloplasmina)
Glutatión transferasa

Síntesis Endógena

Dietarias

Glutatión

Vitamina C

2. Desactivando las especies oxidantes (Antioxidantes)
Enzimáticos

- SOD, catalasa, GPx/GR

Noenzimáticos

- hidrosolubles (GSH, vit C)
- liposolubles (vit E, carotenoides, ubiquinoles)

Vitamina E

Coenzima Q (Q10)
(ubiquinol)

Carotenoides

3. Reparando el daño producido

¿Qué requisito químico tiene que reunir un
compuesto para ser un antioxidante?

Flavonoides

Acido tióctico

Enzimas reparadoras del ADN
Enzimas lipolíticas
Enzimas proteolíticas

Reacción en cadena de radicales libresPeroxidación lipídica: Deterioro oxidativo de lípidos poli-insaturados (RH)
INICIACION

Fe2+ + H2O2  HO + HO- + Fe3+
HO + RH

 R + H2O
PROPAGACION

R + O2  ROO
ROO + RH  R + ROOH

ROO + ROO  RHO + RO (cetona) + 1O2
1O

2

+ 1O2  2 O2 + h

TERMINACIÓN

ROO + R(X)  ROR(X)

¿Qué requisito químico tiene que reunir un
compuesto para ser un antioxidante?

Ascorbato (vitamina C)estructura
y reacción atrapando radicales libres

Lo mas común, es tener la posibilidad de oxidarse y reducir al radical
libre. Esto en general lo hace donando un electrón (perdiendo un protón).
Los grupos químicos que normalmente tienen estas características son
los hidroxilos (OH) y los sulfhidrilos (SH) y también algunos metales.
El resto de la molécula que acompaña a estos grupos debe...