Estrés oxidativo y envejecimiento

Rev Cubana Invest Biomed 1999;18(2):67-76

TRABAJOS DE REVISIÓN
Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas "Victoria de Girón"

ESTRÉS OXIDATIVO Y ENVEJECIMIENTO
Dra. Karina Rodríguez Capote y Dra. Ela Céspedes Miranda

RESUMEN
Se ha reportado un incremento del estrés oxidativo durante el envejecimiento y en las enfermedades asociadas a éste. Aunque no se conocen los mecanismosmoleculares que condicionan el fenómeno del envejecimiento, se han formulado numerosas hipótesis al respecto. En el presente artículo se abordan aspectos bioquímicos relacionados con los radicales libres y el metabolismo oxidativo de las células como causa posible de senectud. Descriptores DeCS: ENVEJECIMIENTO/fisiología; RADICALES LIBRES/ /química; ESTRES OXIDATIVO.

El aumento de la expectativa devida ha originado un envejecimiento de la población y por consiguiente un incremento relativo de las enfermedades asociadas a éste. Aunque no se conocen los mecanismos moleculares que condicionan el fenómeno del envejecimiento, son numerosas las hipótesis formuladas al respecto.1,2 Éstas proponen perturbaciones en órganos, sistemas o en procesos bioquímicos vinculados con los radicales libres y elmetabolismo oxidativo de las células, como causa fundamental de la senectud. La incuestionable ventaja evolutiva que supone desde el punto de vista energético la utilización del oxígeno molecular como último aceptor de electrones, haciendo posible la síntesis de ATP, se contrapone a

su alta potencialidad citotóxica, pues de su reducción univalente se generan productos intermedios más reactivosconocidos como especies reactivas del oxígeno (ERO). Frecuentemente se ha empleado la expresión paradoja del oxígeno para referirse a estas funciones opuestas del O 2 en los organismos aerobios. El organismo desarrolla mecanismos de defensa para contrarrestar la acción de las especies reactivas del oxígeno. Estos mecanismos están constituidos por sistemas enzimáticos y sustancias de bajo pesomolecular como tocoferoles, ascorbato, carotenos, ácido úrico y otros. En relación con la participación de los radicales libres en el envejecimiento es necesario considerar 3 factores fundamentales: la produc-

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ción de oxidantes, el nivel de defensa antioxidante y la extensión del daño por oxidantes.

TEORÍA DE LOS RADICALES LIBRES EN EL ENVEJECIMIENTO
La hipótesis original de los radicaleslibres en el envejecimiento fue propuesta por Gerschman y Harman en los inicios de la década del 50, en un momento en que se conocía relativamente poco sobre los sitios celulares de generación de los radicales libres y sus subsecuentes reacciones moleculares.3,4 El dogma central de esta teoría radica en que durante el metabolismo aerobio se producen incidental e incontrolablemente especiesradicálicas derivadas del oxígeno que, una vez generadas, promueven reacciones que dañan macromoléculas. Este daño irreversible se acumula con el tiempo resultando en una pérdida gradual de la capacidad funcional de la célula.1,2,4 PRODUCCIÓN DE OXIDANTES Aunque son varias las fuentes generadoras de ERO (tabla), se considera que la mitocondria es la más importante.5-8

TABLA. Producción endógena de EROEnzima o sistema CTE: Coenzima Q, cit b566 NADH deshidrogenasa SOD Monoaminooxidasa NADPH oxidasa (neutrófilos) Xantinooxidasa Reacción de Fentón Oxido nítrico sintetasa ERO O -2 H 2O2 H 2O2 O-2 O -2 OH NO-

El primer producto de la reducción parcial del oxígeno es el anión superóxido (O-2) que es producido en condiciones fisiológicas en la cadena transportadora de electrones (CTE) y esconvertido en peróxido de hidrógeno (H2O2) espontáneamente o por acción de la enzima superóxido dismutasa (SOD). El radical hidroxilo (-OH), altamente reactivo, puede ser producido por reducción directa del H2O2 por el O-2, por transferencia directa de un electrón del O-2 al H2O2 catalizada por metales (reacción de Fenton) o por reacción directa de la ubisemiquinona reducida con el H2O2. La coenzima Q...