Radicales libres
Páginas: 18 (4476 palabras)
Publicado: 8 de abril de 2010
LA EVOLUCIÓN DEL CONCEPTO DE RADICALES LIBRES EN BIOLOGÍA Y MEDICINA
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ACADEMIA IBEROAMERICANA DE FARMACIA
La evolución del concepto de radicales libres en biología y medicina
Discurso de ingreso en la Academia Iberoamericana de Farmacia
ALBERTO BOVERIS
Sevilla, 17 de marzo de 2005
RESUMEN
El concepto químico de radical libre estaba bien desarrollado en 1954, cuando Gerschmanpostuló a los radicales libres del oxígeno (O 2 - y HO·) como responsables del mecanismo molecular de la toxicidad del oxígeno y la radiación. El descubrimiento de la superóxido dismutasa por McCord y Fridovich (1969) abrió la etapa actual de conocimiento del papel biológico de los radicales libres. El reconocimiento por Boveris, Cadenas y Chance en 1972-76, de que las mitocondrias producen O 2 - y H2 O 2 en condiciones fisiológicas complementó las observaciones sobre las susperóxido dismutasas y ambas líneas de investigación llevaron a un muy amplio interés en los radicales libres oxidativos en condiciones patológicas. El concepto de estrés oxidativo, definido como un aumento de oxidantes o una disminución de antioxidantes que conducen igualmente a un daño oxidativo y a una disfuncióncelular, permitió establecer la asociación entre el estrés oxidativo y una treintena de enfermedades y situaciones clínicas. PALABRAS CLAVE: Radicales libres. Superóxido dismutasas. Mitocondrias. Estrés oxidativo. Antioxidantes. Vitamina C. Vitamina E.
1. El concepto de radical libre estaba bien desarrollado en la química orgánica de 1950.
Los estudios clásicos de Gomberg (1900) y de Paneth (1923)habían mostrado la existencia en fase gaseosa de arreglos moleculares relativamente estables conteniendo un electrón desapareado en sus órbitas de valencia. Estos arreglos moleculares, productos de rupturas hemolíticas, correspondían a los radicales trifenilmetilo y alquilo, los que se simbolizaron como (Fen)3-C·y como R·, para indicar con el punto al electrón desapareado, y se denominaronradicales libres para diferenciarlos de los idénticos grupos moleculares fijos en las moléculas orgánicas. En sus estudios de formación de ácido bromhídrico a partir de bromo e hidrógeno en fase gaseosa, Rice y Herzfeld (1934) clasificaron a las reacciones que involucran radicales libres en reacciones de iniciación, propagación, inhibición y terminación, en las que, respectivamente, se
forma unradical libre o centro de reacción, se conserva el número de radicales libres con formación de productos o desaparición de reactivos, se conserva el número de radicales libres con desaparición de producto, y desaparecen dos radicales libres por aniquilación y combinación de sus dos electrones desapareados. La nomenclatura de Rice-Herzfeld se utiliza actualmente en bioquímica, donde hablamos dereacciones de propagación o adición y de terminación para el proceso de peroxidación lipídica y el efecto de los antioxidantes. La reacción de formación de agua a partir de hidrógeno y oxígeno disparada por una chispa eléctrica había tenido perplejos a los químicos por años, dada su naturaleza explosiva o no, dependiendo de la forma y el tamaño del recipiente de reacción. Independientemente, Hinshelwood enInglaterra y Semenov en Rusia, resolvieron el acertijo con una formulación basada en átomos o radicales libres del hidrógeno y del oxígeno, por lo
Ars Pharm 2005; 46 (1): 85-95.
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ALBERTO BOVERIS
que recibieron el Premio Nobel de Química de 1956. En 1939, Leonor Michaelis propuso que la oxidación de todas las moléculas orgánicas bivalentes ocurre con la formación de un radical libreintermediario y fue capaz de mostrar por titulación oxidante la formación de las semiquinonas en la oxidación de las benzoquinonas y naftoquinonas. En las palabras de Szent Gyorgyi, «si bien los electrones van de a dos, como los animales en el arca de Noé, cuando pasan de molécula a molécula, como los animales al pasar la puerta de entrada al arca, lo hacen de a uno, con una separación entre uno...
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ACADEMIA IBEROAMERICANA DE FARMACIA
La evolución del concepto de radicales libres en biología y medicina
Discurso de ingreso en la Academia Iberoamericana de Farmacia
ALBERTO BOVERIS
Sevilla, 17 de marzo de 2005
RESUMEN
El concepto químico de radical libre estaba bien desarrollado en 1954, cuando Gerschmanpostuló a los radicales libres del oxígeno (O 2 - y HO·) como responsables del mecanismo molecular de la toxicidad del oxígeno y la radiación. El descubrimiento de la superóxido dismutasa por McCord y Fridovich (1969) abrió la etapa actual de conocimiento del papel biológico de los radicales libres. El reconocimiento por Boveris, Cadenas y Chance en 1972-76, de que las mitocondrias producen O 2 - y H2 O 2 en condiciones fisiológicas complementó las observaciones sobre las susperóxido dismutasas y ambas líneas de investigación llevaron a un muy amplio interés en los radicales libres oxidativos en condiciones patológicas. El concepto de estrés oxidativo, definido como un aumento de oxidantes o una disminución de antioxidantes que conducen igualmente a un daño oxidativo y a una disfuncióncelular, permitió establecer la asociación entre el estrés oxidativo y una treintena de enfermedades y situaciones clínicas. PALABRAS CLAVE: Radicales libres. Superóxido dismutasas. Mitocondrias. Estrés oxidativo. Antioxidantes. Vitamina C. Vitamina E.
1. El concepto de radical libre estaba bien desarrollado en la química orgánica de 1950.
Los estudios clásicos de Gomberg (1900) y de Paneth (1923)habían mostrado la existencia en fase gaseosa de arreglos moleculares relativamente estables conteniendo un electrón desapareado en sus órbitas de valencia. Estos arreglos moleculares, productos de rupturas hemolíticas, correspondían a los radicales trifenilmetilo y alquilo, los que se simbolizaron como (Fen)3-C·y como R·, para indicar con el punto al electrón desapareado, y se denominaronradicales libres para diferenciarlos de los idénticos grupos moleculares fijos en las moléculas orgánicas. En sus estudios de formación de ácido bromhídrico a partir de bromo e hidrógeno en fase gaseosa, Rice y Herzfeld (1934) clasificaron a las reacciones que involucran radicales libres en reacciones de iniciación, propagación, inhibición y terminación, en las que, respectivamente, se
forma unradical libre o centro de reacción, se conserva el número de radicales libres con formación de productos o desaparición de reactivos, se conserva el número de radicales libres con desaparición de producto, y desaparecen dos radicales libres por aniquilación y combinación de sus dos electrones desapareados. La nomenclatura de Rice-Herzfeld se utiliza actualmente en bioquímica, donde hablamos dereacciones de propagación o adición y de terminación para el proceso de peroxidación lipídica y el efecto de los antioxidantes. La reacción de formación de agua a partir de hidrógeno y oxígeno disparada por una chispa eléctrica había tenido perplejos a los químicos por años, dada su naturaleza explosiva o no, dependiendo de la forma y el tamaño del recipiente de reacción. Independientemente, Hinshelwood enInglaterra y Semenov en Rusia, resolvieron el acertijo con una formulación basada en átomos o radicales libres del hidrógeno y del oxígeno, por lo
Ars Pharm 2005; 46 (1): 85-95.
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que recibieron el Premio Nobel de Química de 1956. En 1939, Leonor Michaelis propuso que la oxidación de todas las moléculas orgánicas bivalentes ocurre con la formación de un radical libreintermediario y fue capaz de mostrar por titulación oxidante la formación de las semiquinonas en la oxidación de las benzoquinonas y naftoquinonas. En las palabras de Szent Gyorgyi, «si bien los electrones van de a dos, como los animales en el arca de Noé, cuando pasan de molécula a molécula, como los animales al pasar la puerta de entrada al arca, lo hacen de a uno, con una separación entre uno...
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