(2024-05-07). ANTICONCEPCIÓN EN ATENCIÓN PRIMARIA
ESTRES OXIDATIVO.pptx
1. ESTRÉS OXIDATIVO
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
HOSPITAL UNIVERSITARIO DE LOS ANDES
DRA. MARGARITA VILLENA.
RESIDENTE DE ENDOCRINOLOGIA
JULIO 2023
2. CONTENIDO
1. Historia
2. Generalidades
3. Definición
4. Efectos fisiológicos
5. Principales radicales libres en el organismo
6. Estrés oxidante
7. Antioxidantes y mecanismo de acción.
3. HISTORIA
• Inicia desde el año 1900 con los experimentos por Gomberg.
• En 1960 Fridovich y McCord descubrieron enzima (superóxido dismutasa SOD).
Bioquímica de laguna y piña 8va edición
6. RADICAL LIBRE
2 RL• se encuentran pueden unir sus e¯ desapareados
formando de nuevo el enlace covalente; esta reacción se
conoce como dismutación.
Cualquier especie atómica o molecular con uno o
más electrones desapareados.
Los RL• donde se encuentra el e- desapareado y su
reactividad depende del tipo de radical del que se trate,
así como de la molécula con la cual reaccione. Alta
reactividad.
Bioquímica de laguna y piña 8va edición
7. PROPIEDADES DE LOS RADICALES LIBRES
1.Avidez para aceptar e- de las moléculas. 2. Modifican la estructura o la función de éstas.
3. Alteran la arquitectura de los tejidos.
4. Son inestables tanto cinética como
energéticamente.
Propiedades = Inestables
Energético = ganancia o pérdida de electrones.
Cinético = capacidad de combinarse
Cinética: Tienden a complementar en su última órbita o
nivel, 8 e- por lo cual participan en procesos de:
1. Reducción = Pérdida de electrones.
2. Oxidación = Ganancia de electrones.
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8. CLASIFICACIÓN
Rev Invest Med Sur Mex, 2013; 20 (3): 161-168
Algunos autores dentro de sus investigaciones han
llegado a clasificar a los RL de acuerdo al grupo funcional
presente en la molécula; bromo, nitrógeno, tioles, fósforo,
oxígeno, cloro, entre otros, aunque los radicales libres de
oxígeno reactivo son los más comunes y de mayor
relevancia debido a su participación en los diferentes
procesos aeróbicos.
9. REACCIONES
QUÍMICAS
Reacciones de
iniciación.
Es la formación de
un RL a partir de no
radicales.
Reacciones de
propagación.
Formación de un RL
al reaccionar una
molécula estable
con un RL.
Reacciones de
terminación.
Reacción química entre
2 RL, en donde sus e-
desapareados son
cancelados y se genera
un producto estable.
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11. DAÑO OXIDANTE A LAS BIOMOLÉCULAS
El ácido graso insaturado de un fosfolípido que forma parte de
una membrana es atacado por un radical libre.
ROO• puede abstraer un H de un ácido graso adyacente
convirtiéndose en un hidroperóxido (ROOH).
Permanece en la
membrana
Bioquímica de laguna y piña 8va edición
LÍPIDOS
Daños sobre las membranas en un proceso llamado
lipoperoxidación.
Después ocurre un rearreglo molecular, y el ataque de un
oxígeno forma un radical peroxilo (ROO•).
12. Existen diversas maneras de terminar la cadena de
eventos:
• Dismutación, la β-escisión y la ciclización
• Sistema de defensa antioxidante constituido por la
vitamina E, la vitamina C y el glutatión (GSH).
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13. PROTEÍNAS
• Formación de carbonilos, que puede estar ligada a la
transformación de un residuo aa en otro, y a la
desaminación.
Figura Efecto de los radicales libres sobre las proteínas. (A) Reacción entre un
radical hidroxilo y un residuo de lisina; (B)Reacción de oxidación de residuos de
cisteína promovida por un radical hidroxilo.
Según el aa que reaccione con las ERO, puede haber
cambios en la estructura primaria de una proteína.
Los aa más susceptibles son:
histidina, prolina, cisteína, triptófano, tirosina y en menor
grado arginina, lisina y metionina.
Iones metálicos dentro de las proteínas puede catalizar la
descomposición del H2O2 a través de la reacción de
Fenton.
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14. DNA NUCLEAR
El daño en las bases da como resultado
mutaciones puntuales, mientras que el daño
sobre los azúcares genera rompimientos de las
hebras del DNA.
El daño oxidante sobre el DNA y decremento de
los mecanismos de reparación con el proceso del
envejecimiento, cáncer.
Bioquímica de laguna y piña 8va edición
En particular, se ha informado que la
acumulación de mutaciones en el mtDNA
contribuye al fenómeno del envejecimiento y a
las enf. degenerativas como las de Alzheimer,
Parkinson, miopatías mitocondriales.
DNA MITOCONDRIAL
15. SISTEMAS DE DEFENSA ANTIOXIDANTE
• ANTIOXIDANTE
• Son sustancias que cuando están presentes retardan o inhiben la oxidación de
sustratos susceptibles al ataque de las EROs.
•Acción
•Previenen la formación
•Capturan e interceptan
Localización
•Intracelulares
•extracelulares
Estructura molecular
•Enzimáticos
•No enzimáticos
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16. • Enzimático: producidas de manera directa por el organismo.
• Superóxido dismutasa (SOD)
• Catalasa (CAT)
• Glutatión peroxidasa (GPx)
• Tiorredoxinas.
• No enzimáticos
• Vitaminas A, C, E, que se adquieren de los alimentos.
• Tripéptido glutatión (GSH), que el organismo sintetiza a partir de aminoácidos.
CLASIFICACIÓN
Bioquimica de Laguna y Piña 8a Edicion
17. Superóxido dismutasa (SOD) Cataliza la dismutación del RL superóxido a peróxido de
hidrógeno, no requiere de cosustratos.
Catalasa Es una hemoproteína que contiene 4 grupos hem.
Amplia distribución intracelular, se concentra principalmente
en peroxisomas y mitocondrias
Glutatión peroxidasa (GSH-Px) Cataliza la reducción del peróxido de hidrógeno y otros
hidroperóxidos orgánicos en agua y alcohol
ENZIMÁTICO
Su actividad es regulada acorde con los requerimientos celulares.
Pueden ser: inducidas, inhibidas o activadas por efectores endógenos.
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18. NO ENZIMÁTICOS
Vitamina C Neutraliza el oxígeno singlete
Captura radicales libres de hidroxilo
Captura O 2
Regenera la forma oxidada de la vitamina E.
Glutatión Actua frente a numerosos compuestos oxidantes, tales como
peróxido de hidrógeno, superóxido, hidroxilo y especies
reactivas del carbono.
Flavonoides
polifenólicos
Actúan como quelantes de metales y capturadores in vitro.
Pueden ser de tipo lipo e hidrosolubles, se localizan intra y
extracelular.
Grupo heterogéneo de moléculas hidrófobas e hidrófilas que capturan RL y
originan especies químicas menos nocivas para la integridad celular.
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19. ESTRÉS OXIDATIVO
• Es un desequilibrio de radicales libres y antioxidantes en el cuerpo, que puede
provocar daños en las células y los tejidos.
Exceso de producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) en relación con la defensa
antioxidante.
Bioquimica de Laguna y Piña 8a Edicion
20. ESTRÉS OXIDATIVO
• Los ERO son productos químicos intermedios a base de oxígeno con alta
reactividad.
• El equilibrio entre la producción de ERO y los sistemas destinados a mitigar se
denomina “estado redox”.
ERO
Varios factores contribuyen al estrés oxidativo y al exceso de producción RL.
Dieta, estilos de vida, radiación y
contaminación.
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21. ALTERACIONES CELULARES
2. Daño en tejidos: por daño en lípidos, proteínas y
carbohidratos.
Estrés oxidativo: origen, evolución y consecuencias de la toxicidad del oxígeno, Nova - Publicación Científica en Ciencias Biomédicas - Issn: 1794-
2470 - Vol. 10 No. 18 Julio - Diciembre de 2012: 135 - 250
• Reclutamiento de macrófagos
• Daño mitocondrial
• Interferencia con defensas antioxidantes
• Aumento del calcio intracelular
• Conversión de la xantina deshidrogenasa a
xantina oxidasa.
1. Adaptación: Aumento de la actividad de
los sistemas de defensa antioxidante que
protege a la célula frente a daños futuros.
3. Muerte celular: por necrosis o apoptosis.
22. PATOLOGÍAS
Deriva del sistema xantina-oxidasa, generando ERO
Generadas por pro-oxidantes que modifican el estado redox y
alteran la tolerancia a la glucosa, favoreciendo el EO mitocondrial.
Tipo inflamatorio y mayor actividad de la enzima nicotinamida
adenina dinucleótido fosfato-oxidasa (NADPH-ox).
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Enf. Ca y diabetes mellitus.
Aterosclerosis e inflamación
crónica.
Lesión isquémica por reperfusión.
23. PATOLOGÍAS
El estrés crónico y la oxidación continua lleva a defectos de
proteínas y formación de oligómeros tóxicos de proteínas en los
lisosomas, llamados lipofuscina o bien en el citosol, alto peso
molecular.
Alzheimer y Parkinson.
Efecto dañino de los RL a través de la oxidación de biomoléculas
como lípidos, ADN y proteínas.
Proceso de envejecimiento.
31. Cómo se forman los
radicales libres
Anión superóxido 02 Reducción monovalente
de oxígeno molecular.
Radical Hidróxilo (OH)
Rotura del enlace
covalente entre el
oxígeno y un hidrógeno.
de una molécula de H20.
Radical Peróxilo (ROO)
Por acción de un radical
libre de 02, OH, sobre las
cadenas de los ácidos
grasos polinsaturados.
32. ESPECIES REACTIVAS DE OXÍGENO (ERO)
• Se generan durante el metabolismo oxidativo mitocondrial, así como en la respuesta
celular a xenobióticos, citocinas e invasión bacteriana.
• La mayoría de las especies reactivas de oxígeno se generan como subproductos durante
el transporte de electrones mitocondriales.
• ERO se forman como intermediarios necesarios de las reacciones de oxidación
catalizadas por metales.
33. METABOLISMO DEL OXÍGENO MOLECULAR
• El O2 se metaboliza al final de la cadena de transporte de electrones mitocondrial, donde los electrones y
protones que han completado el proceso de transporte se acumulan.
• Para una reducción completa del oxígeno molecular hasta agua es necesario añadir cuatro electrones (e–) y
cuatro protones (H+).
• En la primera reacción se añade un electrón al oxígeno (O2) y se produce el radical superóxido (O• 2).
• La adición de un electrón al superóxido crea el peróxido de hidrógeno (H2O2), el cual se disocia y forma un
radical hidroxilo y un ión hidroxilo (• OH + OH–), mediante una reacción catalizada por el hierro en su forma
reducida [Fe (II)].
(superóxido dismutasa SOD) que eliminaba radicales libres a nivel fisiológico, como es el radical superóxido O2,
se pensaba que sus efectos eran dañinos, ya que se asociaban con patologías cáncer, diabetes, fibrosis y alteraciones cardiacas, neurológicas, renales, entre otras. No obstante, se ha desmostrado que los radicales libres y el estrés oxidante con segundos mensajeros y forman parte de las vías de señalización en procesos tan importantes como la proliferación y la diferenciación celulares.
la mayoría de los compuestos que constituyen a los seres vivos estánformados por moléculas que contienen carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno son elementos no metales, y por lo tanto los enlaces que forman entre ellos son covalentes.
Los seres humanos necesitamos o2 para producir energía, la molecula de oxigeno formado por 8 e- en su último nivel de energía dispuestos en 4 pares estos están estables si se encuentra apareados los cuales se unen y comparten electrones llamdos enlace covalente
EC se da entre dos elementos no metálicos, en donde cada uno aporta un electrón para formar la pareja de e¯ que girará alrededor de ambos elementos, confiriéndoles estabilidad. Aunque estos enlaces son en extremo estables, pueden llegar a romperse bajo ciertas condiciones, por ejemplo a temperaturas mayores de 200°C, o con radiación UV o rayos γ. El rompimiento del enlace covalente puede ser de dos tipos: homolítico o heterolítico.
eros-diferente, litico-ruptura, de modo que el rompimiento heterolítico implica una separación en la cual un átomo o molécula se queda con el par de e¯ completo y el otro se queda sin nada. ANION CARGA NEGATIVA Y CATION CARGA POSITIVA
homo-igual, litico-ruptura), cada una de las moléculas conserva su e¯, lo que indica que ninguna tendrá un par de ellos. Esto genera moléculas muy inestables que requieren aparear su electrón y son conocidas con el nombre de radicales libres
Los radicales libres tiene un simbolo sobre su atomo donde se encuentra su electron desapareado
la reduccion incomplete de o2 genera especies reactivas de O2, o2 sigluete x excitacion de la molecual de o2
Especies reactivas de o2
La alteración más importante inducida por las ERO sobre los lípidos se debe a los daños generados
comienza cuando un radical abstrae un hidrógeno completo (e¯ y H+) de ese carbono, generando un radical lipídico (R•) El ROOH no es un radical libre, por lo que puede permanecer mucho tiempo dentro de una membrana de manera estable. Sin embargo, la abstracción del H por el ROO• genera otro radical lipídico R•, que a su vez seguirá los pasos de su predecesor, propagando el daño
Por otra parte, si en la membrana se encuentran Fe o Cu libres, pueden inducir el rompimiento del ROOH y generar de nuevo el radical peroxilo (ROO•) si se abstrae un H, o generar al radical alcoxilo (RO•) si se rompe un HO• Esto propagará de nuevo el daño.
COMO TERMINA LA CADENA:
ALTERACIONES EN LA MEBRANA FLUIDEZ Y PERMEABILIDAD
1. altera la estructura de las proteínas transmembranales, con lo que se pierde la afinidad ligando-receptor y los mecanismos de segundos mensajeros (se altera el funcionamiento de hormonas y neurotransmisores).
2. se pierde la facultad de actuar como barrera iónica y osmótica. Estos daños pueden conducir a la muerte de la célula.
IGUAL EL MECANISMO A LOS LIPIDOS abstracción de un H, un rearreglo molecular y el ataquede un oxígeno singulete
(H2O2 PEROXIDO DE HIDROGENO), (REACCION DE FENTON oxidación avanzada en el cual se producen radicales altamente reactivos del hidroxilo)
Daños directos sobre las bases púricas y pirimídicas, de los azúcares (desoxirribosa) o en ambos sitios.
HO• ataca las bases nitrogenadas no hay abstracción del H, se une de manera directa a la base nitrogenada formando un aducto.
Los aductos originan mutaciones puntuales en el DNA.
Hasta la fecha se han reportado más de 20 aductos diferentes formados durante la oxidación del DNA.
RL• producidos en la mitocondria se encuentran en mayor proporción que los resultantes del metabolismo celular.
FIJAN METALES FE Y CU eros especies reactivas de oxigeno
Al haber exceso de o2 y derivados la célula cuenta con mecanismos capaces de remover los productos tóxicos del O2 . Estos mecanismos de defensa son conocidos como sistema antioxidante (AOX),
Sistemas de defensa antioxidante: evitar la reducción univalente del O2 mediante sistemas enzimáticos capaces de efectuar la reducción tetravalente consecutiva sin liberar los intermediarios parcialmente reducidos. Esto se logra con la Citocromo Oxidasa.
Enzimas especializadas en captar el radical anión superóxido (O 2 .- ).
Enzimas que neutralizan el peróxido de hidrógeno. Entre ellas está la Catalasa, que se encuentra en los peroxisomas y que catalizan la reacción de dismutación siguiente:
GLUTATION Tiol no proteínico cuya estructura primaria es γ-glutamil-cisteinilglicina. Molécula muy estable
El estrés oxidativo se define como un exceso de producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) en relación con la defensa antioxidante.
EL aumento de ERO puede desempeñar un papel importante en el proceso de envejecimiento normal y en la patogénesis de numerosas enfermedades crónicas, como el cáncer, la aterosclerosis, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes, la enfermedad de Parkinson y Alzheimer, la lesión hepática y la inmunidad.
https://academia.utp.edu.co/medicinadeportiva/files/2012/04/RADICALES-LIBRES1.pdf
https://www.studocu.com/es-mx/document/instituto-tecnologico-de-sonora/bioquimica/estres-oxidativo-y-fotofosforilacion/23394862
Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato
Enf Keshan enfermedad del músculo cardíaco, una miocardiopatía. La miocardiopatía especial se atribuye esencialmente a una deficiencia en el oligoelemento selenio
. En Diabetes mellitus. esta enfermedad, la glucosa elevada altera la función de las proteínas, que junto con la autoxidación de los azúcares se generan ERO; por la disminución de la hemoxigenasa-1 que afecta a las células-β del páncreas, promoviendo así el mecanismo fisiopatológico de la enfermedad.27,28 Por otra parte, la vía del sorbitol (poliol) es otro mecanismo que alterará la función y estructura de las células, a través de la disminución de NADPH y GSH, favoreciendo el establecimiento de EO.29
Patologias
http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0138-65572001000100007&script=sci_arttext
Se divide en dos categorías: Catabolismo: Transformación de moléculas complejas en otras sencillas. Liberan energía. Ejemplos: respiración celular, metabolismo de la glucosa. Anabolismo o biosíntesis: Formación de moléculas complejas a partir de otras más sencillas. Requieren (consumen) energía. Ejemplos: síntesis de proteinas, lípidos, carbohidratos, ARN.
Mitocondria es el organelo que tensmo en las celulas en el Musculo se encarga de utilizer los sustratos energeticos como la glucose aa, acidos grasos y convertirlos en energia, dentro de la mitochondria ocurre varias vias metabolicas de este las mitocondrias convierte a los alimentos que consumimos en energuia y llevar a cabo las funciones para poder vivir, cuando hay alteraciones en la mitochondria no funciona adecuadamente y ahy liberacion de electrons de la cadena de transporte de electrones estos salen y atacan a oxigeno molecular generando un anion superoxido es decir un o2 con electron demas
Cuando se acumula ROS en la celula se llama estres oxidante generan 3 problemas en la celula
1 rompen el ADN y destruyen la celula
2Rompen la membrana lipidica
3 inactive las proteinas de la celula
Radicales libres provienen del Oxigeno (pricncipal acceptor elctronico para la formación de energia), la reduccion incomplete de o2 genera especies reactivas de O2
moléculas orgánicas como las quinonas; pero los más importantes son derivados de las moléculas de 02
El oxígeno atómico tiene dos electrones desapareados en órbitas separadas en su capa externa de electrones. Esta estructura electrónica hace que el oxígeno sea susceptible a la formación de radicales. La reducción secuencial de oxígeno mediante la adición de electrones conduce a la formación de una serie de ERO que incluyen: superóxido, peróxido de hidrógeno, radical hidroxilo, ion hidroxilo y óxido nítrico.
ERO celulares se generan de forma endógena como subproductos de la fosforilación oxidativa impulsada por la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias responsable de generar ATP
