El sistema antioxidante del organismo

El sistema antioxidante del cuerpo es un conjunto de mecanismos que inhiben la autooxidación en la célula.

La autooxidación no enzimática, si no se limita a un brote local, es un proceso destructivo. Desde la aparición del oxígeno en la atmósfera, los procariotas han necesitado protección constante contra las reacciones espontáneas de descomposición oxidativa de sus componentes orgánicos.

El sistema antioxidante incluye antioxidantes que inhiben la autooxidación en la etapa inicial de la peroxidación lipídica (tocoferol, polifenoles) o especies activas de oxígeno (superóxido dismutasa - SOD) en las membranas. En este caso, las partículas con un electrón desapareado, tocoferol o radicales polifenólicos formados durante la reducción son regenerados por el ácido ascórbico contenido en la capa hidrófila de la membrana. Las formas oxidadas de ascorbato son a su vez reducidas por el glutatión (o ergotioneína), que recibe átomos de hidrógeno de NADP o NAD. Por lo tanto, la inhibición radical es llevada a cabo por la cadena glutatión (ergotioneína) ascorbato-tocoferol (polifenol), transportando electrones (como parte de átomos de hidrógeno) de los nucleótidos de piridina (NAD y NADP) al SR. Esto asegura un nivel estacionario, extremadamente bajo de estados de radicales libres de lípidos y biopolímeros en la célula.

Junto con la cadena AO, el sistema de inhibición de radicales libres en una célula viva involucra enzimas que catalizan la conversión de oxidación-reducción de glutatión y ascorbato (reductasa y deshidrogenasa dependientes de glutatión), así como aquellas que descomponen peróxidos (catalasa y peroxidasas).

Cabe destacar que el funcionamiento de dos mecanismos de defensa —la cadena de bioantioxidantes y el grupo de enzimas antiperóxido— depende del fondo de átomos de hidrógeno (NADP y NADH). Este fondo se repone mediante los procesos de oxidación-deshidrogenación enzimática biológica de sustratos energéticos. Por lo tanto, un nivel adecuado de catabolismo enzimático —un estado de actividad óptima del organismo— es condición necesaria para la eficacia del sistema antioxidante. A diferencia de otros sistemas fisiológicos (por ejemplo, el de la coagulación sanguínea o el hormonal), incluso una deficiencia a corto plazo del sistema antioxidante no pasa desapercibida: las membranas y los biopolímeros se dañan.

La ruptura de la protección antioxidante se caracteriza por el desarrollo de daño por radicales libres en diversos componentes de las células y tejidos que conforman el SR. La polivalencia de las manifestaciones de la patología por radicales libres en diferentes órganos y tejidos, así como la diferente sensibilidad de las estructuras celulares a los efectos de los productos del SR, indican un aporte desigual de bioantioxidantes a los órganos y tejidos; en otras palabras, aparentemente, su sistema antioxidante presenta diferencias significativas. A continuación, se presentan los resultados de la determinación del contenido de los principales componentes del sistema antioxidante en diferentes órganos y tejidos, lo que nos permitió concluir sobre su especificidad.

Así, la peculiaridad de los eritrocitos reside en el importante papel de las enzimas antiperóxido (catalasa, glutatión peroxidasa y SOD). En las enzimopatías congénitas de los eritrocitos, a menudo se observa anemia hemolítica. El plasma sanguíneo contiene ceruloplasmina, que posee actividad SOD, ausente en otros tejidos. Los resultados presentados permiten comprender el sistema antioxidante de los eritrocitos y el plasma: incluye tanto un enlace antirradical como un mecanismo de defensa enzimático. Esta estructura del sistema antioxidante permite inhibir eficazmente la autooxidación de lípidos y biopolímeros debido al alto nivel de saturación de oxígeno de los eritrocitos. Las lipoproteínas, principal transportador de tocoferol, desempeñan un papel importante en la limitación de la autooxidación, ya que el tocoferol pasa a los eritrocitos al entrar en contacto con las membranas. Al mismo tiempo, las lipoproteínas son las más susceptibles a la autooxidación.

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Especificidad de los sistemas antioxidantes de diferentes órganos y tejidos

La importancia inicial de la autooxidación no enzimática de lípidos y biopolímeros nos permite atribuir un papel desencadenante en la génesis de la SP a la insuficiencia del sistema de defensa antioxidante del organismo. La actividad funcional del sistema antioxidante de diferentes órganos y tejidos depende de diversos factores. Estos incluyen:

1. el nivel de catabolismo enzimático (deshidrogenación) - producción del fondo NAD-H + NADP-H;
2. el grado de consumo del fondo NAD-H y NADPH en los procesos biosintéticos;
3. el nivel de reacciones de oxidación mitocondrial enzimática del NADH;
4. el aporte de componentes esenciales del sistema antioxidante – tocoferol, ascorbato, bioflavonoides, aminoácidos azufrados, ergotioneína, selenio, etc.

Por otra parte, la actividad del sistema antioxidante depende de la severidad de los efectos de los lípidos que inducen la oxidación de radicales libres; cuando son excesivamente activos, la inhibición se altera y aumenta la producción de radicales libres y peróxidos.

En diferentes órganos, según la especificidad tisular del metabolismo, prevalecen ciertos componentes del sistema antioxidante. En las estructuras extracelulares que carecen de reservas de NAD-H y NADPH, la afluencia de formas reducidas de AO-glutatión, ascorbato, polifenoles y tocoferol transportadas por la sangre es de gran importancia. Los indicadores del nivel de aporte de AO al organismo, la actividad de las enzimas antioxidantes y el contenido de productos STO caracterizan integralmente la actividad del sistema antioxidante del organismo en su conjunto. Sin embargo, estos indicadores no reflejan el estado del AS en órganos y tejidos individuales, que puede variar significativamente. Lo anterior permite asumir que la localización y la naturaleza de la patología causada por radicales libres están predeterminadas principalmente por:

• Características genotípicas del sistema antioxidante en diferentes tejidos y órganos;
• la naturaleza del inductor de SR exógeno que actúa a lo largo de la ontogénesis.

Analizando el contenido de los principales componentes del sistema antioxidante en varios tejidos (epitelial, nervioso, conectivo), es posible identificar varias variantes de sistemas tisulares (orgánicos) de inhibición de FRO, que generalmente coinciden con su actividad metabólica.

Eritrocitos, epitelio glandular

En estos tejidos, el ciclo activo de las pentosas fosfato funciona y predomina el catabolismo anaeróbico; la principal fuente de hidrógeno para la cadena antirradical del sistema antioxidante y las peroxidasas es el NADPH. Los eritrocitos, como transportadores de oxígeno, son sensibles a los inductores de FRO.

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Tejido muscular y nervioso

El ciclo de las pentosas fosfato en estos tejidos está inactivo; el NADH, formado en los ciclos aeróbicos y anaeróbicos del catabolismo de grasas y carbohidratos, predomina como fuente de hidrógeno para inhibidores antirradicales y enzimas antioxidantes. La saturación de las células con mitocondrias aumenta el riesgo de fuga de O₂ y la posibilidad de daño a los biopolímeros.

Hepatocitos, leucocitos, fibroblastos

Se observan el ciclo de las pentosas fosfato equilibrado y las vías catabólicas ana- y aeróbicas.

La sustancia intercelular del tejido conectivo está compuesta por plasma sanguíneo, fibras y la sustancia fundamental de la pared vascular y el tejido óseo. La inhibición del SR en la sustancia intercelular se produce principalmente por inhibidores antirradicales (tocoferol, bioflavonoides, ascorbato), lo que provoca una alta sensibilidad de la pared vascular a su insuficiencia. Además de estos, el plasma sanguíneo contiene ceruloplasmina, que tiene la capacidad de eliminar el radical anión superóxido. En el cristalino, donde se producen reacciones fotoquímicas, además de los inhibidores antirradicales, la actividad de la glutatión reductasa, la glutatión peroxidasa y la SOD es elevada.

Las características de los órganos y tejidos presentados de los sistemas antioxidantes locales explican las diferencias en las manifestaciones tempranas de SP con diferentes tipos de efectos que inducen FRO.

La diferente importancia funcional de los bioantioxidantes para diferentes tejidos predetermina las diferencias en las manifestaciones locales de su deficiencia. Solo la deficiencia de tocoferol, un antioxidante lipídico universal de todo tipo de estructuras celulares y no celulares, se manifiesta por daño temprano en diferentes órganos. Las manifestaciones iniciales de SP causadas por prooxidantes químicos también dependen de la naturaleza del agente. Los datos nos permiten creer que junto con la naturaleza del factor exógeno, el papel de las especies específicas del genotipo y las características específicas del tejido del sistema antioxidante es significativo en el desarrollo de la patología de radicales libres. En tejidos con una baja tasa de oxidación enzimática biológica, como la pared vascular, el papel de la cadena antirradical ergotioneína - ascorbato (bioflavonoides) - tocoferol, que está representada por bioantioxidantes no sintetizados en el cuerpo, es alto; en consecuencia, la deficiencia crónica de poliantioxidantes causa principalmente daño a la pared vascular. En otros tejidos, predomina el papel de los componentes enzimáticos del sistema antioxidante: SOD, peroxidasas, etc. Por tanto, una disminución del nivel de catalasa en el organismo se caracteriza por una patología periodontal progresiva.

El estado del sistema antioxidante en diferentes órganos y tejidos está determinado no solo por el genotipo, sino también, durante la oncogénesis, por el declive fenotípicamente heterocrónico de la actividad de diversos componentes del sistema antioxidante, causado por la naturaleza del inductor del mismo. Así, en condiciones reales en un individuo, diferentes combinaciones de factores exógenos y endógenos que contribuyen al deterioro del sistema antioxidante determinan tanto los mecanismos generales del envejecimiento por radicales libres como los desencadenantes particulares de la patología por radicales libres, que se manifiesta en ciertos órganos.

Los resultados presentados de la evaluación de la actividad de los principales enlaces del AS en diferentes órganos y tejidos constituyen la base para la búsqueda de nuevos fármacos inhibidores de la FRO lipídica con acción específica para la prevención de la patología por radicales libres en una localización específica. Debido a la especificidad del sistema antioxidante de los diferentes tejidos, los fármacos AO deberían actuar sobre los enlaces faltantes de forma diferencial en cada órgano o tejido.

Se identificaron diferentes sistemas antioxidantes en linfocitos y eritrocitos. Gonzalez-Hernandez et al. (1994) estudiaron los sistemas antioxidantes en linfocitos y eritrocitos de 23 sujetos sanos. Se observó que, en linfocitos y eritrocitos, la actividad de la glutatión reductasa fue de 160 y 4,1 U/h, la de la glutatión peroxidasa de 346 y 21 U/h, la de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa de 146 y 2,6 sd/h, la de la catalasa de 164 y 60 U/h, y la de la superóxido dismutasa de 4 y 303 μg/s, respectivamente.