Prooxidante
Sustancia química que induce estrés oxidativo

Los prooxidantes son sustancias químicas que inducen estrés oxidativo , ya sea generando especies reactivas de oxígeno o inhibiendo los sistemas antioxidantes . [1] El estrés oxidativo producido por estas sustancias químicas puede dañar las células y los tejidos, por ejemplo, una sobredosis del analgésico paracetamol (acetaminofén) puede dañar fatalmente el hígado , en parte a través de su producción de especies reactivas de oxígeno. [2] [3]

Algunas sustancias pueden actuar como antioxidantes o prooxidantes, según las condiciones. [4] Algunas de las condiciones importantes incluyen la concentración de la sustancia química y si hay oxígeno o metales de transición presentes. Aunque termodinámicamente es muy favorable, la reducción del oxígeno molecular o del peróxido a superóxido o radical hidroxilo respectivamente está prohibida por el espín . Esto reduce en gran medida las velocidades de estas reacciones, lo que permite la existencia de vida aeróbica. Como resultado, la reducción del oxígeno normalmente implica la formación inicial de oxígeno singlete o el acoplamiento espín-órbita a través de una reducción de un metal de la serie de transición como el manganeso, el hierro o el cobre. Este metal reducido luego transfiere el electrón único al oxígeno molecular o al peróxido. [ cita requerida ]

Rieles

Los metales de transición pueden actuar como prooxidantes. Por ejemplo, el manganismo crónico es una enfermedad "prooxidante" clásica. [5] Otra enfermedad asociada con la presencia crónica de un metal de transición prooxidante es la hemocromatosis , asociada con niveles elevados de hierro. De manera similar, la enfermedad de Wilson está asociada con niveles elevados de cobre en los tejidos. Dichos síndromes tienden a estar asociados con una sintomatología común. Por lo tanto, todos son síntomas ocasionales de (por ejemplo) hemocromatosis, otro nombre para la cual es "diabetes de bronce". El herbicida prooxidante paraquat , la enfermedad de Wilson y el hierro estriatal también se han relacionado con el parkinsonismo humano . El paraquat también produce síntomas similares al parkinsonismo en roedores. [ cita requerida ]

Fibrosis

La fibrosis o formación de cicatrices es otro síntoma relacionado con los prooxidantes. Por ejemplo, el cobre interocular o la calicosis vítrea se asocian con fibrosis vítrea grave , al igual que el hierro interocular. La cirrosis hepática también es un síntoma importante de la enfermedad de Wilson. También se cree que la fibrosis pulmonar producida por paraquat y el agente antitumoral bleomicina es inducida por las propiedades prooxidantes de estos agentes. Puede ser que el estrés oxidativo producido por dichos agentes imite una señal fisiológica normal para la conversión de fibroblastos en miofibroblastos . [ cita requerida ]

Vitaminas prooxidantes

Las vitaminas que son agentes reductores pueden ser prooxidantes. La vitamina C tiene actividad antioxidante cuando reduce sustancias oxidantes como el peróxido de hidrógeno , [6] sin embargo, también puede reducir iones metálicos lo que lleva a la generación de radicales libres a través de la reacción de Fenton . [7] [8]

2Fe2 + + 2H2O2 → 2Fe3 + + 2OH · + 2OH −
2 Fe 3+ + Ascorbato → 2 Fe 2+ + Deshidroascorbato

El ion metálico en esta reacción puede reducirse, oxidarse y luego volver a reducirse, en un proceso llamado ciclo redox que puede generar especies reactivas de oxígeno. [ cita requerida ]

La importancia relativa de las actividades antioxidantes y prooxidantes de las vitaminas antioxidantes es un área de investigación actual, pero la vitamina C, por ejemplo, parece tener una acción principalmente antioxidante en el cuerpo. [7] [9] Sin embargo, hay menos datos disponibles para otros antioxidantes dietéticos, como los antioxidantes polifenólicos , [10] el zinc , [11] y la vitamina E. [12 ]

Uso en medicina

Varios agentes anticancerígenos importantes se unen al ADN y generan especies reactivas de oxígeno. Entre ellos se encuentran la adriamicina y otras antraciclinas , la bleomicina y el cisplatino . Estos agentes pueden mostrar toxicidad específica hacia las células cancerosas debido al bajo nivel de defensas antioxidantes que se encuentran en los tumores. Investigaciones recientes demuestran que la desregulación redox que se origina a partir de alteraciones metabólicas y la dependencia de la señalización mitogénica y de supervivencia a través de especies reactivas de oxígeno representa una vulnerabilidad específica de las células malignas que puede ser objeto de quimioterapia redox no genotóxica prooxidante. [13]

La terapia fotodinámica se utiliza para tratar algunos tipos de cáncer y otras enfermedades. Implica la administración de un fotosensibilizador seguida de la exposición del objetivo a longitudes de onda de luz adecuadas. La luz excita el fotosensibilizador, lo que hace que genere especies reactivas de oxígeno, que pueden dañar o destruir el tejido enfermo o no deseado. [ cita requerida ]

Véase también

Referencias

  1. ^ Puglia CD, Powell SR (1984). "Inhibición de antioxidantes celulares: un posible mecanismo de lesión celular tóxica". Environ. Health Perspect . 57 : 307–11. doi :10.2307/3429932. JSTOR  3429932. PMC  1568295 . PMID  6094175.
  2. ^ James LP, Mayeux PR, Hinson JA (2003). "Hepatotoxicidad inducida por acetaminofeno". Drug Metab. Dispos . 31 (12): 1499–506. doi :10.1124/dmd.31.12.1499. PMID  14625346.
  3. ^ Jaeschke H, Gores GJ, Cederbaum AI, Hinson JA, Pessayre D, Lemasters JJ (2002). "Mecanismos de hepatotoxicidad". Toxicol. Sci . 65 (2): 166–76. doi :10.1093/toxsci/65.2.166. PMID  11812920.
  4. ^ Herbert V (1996). "Efectos prooxidantes de las vitaminas antioxidantes. Introducción" (PDF) . J. Nutr . 126 (4 Suppl): 1197S–200S. doi : 10.1093/jn/126.suppl_4.1197S . PMID  8642456. Archivado desde el original (PDF) el 6 de abril de 2008. Consultado el 7 de mayo de 2007 .
  5. ^ Han SG, Kim Y, Kashon ML, Pack DL, Castranova V, Vallyathan V (diciembre de 2005). "Correlaciones entre el estrés oxidativo y la actividad de radicales libres en suero de soldadores asintomáticos de astilleros". Am. J. Respir. Crit. Care Med . 172 (12): 1541–8. doi :10.1164/rccm.200409-1222OC. PMID  16166614.
  6. ^ Duarte TL, Lunec J (2005). "Revisión: ¿Cuándo un antioxidante no es un antioxidante? Una revisión de las nuevas acciones y reacciones de la vitamina C". Radic. Res . 39 (7): 671–86. doi :10.1080/10715760500104025. PMID  16036346. S2CID  39962659.
  7. ^ ab Carr A, Frei B (1 de junio de 1999). "¿Actúa la vitamina C como prooxidante en condiciones fisiológicas?". FASEB J . 13 (9): 1007–24. doi : 10.1096/fasebj.13.9.1007 . PMID  10336883. S2CID  15426564.
  8. ^ Stohs SJ, Bagchi D (1995). "Mecanismos oxidativos en la toxicidad de iones metálicos". Radic. Biol. Med . 18 (2): 321–36. doi :10.1016/0891-5849(94)00159-H. PMID  7744317.
  9. ^ Valko M, Morris H, Cronin MT (2005). "Metales, toxicidad y estrés oxidativo". Curr. Med. Chem . 12 (10): 1161–208. doi :10.2174/0929867053764635. PMID  15892631.
  10. ^ Halliwell B (2007). "Polifenoles dietéticos: ¿buenos, malos o indiferentes para la salud?". Cardiovasc. Res . 73 (2): 341–7. doi : 10.1016/j.cardiores.2006.10.004 . PMID  17141749.
  11. ^ Hao Q, Maret W (2005). "Desequilibrio entre las funciones prooxidante y proantioxidante del zinc en la enfermedad". J. Alzheimers Dis . 8 (2): 161–70, discusión 209–15. doi :10.3233/jad-2005-8209. PMID  16308485.
  12. ^ Schneider C (2005). "Química y biología de la vitamina E". Mol Nutr Food Res . 49 (1): 7–30. doi :10.1002/mnfr.200400049. PMID  15580660.
  13. ^ Wondrak GT (diciembre de 2009). "Terapéutica contra el cáncer dirigida por rédox: mecanismos moleculares y oportunidades". Antioxid. Redox Signal . 11 (12): 3013–69. doi :10.1089/ARS.2009.2541. PMC 2824519 . PMID  19496700. 


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