La teoría de los radicales libres del envejecimiento ( FRTA ) establece que los organismos envejecen porque las células acumulan el daño de los radicales libres con el tiempo. [1] Un radical libre es cualquier átomo o molécula que tiene un solo electrón desapareado en una capa externa. [2] Si bien algunos radicales libres como la melanina no son químicamente reactivos , la mayoría de los radicales libres biológicamente relevantes son altamente reactivos. [3] Para la mayoría de las estructuras biológicas, el daño de los radicales libres está estrechamente asociado con el daño oxidativo . Los antioxidantes son agentes reductoresy limitar el daño oxidativo a las estructuras biológicas pasivándolas de los radicales libres. [4]
Estrictamente hablando, la teoría de los radicales libres solo se ocupa de los radicales libres como el superóxido (O 2 - ), pero desde entonces se ha ampliado para abarcar el daño oxidativo de otras especies reactivas de oxígeno (ROS) como el peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) , o peroxinitrito (OONO - ). [4]
Denham Harman propuso por primera vez la teoría de los radicales libres del envejecimiento en la década de 1950, [5] y en la década de 1970 extendió la idea para implicar la producción mitocondrial de ROS. [6]
En algunos organismos modelo, como la levadura y la Drosophila , existe evidencia de que la reducción del daño oxidativo puede prolongar la vida útil. [7] Sin embargo, en ratones, solo 1 de las 18 alteraciones genéticas (deleción de SOD-1) que bloquean las defensas antioxidantes, acortó la vida útil. [8] De manera similar, en los gusanos redondos ( Caenorhabditis elegans ), se ha demostrado recientemente que el bloqueo de la producción del antioxidante superóxido dismutasa natural aumenta la vida útil. [9] Si la reducción del daño oxidativo por debajo de los niveles normales es suficiente para prolongar la vida útil sigue siendo una cuestión abierta y controvertida.
La teoría del envejecimiento de los radicales libres fue concebida por Denham Harman en la década de 1950, cuando la opinión científica predominante sostenía que los radicales libres eran demasiado inestables para existir en los sistemas biológicos. [10] Esto también fue antes de que alguien invocara a los radicales libres como causa de enfermedades degenerativas. [11] Dos fuentes inspiraron a Harman: 1) la teoría de la tasa de vida , que sostiene que la esperanza de vida es una función inversa de la tasa metabólica que a su vez es proporcional al consumo de oxígeno, y 2) la observación de Rebbeca Gershman de que la toxicidad por oxígeno hiperbárico y la toxicidad por radiación podrían explicarse por el mismo fenómeno subyacente: los radicales libres de oxígeno. [10] [12]Al señalar que la radiación causa "mutación, cáncer y envejecimiento", Harman argumentó que los radicales libres de oxígeno producidos durante la respiración normal causarían daño acumulativo que eventualmente conduciría a la pérdida de funcionalidad del organismo y finalmente a la muerte. [10] [12]
En años posteriores, la teoría de los radicales libres se amplió para incluir no solo el envejecimiento per se , sino también las enfermedades relacionadas con la edad. [11] El daño de los radicales libres dentro de las células se ha relacionado con una variedad de trastornos que incluyen cáncer , artritis , aterosclerosis , enfermedad de Alzheimer y diabetes . [13] Ha habido alguna evidencia que sugiere que los radicales libres y algunas especies reactivas de nitrógeno desencadenan y aumentan los mecanismos de muerte celular dentro del cuerpo, como la apoptosis y, en casos extremos, la necrosis . [14]