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 estos químicos puede dañar células y tejidos, por ejemplo, una sobredosis del analgésico paracetamol (acetaminofén) puede dañar fatalmente el hígado , en parte a través de la producción de especies reactivas de oxígeno. [2] [3]
Algunas sustancias pueden actuar como antioxidantes o prooxidantes, según las condiciones. [4] Algunas de las condiciones que son importantes incluyen la concentración de la sustancia química y si hay oxígeno o metales de transición presentes. Aunque termodinámicamente muy favorecido, la reducción de oxígeno molecular o peróxido a superóxido o radical hidroxilo, respectivamente, está prohibida por giro . Esto reduce en gran medida las tasas de estas reacciones, lo que permite que exista vida aeróbica. Como resultado, la reducción de oxígeno generalmente implica la formación inicial de oxígeno singlete o el acoplamiento de órbita-espín.mediante 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 individual a oxígeno molecular o peróxido. [ cita requerida ]
Rieles
Los metales de transición pueden actuar como prooxidantes. Por ejemplo, el manganismo crónico es una enfermedad "pro-oxidante" clásica. [5] Otra enfermedad asociada con la presencia crónica de un metal de la serie de transición pro-oxidante es la hemocromatosis , asociada con niveles elevados de hierro. De manera similar, la enfermedad de Wilson se asocia con niveles elevados de cobre en los tejidos. Estos síndromes tienden a asociarse con una sintomatología común. Por lo tanto, todos son síntomas ocasionales de (p. Ej.) Hemocromatosis, otro nombre para el cual es "diabetes de bronce". El herbicida prooxidante paraquat , la enfermedad de Wilson y el hierro estriado se han relacionado de manera similar con el parkinsonismo humano . El paraquat también produce síntomas de tipo parkinsoniano en roedores. [ cita requerida ]
Fibrosis
La fibrosis o la formación de cicatrices es otro síntoma relacionado con los prooxidantes. Por ejemplo, el cobre interocular o la calcosis 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. La fibrosis pulmonar producida por paraquat y el agente antitumoral bleomicina también se cree que está inducida por las propiedades pro-oxidantes de estos agentes. Puede ser que el estrés oxidativo producido por tales agentes imite una señal fisiológica normal para la conversión de fibroblastos en miofibroblastos . [ cita requerida ]
Vitaminas pro-oxidantes
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 los iones metálicos, lo que conduce a la generación de radicales libres a través de la reacción de Fenton . [7] [8]
- 2 Fe 2+ + 2 H 2 O 2 → 2 Fe 3+ + 2 OH · + 2 OH -
- 2 Fe 3+ + Ascorbato → 2 Fe 2+ + Dehidroascorbato
El ion metálico en esta reacción se puede reducir, oxidar y luego volver a reducir, 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, está disponible para otros antioxidantes en la dieta, tales como menos datos polifenoles antioxidantes , [10] zinc , [11] y la vitamina E . [12]
Uso en medicina
Varios agentes anticáncer importantes se unen al ADN y generan especies reactivas de oxígeno. Estos incluyen adriamicina y otras antraciclinas , bleomicina y 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 señales mitogénicas y de supervivencia a través de especies reactivas de oxígeno representa una vulnerabilidad específica de las células malignas que pueden ser dirigidas selectivamente por quimioterápicos redox prooxidantes no genotóxicos. [13]
La terapia fotodinámica se usa para tratar algunos cánceres y otras afecciones. Implica la administración de un fotosensibilizador seguido de la exposición del objetivo a longitudes de onda de luz adecuadas. La luz excita el fotosensibilizador, provocando que genere especies reactivas de oxígeno, que pueden dañar o destruir tejido enfermo o no deseado. [ cita requerida ]
Ver también
- Antioxidante
- Agente oxidante
- Agente reductor
- Azul de metileno
- DCPIP
Referencias
- ^ CD de Puglia, Powell SR (1984). "Inhibición de antioxidantes celulares: un posible mecanismo de lesión celular tóxica" . Reinar. Perspectiva de salud . 57 : 307-11. doi : 10.2307 / 3429932 . JSTOR 3429932 . PMC 1568295 . PMID 6094175 .
- ^ James LP, Mayeux PR, Hinson JA (2003). "Hepatotoxicidad inducida por acetaminofén" . Drug Metab. Dispos . 31 (12): 1499–506. doi : 10.1124 / dmd.31.12.1499 . PMID 14625346 .
- ^ 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 .
- ^ Herbert V (1996). "Efectos prooxidantes de las vitaminas antioxidantes. Introducción" (PDF) . J. Nutr . 126 (4 supl.): 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 .
- ^ Han SG, Kim Y, Kashon ML, Pack DL, Castranova V, Vallyathan V (diciembre de 2005). "Correlaciones de estrés oxidativo y actividad de radicales libres en suero de soldadores asintomáticos de astilleros" . Soy. J. Respir. Crit. Care Med . 172 (12): 1541–8. doi : 10.1164 / rccm.200409-1222OC . PMID 16166614 .
- ^ 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 libre. Res . 39 (7): 671–86. doi : 10.1080 / 10715760500104025 . PMID 16036346 . S2CID 39962659 .
- ^ a b Carr A, Frei B (1 de junio de 1999). "¿La vitamina C actúa como pro-oxidante en condiciones fisiológicas?". FASEB J . 13 (9): 1007–24. doi : 10.1096 / fasebj.13.9.1007 . PMID 10336883 . S2CID 15426564 .
- ^ Stohs SJ, Bagchi D (1995). "Mecanismos oxidativos en la toxicidad de los iones metálicos". Radic libre. Biol. Med . 18 (2): 321–36. doi : 10.1016 / 0891-5849 (94) 00159-H . PMID 7744317 .
- ^ Valko M, Morris H, Cronin MT (2005). "Metales, toxicidad y estrés oxidativo". Curr. Medicina. Chem . 12 (10): 1161-208. doi : 10.2174 / 0929867053764635 . PMID 15892631 .
- ^ 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 .
- ^ Hao Q, Maret W (2005). "Desequilibrio entre las funciones pro-oxidante y pro-antioxidante del zinc en la enfermedad". J. Alzheimer Dis . 8 (2): 161–70, discusión 209–15. doi : 10.3233 / jad-2005-8209 . PMID 16308485 .
- ^ 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 .
- ^ Wondrak GT (diciembre de 2009). "Terapéutica del cáncer dirigida por Redox: oportunidades y mecanismos moleculares" . Antioxidante. Señal redox . 11 (12): 3013–69. doi : 10.1089 / ARS.2009.2541 . PMC 2824519 . PMID 19496700 .