Bioquímica.

El oxígeno nos intoxica. Efecto oxidante

Nadie pone en duda las bondades vitales del oxígeno, sin embargo, cuando dentro de los tejidos produce "radicales libres", puede ocurrir que en vez de beneficio ocasione serios ataques a la estructura celular. Incluso la vejez no es otra cosa que la lenta oxidación del organismo.

El oxígeno, tan fundamental para la vida de los organismos aeróbicos, a tal punto que sin él la vida en el planeta seria imposible, no es todo lo beneficioso para nuestras células como podríamos suponer. A partir de la información científica recopilable en los últimos treinta o cuarenta años, se ha acumulado una gran cantidad de datos referentes a la toxicidad celular del oxígeno y sus consecuencias para la supervivencia de los organismos. En otras palabras, el oxígeno -paradójicamente permite la vida, pero también la destruye.

El oxígeno es utilizado por los organismos aeróbicos como un agente oxidante, ya que la energía necesaria para la supervivencia, crecimiento y multiplicación de éstos proviene de aquellos procesos donde se queman combustibles metabólicos tales como los hidratos de carbono, lípidos y proteínas, convirtiéndose principalmente en dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O). De esta manera, el carbono al estado reducido, presente por ejemplo en un hidrato de carbono, se transforma en CO₂, liberando una apreciable cantidad de energía al mismo tiempo que el oxígeno, en su forma oxidada O₂, se reduce a O₂^-4. Este proceso de oxidación del combustible metabólico no se realiza en una sola etapa dentro de nuestras células, por una razón muy simple y lógica: si esta transformación ocurriera así, la mayor parte de la energía, que es justamente el elemento que necesita la célula, se perdería en forma de calor produciendo sólo un aumento de la temperatura del sistema. La solución de este problema termodinámico, ocurrida probablemente en los primeros estados de la evolución de los organismos aeróbicos, consistió en realizar el proceso de oxidación de los combustibles metabólicos de una manera cuantizada, esto es, etapa por etapa, logrando una máxima recuperación de la energía en forma química y desperdiciando un mínimo como calor.

Del mismo modo que la oxidación de los hidratos de carbono, lípidos y proteínas se realiza poco a poco, en los últimos años se ha descubierto que el oxígeno molecular también se va reduciendo en etapas, formándose en cada una de ellas productos bien definidos cuyas propiedades físicas y químicas han preocupado a los investigadores del área. Estos intermediarios de reducción permiten no sólo que se realicen muchas funciones celulares, sino también revisten un peligro potencial para la célula. El oxígeno molecular para transformarse en agua necesita recibir cuatro electrones, pero no puede hacerlo en forma simultánea debido a barreras energéticas que debe vencer cada electrón para ser incorporado a la molécula. De este modo, se forman diferentes intermediarios de reducción transitorios, algunos de los cuales presentan características de radicales libres.


Radicales libres y trastornos celulares

Radical libre es todo átomo o molécula que posee electrones libres, sin aparear. Como de acuerdo a las leyes de la estructura atómica la estabilidad de un átomo o molécula requiere de un apareamiento electrónico, resulta fácil deducir que estas formas moleculares o atómicas serán muy inestables y por lo tanto, altamente reactivas. Los radicales libres más característicos que se forman durante la reducción biológica del oxígeno son el radical superóxido (O₂^-), el radical peróxido (O₂^-2) y el radical hidroxilo (OH). De todos ellos el radical peróxido es el que se estabiliza con mayor facilidad, ya que rápidamente se asocia con el hidrógeno y forma el peróxido de hidrógeno, H₂O, más conocido como agua oxigenada. Los otros dos, el superóxido y el hidroxilo, son altamente reactivos y pueden ocasionar graves trastornos a la estructura y función celulares si su formación y reactividad no son debidamente controlada por la célula.

Estos radicales libres pueden atacar a los componentes de la estructura celular, especialmente a las proteínas, a quienes les ocasionan rupturas de los enlaces de unión entre sus aminoácidos o entre cruzamiento de enlaces; a los ácidos nucleicos, que sufren también ruptura de enlaces con las consecuencias informacionales y genéticas que esto significa, y a los lípidos cuyos ácidos grasos constituyentes sufren un proceso de oxidación no controlado conocido como lipoperoxidación.



Fuente: Laboratorio de Bioquímica
INTA - Universidad de Chile.

Ana María Caro V.