ANTIOXIDANTES

Dr. Roberto Mendoza Zepeda

Radiografía del Envejecimiento y la

Salud en México

Las condiciones de Salud en México

• Mejoría considerable en los últimos 50 años.

• Disminución marcada en la mortalidad.

• Incremento en la esperanza de vida al nacer.

• Predominio de Enfermedades No Transmisibles.

• Adopción de nuevos estilos de vida.

• Necesidad de mayor gasto en salud.

• Gran oportunidad para esquemas preventivos.

Mortalidad general y esperanza de vida en México

Fuente:Compendio Histórico de Estadísticas Vitales.INEGI/SSA

11.2

13.0

9.3 9.5

7.4

6.4

5.45.0

4.6 4.3

58.961.9

64.967.2

75

0

2

4

6

8

10

12

14

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2001Año

0

10

20

30

40

50

60

70

80Reducción de 66%

40

7,5

22

40

2,5

45

40

4,1

64

48

5,6

86

43

4,4

99

43

4,4

65

41

4,0

03

42

2,8

03

43

0,2

78

Es

pe

ran

za

de

vid

a

44

1,3

67

Tendencia de la Mortalidad por Enfermedades Crónicas No Transmisibles 1960-2010

Fuente: Elaboró CENAVE.Secretaría de Salud/INEGI.

Mortalidad % cinco ECNT

Enfer. del Corazón

Diabetes

Neoplasias

Nefropatía

ECV20.3

85

58

9.9

25

7.9

62

35.8

8.715.1

10

20

30

40

50

60

70

1960 1970 1980 1990 1998 2010

10

20

30

40

50

60

70

80

90

%

0 0

60%

44.1

34.9

23.1

23.5

6.8

27.95

17.45

12.45

10.41

8.847.69

6.836.07

2.571.791.501.241.050.93

0

5

10

15

20

25

30

2000 2005 2015 2020 2030 2040 2050

Proporción de población de 60, 80 años y más México 2000-2050

80 años y más

60 años y más

Fuente: Estimación CONAPO. CENAVE. Secretaría de Salud

• Ante el panorama de envejecimiento de la población mexicana urge adoptar medidas en defensa propia contra el mismo, comenzandopor adoptar medidas preventivas y mejorarnuestra calidad de vida

Especies Reactivas de Oxígeno

Se describen por primera vez hace menos de 50 años (Commoner et al, Nature 174:689-691, 1954)

Descritos como “diablos de una caja de pandora a los que se puede culpar por daño celular, mutagénesis, cáncer, infertilidad y por último pero no menos importante por los procesos degenerativos del envejecimiento ”biológico” (Harman, J Gerontol 11:298-300, 1956)

Paul Karrer(Premio Nobel de Química 1937)

Estructura de carotenoides y la conversión en Vit. A

Estructura de la Vit. C

Además, estudió las vitaminas B2, E, K, coenzimas, pigmentos vegetales, curare y otros alcaloides

Más de 1000 publicaciones en diversos campos de la química orgánica

1889-1971

Desbalance entre

oxidantes y antioxidantes

en favor de los oxidantes,

que potencialmente

inducen daño celular

Sies H., Oxidative Stress: Introductory Remarks.

En: Oxidative Stress, editado por Sies H., 1985

Estrés Oxidante

*millones de habitantes

Radicales libres

Especies Reactivas de Oxígeno (EROs)

Intermediario Fórmula Vida Media

Radical hidroxilo · OH 10-9 seg

Radical alcoxilo RO· 10-6 seg

Peroxinitrito RNOO – 0.05 – 1.0 seg

Radical peroxilo ROO· 7 seg

Oxido Nítrico · NO 1 – 10 seg

Radical semiquinona ------ días

Peróxido de hidrógeno H2O2 Desc. enzimática

Anión superóxido O2 Desc. enzimática

Bergendi et al, Life Sciences 65:1865, 1999

Enzimas Superóxido

dismutasa

Catalasa

Glutatión reductasa

Vitaminas -tocoferol

Ascorbato

Vitamina A

• Carotenoides

Sistema Antioxidante Endógeno

Cofactores

piridoxina

cromo

magnesio

selenio

zinc

Especies

Reactivas

de Oxígeno

Otros antioxidantes

óxido nitroso

glutatión

albúmina

Metalotioneina

Melatonina

Acumulación de oxidantes

vitamina B12

ácido fólico

vitamina B6

Daño por EROs

Vitaminas hidrosolublesVitaminas liposolubles

•Vitamina A

•Vitamina D

•Vitamina E

•Vitamina K

Tiamina (B1)

Riboflaviva (B2)

Niacina (B3)

Ácido pantoténico (B5)

Pyridoxal, Piridoxamina, Pyridoxina (B6)

Biotina

Cobalamina (B12)

Ácido fólico

Ácido ascórbico

USO DE ANTIOXIDANTES: VITAMINA C

(Acido Ascórbico)• Potente antioxidante:

neutraliza los radicales libres.

• Promueve la síntesis de colágena (elasticidad cutánea, evita arrugas)

• Capacidad blanqueadora sobre los depósitos de melanina.

• Disminuye la producción de melanina

Carotenoides

Estudios epidemiológicos asocian la ingesta de

carotenoides con disminución en la incidencia de

enfermedades crónicas

Bendich A. Biological functions of dietary carotenoids.

Ann NY Acad Sci 691:61-67, 1993

Carotenoides

Mecanismos propuestos:

Conversión a retinoides (vit. A)

Modulación de la actividad de lipooxigenasas

Propiedades antioxidantes

Activación de la expresión de genes (conexina 43)

Componentes integrales de las uniones intercelulares, requeridas para la comunicación célula-célula

Actividad preventiva en el desarrollo de neoplasiasPaiva y Rusell, J Am Coll Nutr 18:426-433, 1999

Carotenoides: Propiedades Antioxidantes

Inactivan en especial al singlete de oxígeno, en el proceso el carotenoide es regenerado

La prevención de la peroxidación de lípidos ocurre principalmente por neutralización del singlete de oxígeno

También inactivan al radical peroxilo a baja PO2, en el proceso se destruye la molécula del carotenoide

Paiva y Rusell, J Am Coll Nutr 18:426-433, 1999

VITAMINA A

como antioxidante “normalizadora”• Protector frente a

radicales libres (efectoanti-envejecimiento)

• Estimula procesos deregeneración cutánea(acción sobre la capagerminativa).

• Regula laqueratinización (efectoqueratoplástico)

• Necesaria en laelasticidad y turgenciade la piel

Visión y Vitamina A

• Fotorrecepción

• Hiperpolarización de

los bastoncillos y

propagación de los

impulsos neurales al

cerebro

Vitamina E

(“protectora”)• Compuesto liposoluble con

capacidad antioxidante. Mezcla de compuestos relacionados (tocoferoles, el más potente, alfa-tocoferol)

• Se aborbe en el intestino en los quilomicrones. Llega al hígado, que la exporta en las VLDL

• Evita la formación de peróxidos lipídicos

• Se acumula en las membranas celulares, depósitos de grasa y lipoproteínas

• Evita la acción destructiva y degenerativa de los radicales libres.

• Es un antioxidante natural, barre los radicales libres y el oxígeno molecular

• Evita la peroxidación de los ácidos grasos poli-insaturados de la membrana

• Debe darse en conjunto con la Vit. C ya que su acción es sinérgica

VITAMINA E (“protectora”)

• Posee acción hidratante.

• Disminuye el efecto inflamatorio postexposición solar (eritema y quemaduras)

• Mejora la función de la membrana celular

• Disminuye el riesgo de enfermedades cardiacas y de cáncer

Tiamina

• Sinónimo: vitamina B1

• Derivada de una pirimidina

sustituída y un tiazol unidos

por un puente de metileno

• Rápidamente convertida a

pirofosfato de tiamina (PPT) en

cerebro e hígado por la

difosfotransferasa de tiamina

Pirofosfato de tiamina

• Necesaria para

generar energía celular

Riboflavina

Sinónimo Vitamina B2

• Aporta coenzimas para las reacciones redox de succinato deshidrogenasa, oxidasa de xantinas

• Durante las reacciones se producen las formas reducidas de FMN y FAD

• La Riboflavina se descompone al exponerse a la luz. Esto puede conducir a deficiencia de riboflavina en recién nacidos tratados con fototerapia por hiperbilirrubinemia

Niacina, Nicotinamida y Ácido nicotínico

• Sinónimo: Vitamina B3

• El ácido nicotínico y la nicotinamida pueden servir como fuentes dietéticas

• Se requiere de niacina para la síntesis de formas activas: dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD+) y dinucleótido de nicotinamida y adenina fosfatado (NADP+)

• Ambos funcionan como cofactores para deshidrogenasas

• Estructura de NAD+

NADH se muestra en el inserto

Ácido pantoténico

• Sinónimo: vitamin B5• El Pantotenato es necesario para

la síntesis de coenzima A,

• Necesario para el metabolismo de los carbohidratos, y para todas las grasas y proteínas

Vitamin B6

Piridoxina, Piridoxal, Piridoxamina

Sinónimos: Vitamin B6

• Cofactor en enzimas involucradas en la trans-aminación

para síntesis y catabolismo de aminoácidos

• Cofactor para la fosforilasa de glucógeno

(glucogenólisis)

Cobalamina

• Sinónimo: vitamin B12

• Complejo tetrapirrólico + un ión cobalto en el centro

•Unicamente es sintetizada por

microorganismos, y se encuentra en

el hígado de animales

Importancia clínica de la cobalamina

• Dos reacciones importantes:

▫ Síntesis de succinil-CoA

▫ Y tetrahidrofolato(THF)

▫ Metilcobalamina

BIOSÍNTESIS DE PURINA,

TIMIDINA y DNA

Ácido fólico

• Es obtenido principalmente de levaduras y vegetales de

hoja verde, así como de hígado animal.

Estimula la capacidad de regeneración tisular

Vitamina A

Vitamina E

Vitamina C

Distribución de las vitaminas

Antioxidantes: distribución en LDL y membranas

colesterol

Vitamina A triglicéridos

ácidos grasos libres colesterol

fosfolípido

Vitamina E

Vitamina C

O

Me

O

Me

Me

CH3

Me Me Me Me

O

Me

OH

Me

Me

CH3

Me Me Me Me

Radical -Tocoferoxilo

-Tocoferol

Relación entre -Tocoferol y Acido Ascórbico

O OHO.HC

O OH

CH2

OH

Ascorbato-

O OHO.HC

O O

CH2

OH

Radical ascorbilo

.-

LDL, membranas: fase lipídica

Plasma: fase acuosa

Selenio

ZincAcción

antioxidanteGlutatión reducidoregeneración

Antioxidantes: actividad secuencial

LOO

LOOH

Vit E

Vit E radical

Vit C radical

Vit C GSSG

2 GSH

dihidro lipoato

lipoato

NADP

NADPH

Verhagen H. et al, Nutr Today 41:244-250, 2006

LOOH: lipoperóxido; LOO : radical lipoperóxido;

GSH: glutatión; GSSG: glutatión oxidado

Cadena de reacciones en el proceso de destoxificación de lipoperóxidos

Antioxidantes en la Dieta

Vitamina E (tocoferoles y tocotrienoles)

Vitamina C (ascorbato)

Vitamina A y -caroteno (precursor no nutriente)

Vitaminas del Complejo B

Nutrientes esenciales para la función del sistema antioxidante endógeno que actúan como precursores o cofactores (cobre, manganeso, zinc, selenio, riboflavina)

Papas A.M., Food Chem Toxicol 37:999-1007, 1999

Nutrientes Esenciales

Papel Biológico

Actividad Antioxidante

Directa

Indirecta

Cofactores en procesos metabólicos

Función enzimática

Síntesis de biomoléculas

Proliferación celular

OLIGOELEMENTOS:ZINC

• Esencial para la vida. Acción antioxidante.• Cofactor necesario para múltiples reacciones

bioquímicas• Forma parte de los ribosomas: crecimiento,

acción antiinflamatoria y cicatrizante. • Papel importante en la prevención del

envejecimiento: neutraliza radicales libres• Favorece la proliferación de queratinocitos y de

fibroblastos (colágena y elastina).

Estrés Oxidante:

Relación con Enfermedad

Estrés Oxidante y Enfermedad Cardiovascular

Dominiczak AF et al, Hypertension 45:636-642, 2005

Estrés Oxidante y Enfermedad Cardiovascular

Dominiczak AF et al, Hypertension 45:636-642, 2005

Estrés Oxidante e Hipertensión Arterial Reperfusión,

insuficiancia cardiaca y enfermedad coronaria

Touyz RM, Hypertension 44:248-252, 2004

Estrés Oxidante y Aterosclerosis, enfermedad renal y

pulmonar

McCormick ML et al, Arterioscler Thromb Vasc Biol 27:461-469 2007

Estrés Oxidante, Envejecimiento, Enfermedad

neurodegenerativa y Alzheimer

Lee HC & Wei YH, Exp Biol Med 232:592-606, 2007

Estrés Oxidante y Dieta

Sies H et al, J Nutr 135:969-972, 2005

Selenio: Riesgo CV e Influenza

Karita K et al, Menopause 15:119-124, 2008