dra. silvia suárez estrés oxidativo en la obesidad jsf2013
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estres oxidativo en la obesidadTRANSCRIPT
Silvia Suárez Cunza
CIBN – Facultad de Medicina
UNMSM
Estrés oxidativo en la obesidad:
suplementos antioxidantes
CURSO INTERNACIONAL OBESIDAD y CALIDAD
DE VIDA
Enfermedades Asociadas a ROS
2
Síndrome de Distrés Respiratorio Agudo
Ateroesclerosis
Cáncer
Enfermedades cardiovasculares
Diabetes
Enfermedad inflamatoria de las articulaciones
Enfermedades neurológicas no degenerativas
Enfermedades neurológicas degenerativas
Obesidad
Fibrosis pulmonar
Artritis reumatoide
Enfermedades vasculares
Según la Organización Mundial de la Salud, el 46% de
la carga mundial de la enfermedad y el 59% de la
mortalidad mundial se deben a enfermedades
crónicas
Archives of Toxicology, Volume 84 (11); 2009
Estrés Oxidativo
Desbalance de pro-oxidantes y antioxidantes
3
4
5
6
NADPH oxidasa
Xantina oxidasa
7
8
9
10
J Vasc Br 2004;3(4):357-66
O.−
2
11
Disfunción Endotelial
12
PRO-OXIDANTES: ROS, RNS
10-10s
17s
s - h
10-5s
13
H2O2
Veal et al, j.molcel.2007
O.-2
O.-2
14
H2O2
15
David M. Small and Glenda C. Gobe, 2013 16
Effects of the association of aging and obesity on lipids, lipoproteins and
oxidative stress biomarkers: A comparison of older with young men
N. Karaouzene y col. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases
Volume 21, Issue 10, October 2011
In this study, plasma lipids, lipoproteins and markers of oxidant/antioxidant status were investigated in young (n = 45) and older (n = 40) obese men and compared to those in young (n = 65) and older (n = 55) normal weight controls. The purpose was to determine whether obesity exacerbates or not lipid, lipoprotein abnormalities and oxidative stress in older men.
Our findings showed that all obese patients had increased plasma triglyceride, cholesterol, LDL-cholesterol, -triglyceride and HDL-triglyceride levels concentrations compared to controls (P < 0.01). However, the younger obese men had relatively larger and accentuated changes in plasma lipids and lipoproteins than the older patients. Additionally, total antioxidant capacity (ORAC), vitamins C and E were lower while hydroperoxides and carbonyl proteins were higher in young and older obese patients compared to their respective controls (P < 0.001). Erythrocyte antioxidant SOD and catalase activities were enhanced in obese young patients, but reduced in obese older men. Glutathione peroxidase activity was low in obesity irrespective of age. In multiple regression analysis, BMI significantly predicted total cholesterol, LDL-C, LDL-TG and HDL-TG (P < 0.0001). These relationships were not modified by age. BMI alone was a not a significant predictor for ORAC, vitamins C, E, catalase and Glutathione peroxidase. However, the interaction BMI–age significantly predicted these parameters and explained 28–45% of their changes. BMI was a significant predictor of SOD, carbonyl proteins and hydroperoxides. This effect became more significant (P < 0.0001) and worsened with BMI–age interaction.
In conclusion, lipoprotein metabolism and oxidant/antioxidant status are altered in obesity irrespective of age. However, obesity-related lipid and lipoprotein alterations were attenuated while oxidative stress was aggravated in older adults.
Metabolismo de lipoproteínas y el estado antioxidante está
alterado en la obesidad indenpendiente de la edad.
El estrés oxidativo es agravado en los de mayor edad
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Antioxidante
19
Toda sustancia que a bajas concentraciones
respecto a las de un sustrato oxidable
(biomoléculas), retarda o previene la
oxidación de dicho sustrato.
Halliwell y Whiteman
Antioxidantes
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Un ANTIOXIDANTE es una molécula que tiene la
propiedad de inhibir la oxidación de otras moléculas.
Los antioxidantes actúan terminando reacciones en
cadena mediante la eliminación de radicales libres,
intermediarios e inhiben otras reacciones de
oxidación.
En este proceso los antioxidantes se oxidan (agentes
reductores).
21
22
23 Antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos (modificado de Powers y Lennon, 1999)
24
TRPX
Moléculas antioxidantes de bajo peso
molecular
25
Endógenas: glutation, ácido úrico, bilirrubina.
Exógenas: ácido ascórbico, tocoferol, polifenoles,
moléculas nitrogenadas, moléculas azufradas.
26
27
Bilirrubina
Es un potente antioxidante que puede proteger a las
células de un exceso de 100 000 veces de H2O2.
PNAS December 10, 2002 vol. 99 no. 25 16093-16098
28
Mecanismo antioxidante
29
30
31
32
Regeneración del tocoferol por sistemas de tiol
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Efectos antiproliferativos y supresores de la PKC: transportador del Glu
Ácido Ascórbico
34
35
Los linfocitos aislados de los sujetos que recibieron suplemento dietario de
AA fueron mas resistentes a la oxidación ex vivo del DNA. Se observo
diferente expresión del patrón de genes relacionados con el estrés oxidativo
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Polifenoles
Ácidos fenólicos Flavonoides Estilbenos
Lignanos Alcoholes fenólicos
Ácido gálico Resveratrol
Secoisolariciresinol
Tirosol
Flavonoides
37
Flavonol
Flavona
Antocianina
Isoflavona
Chalcona
Flavanol
Flavanonol
Flavanona
Efectos de la adición simultánea de peróxido de hidrógeno y quercetina o
Q3GA sobre la inducción de ROS en células 3T3
38 Shirai et al. Biosci. Biotechnol. Biochem. 66(5): 1015-1021, 2002
20
40
60
80
100
120
Control 0.1 1 10
Pro
ducció
n d
e R
OS
(%
contr
ol)
ab a
a
b
a
c
b
Control: H2O2 20 mM
Quercetina Quercetina3glucuronido (Q3GA)
Q3GA as the major antioxidative metabolite in human plasma after the intake of quercetin.
Kawai Y et al. J. Biol. Chem. 2008;283:9424-9434
Las células aorticas
endoteliales bovina
fueron tratadas con
LDL (200 μg/mL) y 5
μm Cu2+ en presencia
de quercetina
glicósidos por 0-24 h.
La oxidación de LDL
fue medida como
Sustancias reactivas al
acido tiobarbitúrico
(TBARS).
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40
La actividad biológica de los antioxidantes no se
debe solo a su capacidad de cortar reacciones
por ROS sino también a sus actividades como
señalizadores intracelulares, sin embargo los
estudios todavía no pueden dar respuestas
claras por la diversidad de las estructuras de los
antioxidantes, así como la escasa información
sobre los estudios bioquímicos farmacológicos.
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La actividad antioxidante de un alimento in vitro difiere de su efecto antioxidante in vivo.
Ciertos compuestos fenólicos poliméricos que presentan una baja actividad in vitro pueden, sin embargo, contribuir a la capacidad antioxidante del plasma después de su transformación metabólica en compuestos más simples.
Por ejemplo, dos muestras de té verde y negro, que daban resultados muy diferentes en experiencias in vitro, produjeron, tras su consumo, un incremento similar en la capacidad antioxidante del plasma (Ghiselli A, Serafini M, Natella F, Scaccini C. Total antioxidant capacity is a tool to asses redox status: critical view and experimental data. Free Radic Biol Med. 2000; 29 (11): 1106-1114).
Sin embargo, la paradoja
antioxidante…
42
Silogismo Salud - Antioxidante
43
El estrés oxidativo está
relacionado con la
Enfermedad Crónica
Los antioxidantes
reducen el estrés
oxidativo
Los antioxidantes
reducen la
enfermedad crónica
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Se suministró vitamina C (500 mg diariamente), E (600 IU interdiario), y beta-
caroteno (50 mg interdiario) y se evaluó los efectos en resultados finales
combinados de infarto de miocardio (MI), paro, revascularización coronaria o
muerte por CVD entre 8,171 profesionales femeninas saludables a partir de 40
años con historia previa de CVD o tres o más factores de riesgo de CVD, el
seguimiento fue de un promedio de 9.4 años, desde 1995-96 a 2005.
Conclusión. No se observó todos los efectos de las vitaminas C, E o beta-
caroteno sobre los eventos cardiovasculares entre mujeres de alto riesgo para
CVD.
45
Cochrane Database Syst Rev. 2008 Apr 16;(2):CD007176.
Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases
Bjelakovic G, Nikolova D, Gluud LL, Simonetti RG, Gluud C
Estrategia de búsqueda:
Se hicieron búsquedas en The Cochrane Library (número 3, 2005), MEDLINE (1966 hasta octubre 2005), EMBASE (1985 hasta octubre 2005) y en Science Citation Index Expanded (1945 hasta octubre 2005). Se revisaron las bibliografías de las publicaciones pertinentes y se escribió a las compañías farmacéuticas para ensayos adicionales.
Conclusiones de los autores:
No hay pruebas para apoyar el uso de suplementos antioxidantes para prevenir la mortalidad en las personas sanas o en pacientes con diversas enfermedades.
Las vitaminas A, beta-caroteno y vitamina E podrían aumentar la mortalidad.
Los ensayos aleatorios futuros podrían evaluar los efectos potenciales de la vitamina C y el selenio para la prevención primaria y secundaria.
En tales ensayos se deben monitorizar cuidadosamente los efectos perjudiciales potenciales.
Los suplementos antioxidantes se deben considerar productos medicinales y se deben evaluar de forma suficiente antes de su comercialización.
Human plasma and tissue a-tocopherol concentrations in
response to supplementation with deuterated natural and synthetic
vitamin E. Graham W Burton, Maret G Traber, Robert V Acuff, David
N Walters, Herbert Kayden, Lise Hughes, and Keith U Ingold. Am J
Clin Nutr 1998;67:669–84.
46
Se reporta la comparación de vitamina E natural y sintética en humanos empleando las dos formas marcadas con deuterio, se midió en plasma y en tejidos en cada sujeto.
Los resultados indicaron que biodisponibilidad de la vitamina E natural fue alrededor del doble de la sintética.
El g-tocoferol, expresado como una fracción del total de tocoferoles no marcados en 15 pacientes quirúrgicos fue en promedio 2.6 veces mayor en el tejido adiposo, músculo, piel y vena que en el plasma, lo cual es sustancialmente una fracción mayor que la reconocida previamente.
Paradoja Antioxidante
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Es referido a la observación que las ERO juegan un
papel importante en diversas enfermedades pero la
administración de grandes dosis de suplementos
dietarios de antioxidantes en humanos, en la
mayoría de estudios ha demostrado poco o ningún
efecto preventivo o terapéutico.
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Sin embargo todavía no es claro como sucede.
Las defensas antioxidantes endógenas en el cuerpo
humano son complejas, interconectadas y finamente
reguladas.
La “capacidad antioxidante total” del cuerpo parece
no responder a las altas dosis de antioxidantes
dietarios de manera que la cantidad de daño oxidativo
a las moléculas clave raramente es alterado.
Tal vez sería útil la manipulación de los niveles de
antioxidantes endógenos (e.g. administrando “pro-
oxidantes” débiles) como una aproximación beneficiosa
al tratamiento y prevención de las enfermedades en las
que las ERO son importantes más que el consumo de
grandes dosis de “antioxidantes dietarios”.
Effects of Grape Pomace Antioxidant Extract on Oxidative Stress and
Inflammation in Diet Induced Obese Mice
Shelly Hogan y col. Journal of Agricultural and Food Chemistry2010, 58 (21)
Norton grape is one of the most important wine grapes in Southern and Midwestern states and generates massive pomace byproducts. The objective of this study is to characterize the antioxidant compounds and activity in Norton grape pomace extract (GPE) and further assess the potential health promoting properties of Norton GPE using an animal disease model. The total phenolic content and anthocyanins in Norton GPE were 475.4 mg of gallic acid equiv/g and 156.9 mg of cyanidin 3-glucoside equiv/g, respectively. Catechin and epicatechin in GPE were 28.6 and 24.5 mg/g, respectively. Other major antioxidants in GPE included quercetin (1.6 mg/g), trans-resveratrol (60 μg/g), gallic acid (867.2 μg/g), coutaric acid (511.8 μg/g), p-hydroxybenzoic acid (408.3 μg/g), and protocatechuic acid (371.5 μg/g). The antioxidant activity of GPE was evaluated by oxygen radical absorbance capacity (ORAC) and was 4133 μmol of Trolox equiv/g. Male diet-induced obese (DIO) mice were randomly divided to three treatment groups (n = 12): a normal diet (ND group), a high fat diet (HF group), and the high fat diet supplemented with GPE (HFGPE group). After 12-week treatment, mice in the high fat diet groups gained 29% more weight than the ND group. The GPE supplementation (estimated 250 mg/kg bw/d) lowered plasma C-reactive protein levels by 15.5% in the high fat diet fed mice (P < 0.05), suggesting a potential anti-inflammatory effect by dietary GPE. However, dietary GPE did not improve oxidative stress in DIO mice as determined by plasma ORAC, glutathione peroxidase, and liver lipid peroxidation. The results showed that GPE contained significant antioxidants and dietary GPE exerted an anti-inflammatory effect in diet induced obesity.
49
Metabolitos secundarios antioxidantes ejercen
efecto antiinflamatorio en la obesidad inducida por
la dieta.
50