el pulmón como órgano diana del estrés oxidativo

REVISIÓN

EL PULMÓN COMO ÓRGANO DIANA DEL ESTRÉSOXIDATIVO. RADICALES LIBRES Y ESPECIESACTIVAS DEL OXÍGENO.

D. Romero Alvira, M.P. Villalba Martin*, A. Sebastian Ariño, F. Cabeza Lamban y M. Mur Villacampa.

Servicio de Cardiología. Hospital de Calatayud. Instituto Nacional de la Salud. Zaragoza.

Introducción

El delicado equilibrio que existe entre los diferentesestados pro-oxidantes y los mecanismos defensivosanti-oxidantes está adquiriendo de día en día unamayor importancia en muchos campos médicos. Laneumología no es una excepción, ya que el pulmón,dadas sus múltiples, variadas y complejas funciones,fundamentales para el mantenimiento del medio in-terno, para el intercambio gaseoso, para la producciónde prostaciclina, para la modulación de la enzimaconvertidora, para la inactivación de monoaminas,para la regulación del metabolismo del ácido araqui-dónico por los esferoides antiinflamatorios, etc, esfrecuentemente órgano diana de los radicales libres deoxígeno (RLO) con las diversas consecuencias patoló-gicas conocidas. Las nuevas iniciativas en la concep-ción fisiopatológica a buen seguro podrán inducir ini-ciativas terapéuticas, que tengan como fin intentarrestablecer el equilibrio perdido entre pro-oxidación yanti-oxidación.

En la tabla I se presentan algunos de los procesosneumológicos relacionados al menos en parte con losRLO; es indudable que tal relación irá incrementán-dose en el futuro y otros padecimientos pulmonaresencontrarán su explicación en el contexto de la pro-oxidación y la anti-oxidación.

Muchos agentes pueden realizar efectos tóxicos so-bre los pulmones, a través de la producción de radica-les libres y especies activas del oxígeno; entre talesagentes tenemos: las radiaciones ionizantes, los ga-ses tóxicos oxidantes (NO;, S0¡, etc), el paraquat, lableomicina, la nitrofurantoina, etc. y situaciones clí-nicas caracterizadas por la activación de los polimor-fonucleares, como sucede en el shock, sepsis, trauma-tismos y diversos estados relacionados con la inmu-nidad'-10'98

* Médico residente. Clínica Puerta de Hierro. Madrid.

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En 1986, Bladwing" ha comunicado la presencia deuna especie activa de oxígeno (el peróxido de hidróge-no [H^O^]) en el aire exhalado por pacientes con sín-drome del distrés respiratorio del adulto (SDRA);como bien sabemos, tal síndrome se caracteriza poruna inflamación aguda difusa con progresivo deterio-ro de la membrana alveolo-capilar.

La presencia de pentano en el aire exhalado por lospacientes que sufrieron el síndrome del aceite tóxico(SAT)12"15, pone de manifiesto que una intensa peroxi-dación lipídica tuvo lugar en ellos, dando como resul-tado una pérdida del equilibrio entre pro-oxidación yanti-oxidación. Asi mismo, las neumoconiosis produ-cidas por diversas partículas minerales, como porejemplo, en el caso del asbesto, pueden ser produci-das por inhibición de las superóxiodo dismutasas(SOD) que eliminan la citotoxicidad del radical super-óxido16-21.

De los procesos neumológicos, que en la actualidadse conocen, relacionados con los radicales libres yespecies activas del oxigeno (RLO) citados en la ta-bla I, entre ellos tenemos situaciones tan frecuentescomo es la EPOC, los tumores, los efectos citotóxicosdel oxígeno y los daños inducidos por los cigarrillos,resultando cada vez más obvio el hecho de la relaciónde los RLO en la patología neumológica y la necesi-dad de mantener el estado de equilibrio estacionarioentre pro-oxidación y anti-oxidación. Así mismo hayfármacos entre los que cabe citar: adriamicina, doxo-rrubicina, daunorrubicina, mitocina C, tetraciclina,cloranfenicol, primaquina, cloroquina, metronidazol,nitrofurantoina, furosemida, etc, pueden por si mis-mo RLO o transformarse en radicales libres22"25.

En este trabajo nos centraremos en el SDRA, laEPOC, la inflamación y las prostaglandinas, la fibro-génesis y las neoplasias, como áreas de conocimientorelacionadas a nivel del aparato respiratorio con losRLO, pero antes se harán unas consideraciones res-pecto a los efectos citotóxicos del oxígeno y a los

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D. ROMERO ALVIRA ET AL.-EL PULMÓN COMO ÓRGANO DIANA DEL ESTRÉS OXIDATIVO. RADICALES LIBRESY ESPECIES ACTIVAS DEL OXÍGENO

TABLA ISituaciones neuniológicas relacionadas al menos en parte

con los RLO

1) Amiloidosis.2) Asma bronquial.3) Aspiración pulmonar de meconio.4) Cáncer y metástasis.5) Colagenosis (S. de Goodpasture, angeitis granulomatosa, LES)

(alveolitis fibrosante asociada a enfermedades del colágeno.).6) Contaminantes atmosféricos oxidantes. (NO;, SOy etc.).7) Displasia broncopulmonar.8) Edema pulmonar de las grandes alturas. (HAPE).9) Efecto del humo de los cigarrillos.

10) Envejecimiento.11) EPOC (tipo enfisema).12) Hemosiderosis pulmonar idiopática.13) Hiperoxia e hipoxia (aguda y crónica).14) Hipertensión pulmonar.15) Neumonitis intersticial por radiaciones ionizantes.16) Neumonitis por polvos minerales (asbesto, sílice, aluminio,etc.).17) Procesos fibrosantes iatrogénicos.18) Procesos autoinmunes.19) Reacciones inducidas por toxinas y medicamentos.20) S. del distress respiratorio del adulto (SDRA).21) S. del distress respiratorio del recien nacido (SDRRN).22) Toxicidad por bleomicina, nitrofurantoina, amiodarona, etc.23) Toxicidad por paraquat y diquat.24) S. del aceite tóxico (SAT).25) Sobrecargas de hierro (hemocromatosis idiopática, etc.).

TABLA IIMecanismos intracelulares de producción de radicales libres

de oxígeno

1) Cadena de transporte de eictrones a nivel mitocondrial.2) Cadena de transporte de eictrones a nivel microsomal.3) Cadena de transporte de eictrones en los cloroplastos.4) Enzimas oxidantes.5) Células fagociticas.6) Reacciones de auto-oxidación.

cambios anatomopatológicos que se producen en ellecho vascular pulmonar por la hipoxia.

Efectos citotóxicos del oxígenoLos mecanismos por los que pueden inducir estados

prooxidantes son diversos y sus características depen-den del agente inductor y de la respuesta de las célu-las26, así: el oxígeno hiperbárico, las radiaciones ioni-zantes, las reacciones en presencia de hierro tipoFenton (de la que trataremos más adelante)27, la cade-na de transporte mitocondrial de electrones que puedeliberar pequeñas cantidades de especies activas deloxígeno que producen daños en los lípidos y citocro-mos, los fármacos que inducen proliferación de pero-xisomas como el clofibrato, nafenopina y el di(2-etile-xil) ftalato, los inhibidores del sistema defensivoantioxidante, como son la azida, la hidroxilamina, laaminotriazole que inhiben las catalasas y el ácidoditiocarbamático que inhibe la SOD, los agentes acti-vos sobre las membranas celulares y que son impor-tantes bajo el punto de vista de la carcinogénesis,entre los que tenemos lectinas, teleocidinas, mezeri-nas, la aflatoxina B,, el benzopireno, el asbesto, la sili-gg 18, 21, 28-33

La producción de especies activas del 0¡, es lamejor explicación bioquímica y molecular para com-prender los daños asociados con la hiperoxia. En laactualidad, todavía se desconocen intimamente losmecanismos responsables, pero la clave del problematal vez se encuentre en la gran susceptibilidad queante las especies activas del oxígeno tienen los lípidosde las membranas, las enzimas, los ácidos nucleicos ylas proteínas34. En la tabla II se citan las fuentesintracelulares de RLO; se sabe que en respuesta a lahiperoxia se producen incrementos en las cantidadesde 0¡, H^O^ y OH35'36. Muchas células tienen podero-sos sistemas antioxidantes enzimáticos, por ejemplo:el conjunto de las SOD, a las cuales ya nos referiremosen la primera parte en el apartado de química y pro-ducción de RLO lo mismo que a las catalasas. Tantolas catalasas como la glutation peroxidasa (GSH-P) seencargan de la degradación del peróxido de hidróge-no, pero cuando el radical superóxido (0¡) y el H-¡0-¡no son degradados, se puede formar el radical hidroxi-lo (OH), que es el más poderoso agente oxidante ypara el que además, no existe ninguna enzima celularque lo elimine37. El peróxido de hidrógeno puedereaccionar con la mieloperoxidasa y formar ácido hi-pocloroso, o con los ácidos grasos poliinsaturadospara formar peróxidos lípidos (radicales)38'40; estosradicales pueden descomponerse posteriormente, for-mando malondialdehido, que puede romper y dañargrupos amino libres de proteínas, ácidos nucleicos yfosfolípidos. Los citados peróxidos lipidióos tambiénpueden tranformados en compuestos menos tóxicos,como son los hidroxiacidos grasos, por medio de laGSH-P41.

Las especies activas del oxígeno pueden contribuir alos daños pulmonares por otras vías indirectas comoson: 1) por la producción de un incremento en lapresión de perfusión, 2) por la génesis de tromboxanoA¡ y 3) por la inactivación de las antiproteasas pul-monares42'44.

Los efectos citotóxicos del oxígeno se observan des-pués de dar 12 horas 0¡ al 100 % o en las cámarashiperbáricas. En la hiperoxia se producen aumentosde las cantidades del anión superóxido (0¡), del peró-xido de hidrógeno (H¡0¡) y del radical hidroxilo(OH), que producen distintos daños e incluso muertecelular. En el pulmón, las alteraciones son particular-mente graves a nivel del endotelio vascular y delepitelio alveolar, pudiendo producir SDRA45; el oxí-geno al 50 % puede ser tolerado durante 1 semana. Esde particular importancia la toxicidad crónica del 0¡en los niños, ya que puede producir displasia bronco-pulmonar caracterizada por la proliferación de fibro-blastos, con aumento de la síntesis de colágeno, áreasde fíbrosis y bullas46.

En 1977, un trabajo de Cross y Hasegawa47 indicabacomo se producían mayores daños de citotoxicidadpulmonar por el oxigeno en ratas con déficit de sele-nio. A nivel de la neumología es muy importante lainformación referente a la enzima antioxidante gluta-tion peroxidasa, descubierta en 1957 por Milis48, encuyo grupo prostético se encuentra la seleno-cistei-

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ARCHIVOS DE BRONCONEUMOLOGÍA. VOL. 26, NÚM. 8, 1990

na49. La síntesis de GSH está relacionada con la N-acetil-cisteína, que como vemos en la tabla III es unanti-oxidante no enzimático lo mismo que el selenio.La GSH-P está involucrada en la reducción de losesteres de hidroperóxidos de ácidos grasos50, a nivelmitocondrial previene la peroxidación lipídica51, asícomo la degradación oxidativa de los fosfolípidos y laformación concomitante de malonaldehido52, por últi-mo Omaye et al53, en 1975 observaron que cuando seproducía la inhibición de GSH por medio de la admi-nistración repetida de sales de cadmio, se producíauna acumulación de los productos de degradación delos lípidos insaturados.

La relación de la GSH-P con los procesos mutagéni-cos, fue apuntada en primera instancia en 1969 porChristophersen54, cuando observó que reaccionabacon los hidroperóxidos de los ácidos nucleicos y susprecursores. Pero fue en 1976, cuando Thomas et al55

identificaron que el hidroperóxido de timidina, quetambién es eliminado por GSH-P, era un potentemutágeno. El interés, por la facultad de la GSH-Ppara eliminar mutágenos, se refuerza por el hecho querelaciona los suplementos de selenio con la disminu-ción de incidencia de cáncer56-61. La GSH-P protegelas inestables fuentes de prostaglandinas (ácido ara-quidónico y otros ácidos grasos poliinsaturados), con-tra la degradación oxidativa inexpecífica y se puededecir que la GSH-P junto con la catalasa, las SOD yprobablemente el alfa tocoferol, forman un conjuntodefensivo eficaz que garantiza la disponibilidad deestos sustratos indispensables62. La tolerancia al oxí-geno depende de los antioxidantes (SOD, GSH, ceru-loplasmina, tocoferoles, etc), y se pretende mejorarpor medio de incrementar las cantidades de Cu-ZnSOD63.

Hay aspectos químicos básicos como son la produc-ción de RLO, el reactivo de Fenton, la importanciadel hierro en las reacciones de RLO, la peroxidaciónlipídica, a los que nos referiremos brevemente.

Química y producción de los RLO

a) Definición de radical libre.Un radical libre es aquella especie química cargada

o no, que tiene en su estructura al menos un electróndesapareado. Se representa con un punto a la derechadel símbolo.

Los mamiferos obtienen la mayor parte de su ATPcelular por medio de un sistema en el que intervienen4 electrones, que reduce el 0¡ para formar H¡; talreducción tienen lugar en el sistema mitocondrial detransporte de electrones4 produciéndose a lo largo dedicha reducción las especies activadas del oxígenocomo podemos ver a continuación:

0¡ + e~ -»• 0^ (radical superóxido)O; + 2e~ + 2H+ -»• H^O^ (peróxido de hidrógeno)0¡ + H^Oz + H+ — O; + H;0 + OH- (rad. hidróxilo)O:, + 4e~ + 4H+ -^ 2H¡0 (agua)

Las especies activas del oxígeno (reducidas) tienensus correspondientes sistemas enzimáticos intracelu-

TABLA IIIAntioxidantes no enzimáticos66'69'"

La albúminaEl alopurinolAminoácidos azufrados (cisteina, cisteamina, cisteiniíglicina,glutation)El ac. 5-ASAEl ac. benzoicoEl ac. cítricoEl ac. gálico-fórmicoLa bilirrubinaEl butihidroxianolLos carotenoidesLos ubiquinonas o coenzimas Q (dihidroxiquinolinas)El 2-5 dimetil furanoEl dimetoxi-etanoDistintos ac. grasos (oléico, linoléico, linolénico y araquidónico)Las glicoproteínas de la mucosa gástrica y bronquialLa glucosaLa haptoglobina-hemopexinaEl hidroxitolueno butiladoEl manitol-metioninaLa N-acetil cisteinaEl probucolLa prometazinaTMMP (2, 3, 5, 6, tetrametil-4-metoxifenol)La taurinaLa transferrina-lactoferrinaTBHQEl selenio sinérgicamente con la vitamina ELos tocoferolesABTS (2,2-azino bis-(3-etilbenzotiazolina-6 sultanato)El ac. ascórbicoEl ac. cafeicoEl ac. fosfóricoEl ac. nordihidroxiguairéticoLa dimetil-tiourea (DMTU)El butanolLa ceruloplasmina-esquizandrina-BEl etanolEl diazabiciclooctanoEl dimetil sulfóxidoHDC (6 hidroxil-l-4-dimetilcarbazole)Las hidroquinonasLa histidinaNADHEl pentaeritritolPMHC (pentametilhidroxicromano)La salazopirinaEl tungstenoEl Trolox CEl Topanol 345Los tioles, tioéteres, etc.

lares que las neutralizan y de los que hablaremos másadelante, por extensión las sustancias, ya sean de na-turaleza enzimática o no enzimática (tabla III).

Biológicamente, las oxidaciones son casi siemprepromovidas por el hierro, que como el cobre, es unmetal de transición ubicuitario, con un sistema d-elec-trón lábil. Los metales de transición pueden iniciar laperoxidación de los lípidos, por simple transferenciade electrones o abstracción de hidrógeno, por interac-ción de cofactores flavínicos, por transferencia de unoxeno desde el oxígeno hasta el ion metálico (Fe, Mn,Mo, Cu), con la formación de exocationes del tipoFe'1'5 = o'2 64'65

Entre los numerosos sistemas que contienen hierrotenemos: enzimas (lipooxigenasa, ciclooxigenasa y las

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peroxidasas) y compuestos (citocromo P45o, hemoglo-bina y mioglobina).

Más información sobre las bases bioquímicas de losRLO y los antioxidantes ha sido ampliamente detalla-da en algunos trabajos anteriores de nuestro gru-po19.66-69 (tablas III, IV y V).

b) Reactivo de FentonHabitualmente, el oxígeno se encuentra en su forma

más estable, la molécula diatómica 0¡ con los electro-nes que forman el enlace n antienlazante con el mis-mo espín, es decir, en lo que se conoce como estadotripleto. En esta forma, el oxígeno es sólo moderada-mente reactivo, de tal modo que su velocidad dereacción con la mayoría de los compuestos biológicoses, a las temperaturas fisiológicas, inapreciablementebaja.

Sin embargo, en determinadas condiciones, porreacciones puramente químicas, por acción enzimáti-ca ó por efecto de las radiaciones ionizantes, puedenproducirse una serie de especies químicas (moléculasó radicales libres altamente reactivos70 capaces de darlugar a múltiples reacciones con otros compuestospresentes en el organismo, y consecuentemente, llegara producir daño celular. Uno de los procesos másimportantes de producción de radical hidroxilo es lareducción del agua oxigenada por ciertos iones metáli-cos, en especial por abundante el ion ferroso (Fe^). Lamezcla de peróxido de hidrógeno HÔ^ y Fe^ se cono-ce como reactivo de Fenton, quien ya indicó, en 1894,que esta mezcla era capaz de oxidar al ácido málico71.En 1934 Haber y Weiss proponen como mecanismode reacción la formación de radicales hidroxilo

HÔ; + Fe^ -^ Fe^ + OH- + OH-

Esta reacción, también puede tener lugar con otrosmetales aparte del ion ferroso, aunque en los sistemasbiológicos, éste parece ser el más importante67'76,aportado por la transferrina72-73, lactoferrina74, hemo-globina75 ó ferritina28. El hierro, inicialmente en formade iones férricos (Fe^) reaccionaría con el radicalperóxido, y el ion ferroso formado lo haría entoncescon el peróxido de hidrógeno*28'.

Fe-H^ + O; -- 0¡ + Fe^Fe^ + HzO; — OH- + OH- + Fe^

Esta pareja de reacciones es un mecanismo impor-tante de formación de radicales hidroxilo (OH-) apartir del superóxido, ya que como se ha visto esteúltimo se dismuta fácilmente produciendo agua oxige-nada, de modo que cualquier reacción que produjera(0¡), producirá en última instancia (OH-), a menosque existiera algún sistema específico de eliminación.

c) Importancia del hierro en las reacciones de RLOHay al menos tres aspectos en los que el hierro

participa en la producción de estrés oxidativo: 1) Elhierro, facilita la descomposición de peróxidos lipidí-eos, dando lugar a la formación de muchos productos,entre los que tenemos aldehidos citotóxicos (p.ej.:

TABLA IVEnzimas y células que participan en la produción de

radicales libres

1) Enzimas oxidantes involucradas.a) Ciclo-oxigenasa.b) Galactosa-oxidasa.c) Indolamín-dioxigenasa.d) Lipo-oxigenasa, mieloperoxidasa.e) Monoamino-oxidasa.O Xantin-oxidasa.g) Triptófano-dioxigenasa.

2) Células fagocíticas.a) C. endoteliales.b) Eosinófílos.c) Macrófagos.d) Monocitos.e) Neutrófilos.

TABLA V

Sustancias biológicamente activas que intervienenen los procesos de reparación172'192-"6

1) Factores quimiotactivos.2) Mediadores vasoactivos.3) Factores de crecimiento de los fibroblastos.4) Factores angiogénicos para la proliferación capilar.5) Fibronectina.6) Colagenasa para remodelar la zona dañada.

Cinética celular en la reparación de los daños pulmonares porlos RLO W,212,216,217,241-248

1) Proliferación de las células alveolares epiteliales.2) Proliferación de las células endoteliales capilares.3) Proliferación de las células intersticiales.4) Proliferación de las células pulmonares durante

la hiperoxia.

malonaldehido) e hidrocarburos (etano, pentano, etc).2) El hierro promueve la generación de radical hidro-xilo (OH-), a partir del peróxido de hidrógeno (HÔ^),por medio de la reacción:

H-iO-t + Fe^ -> Few + OH + OH-

3°) Está involucrado en la producción de radical su-peróxido (0¿) y peróxido de hidrógeno (HÔ;), pormedio de catalizar la oxidación no enzimática demoléculas como la adrenalina y el glutatión.

d) Peroxidación lipídica.Las especies activas del oxígeno (0¿), (HÔ;) y

(OH-), consideradas como "inicializadores de la oxi-dación", si no son eliminados en su compartimentode producción por su sistema antioxidante específico,pueden inducir la formación de nuevos RLO por me-dio de un estrés oxidativo sobre las porciones lipídicasde las membranas celulares.

Los lípidos son compuestos químicos, fundamenta-les y ubicuitarios en la arquitectura celular y sobreellos tiene lugar el estrés oxidativo, por medio de lasdistintas especies activas del oxígeno (por ejemplo, elradical hidroxilo).

El inicio de la peroxidacion lipídica se produce porla abstracción de un hidrogenion del ácido graso:

61 363


R-CH:,-CH=CH2-CH=CH-(CH:,)n-COOH

ÍOH-

R-CH:,-CH=CH-CH-CH=CH-(CH2)n-COOH

O por medio de la adicción

R-CH;,-CH=CH-CH;,-CH=CH-(CH2)n-COOH

^OH-

R-CH:,-CH-CH-CH2-CH=CH-(CH;,)n-COOH

OH

El radical de ácido graso así formado puede reaccio-nar con la molécula de 0¡, después de una conjuga-ción de los dobles enlaces.

R-CH;,-CH=CH-CH=CH-CH-(CH;,)n-COOH

0-0

Los RLO formados con los componentes lipidíeosde las membranas celular y mitocondrial son los cau-santes de los efectos citóxicos.77

Los mecanismos intracelulares de producción deRLO se citan en la tabla IV y los distintos mecanis-mos de acción de las diversas sustancias enzimáticas yno enzimáticas existentes, que por la limitación deespacio de un artículo no pueden ser presentadas, noobstante se señalan a continuación una serie de traba-jos donde el lector interesado podrá obtener informa-ción pertinente al respecto4'77.62.92.185

Un hecho importante: la hipoxia y el lecho vascularpulmonar. Cambios anatomopatológicos.

En la superficie epitelial de la vía aerea, hay 8 tiposde células: básales, Kulchitsky, ciliadas, intermedias oindiferenciadas, en cepillo o brocha, mucosas, serosasy de Clara, mientras que en el espacio intersticialalveolar se encuentran los fibroblastos y los miofibro-blastos. Los vasos sanguíneos adicionalmente inclu-yen, células endoteliales, células musculares lisas(CML), células intermedias y pericitos. El músculoliso bronquial es sin duda un subtipo de CML condiferentes receptores que las CML vasculares.

El lecho vascular pulmonar se remédela estructural-mente como respuesta a la hipoxia, manifestando in-mediatos incrementos de la presión en la arteria pul-monar78"80. Las arterias no musculares o parcialmentemusculares, presentan un cambio ultraestructural, enel que las células endoteliales aumentan de tamaño yaparece una nueva capa de células dentro de la láminaelástica; tales células intermedias y pericitos puedenaumentar de volumen y por otro lado los pericitospueden desarrollar células intermedias y las célulasintermedias se pueden diferenciar a células muscula-res lisas; después de 10 días, las arterias no son distin-

guibles de aquellas que normalmente son muscula-res81. Por medio de estudios con timidina tritiada, seha analizado la actividad mitótica de estas células y seha apreciado gran incremento de la misma a los cincodías82.

Las arterias musculares, durante la hipoxia sufrenun incremento de grosor de la adventicia y de lamedia, a expensas de un acumulo de colágeno83. En lacapa media, el índice mitótico de las células muscula-res aumenta, pero es en la adventicia donde tienelugar, por medio de los fibroblastos, el mayor aumen-to de colágeno. La recuperación, después de volver atensiones de oxígeno normales, puede tardar meses,pues aunque hay una disminución de las presionespulmonares, éstas persisten significativamente eleva-das.

En las arterias musculares pre-acinares, después de10 días de hipoxia seguidos de 70 días normales, seadvierte una normalización del espesor de la adventi-cia y de la media (células musculares lisas y fibroblas-tos), permaneciendo el colágeno significativamenteaumentado83.

Por tanto, la remodelación que tiene lugar en launión alveolo-capilar en relación con la hipoxia es apartir de su aumento en CML81, mientras que en elsegmento arterial pre-acinar, la remodelación es a par-tir de mayor cantidad de colágeno tanto en la adventi-cia como en la media83.

FibrogénesisLa fibrogénesis es una forma de reparar los daños

del estrés oxidativo; hay otros mecanismos de repara-ción ante los RLO se realizan por medio de: producirhipertrofias de las células endoteliales vasculares'85 dela GSH-P86'87, y por aumento del contenido celular dela matriz intersticial85'89. A nivel bioquímico, la repa-ración también produce incrementos en las cantida-des pulmonares de colágeno, glucosaminoglicanos, fi-bronectina e hidroxiprolina90"95.

La esclerosis sistémica progresiva es una enferme-dad que se caracteriza por la presencia de manifesta-ciones en innumerables órganos tales como pulmón,corazón, riñon y vías biliares, dependiendo la severi-dad de la afectación visceral.

Hay personas expuestas al cloruro de polivinilo quepueden presentar fenómenos de Raynaud, acroosteoli-sis y lesiones cutáneas, los trabajadores de la mineríadel carbón y del oro también padecen más escleroder-mia, lo cual sugiere que el polvo de sílice pueda serfactor predisponente; además tales trabajadores tam-bién presentan fibrosis hepática y angiosarcoma. Enenefermos que reciben el analgésico pentazocina sehan detectado esclerosis extensas en la dermis y tejidocelular subcutáneo. Por último la bleomicina producenodulos fíbróticos en piel y puede producir tales alte-raciones a través de los RLO88'96.

La enfermedad pulmonar intersticial difusa (EPID),bajo cuya denominación se agrupan en la actualidadun grupo amplio y heterogéneo de patologías, con uncontexto físiopatológico, clínico y radiológico co-mún97, en la que resulta evidente la presencia de

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procesos inflamatorios caracterizados por la acumula-ción crónica de células inflamatorias en los alveolos(alveolitis) y alteraciones en el colágeno intersticial(fibrosis), con degradación progresiva de la unidad al-veolo-capilar.

En las secuelas del síndrome de aceite tóxico, tam-bién se han descrito entre otras, las alteraciones cutá-neas en forma de esclerodermia y la hipertensión pul-monar con fibrosis pulmonar; tales secuelas junto conla comunicación de que los pacientes ingresados porel citado síndrome emitían grandes cantidades depentano en el aire espirado14, indican que una brutalperoxidación lipídica tuvo lugar, superando las capa-cidades antioxidantes de los afectados19, pues hidro-carburos como el etano y el pentano aparecen enmayores cantidades cuanto mayor es la magnitud dela peroxidación lipídica100 y todo ello se encuentrarelacionado con los RLO.

Con respecto a la fíbrogénesis, y a modo de intro-ducción, también se ha observado que animales ali-mentados con dietas deficientes en tocoferoles a losque se les administraba etano, eliminaban mayorescantidades de pentano en su respiración'01, pruebaevidente de que la "cascada de la peroxidación lipídi-ca" se había desequilibrado.

Además, en relación con el malonaldehido (produ-cido durante la «cascada de peroxidación lipídica»)decir que puede dar lugar a alteraciones y polimeriza-ciones diversas de macromoléculas de las membranas,alterando las propiedades de las mismas (alterando elcitoesqueleto -deformabilidad- y la permeabilidad-transporte de iones)102 y finalmente decir que unacausa importante que produce aumento de colágenoen los tejidos es el descenso de su degradación. Entreel 15 y el 40 % del colágeno producido es destruido enminutos, cuando se encuentra dentro de las células'03;tal proceso se incrementa cuando el procolágeno no eshidroxilado, pues no adopta la estructura helicoidal yno es excretado. Los productos de su degradaciónfrenan la síntesis a nivel transcripcional y translacio-nal en un proceso en que intervienen el AMP cíclico ylas prostaglandinas104'105. Actúan estimulando latranscripción genética: el beta TGF (factor beta trans-formador del crecimiento de fibroblastos), el acetalde-hido, el malonaldehido y los lipoperóxidos. Por ello laadministración de scavengers como los tocoferoles, eldimetiisulfósido, el azul de metileno, las SOD, lascatalasas o la GSH (glutation peroxidasa), bien pudie-ran impedir la transcripción de RNAm procolágeno.En el punto de frenar el proceso genético de transla-ción se puede emplear el AMP-c, el Ca++, la vitaminaA, el forbol, los beta-adrenérgicos, el interferón, laCCK y las prostaglandinas106-107.

El colágeno se degrada por medio de las colagena-sas, que pertenecen al grupo de las metaloenzimas108"109 y los fragmentos resultantes son degradados pordiversas proteasas. La producción de colagenasa esestimulada por el TNF-alfa (factor alfa necrosantetumoral), la IL-1 (interleuquina 1) y el forbol110. Lacolagenasa se secreta en forma inactiva y su activa-ción puede ser realizada por las siguientes enzimas

proteolíticas: la quimiotripsina, catpsina B, tripsina,calicreina y plasminina"'; tales proteasas a su vez sonactivadas por la citocalasina B, la colchicina y laslinfoquinas112-113. La activación de la colagenasa pue-de ser inhibida por la beta globuina, la alfa-2 macro-gobulina, los esferoides, la fenitoina y el ácido retinói-CQ114, 115, 116

En 1988 se ha comunicado que la IL-1 induce anivel mitocondrial la formación de la Mn-SOD (supe-roxido dismutasa que contiene manganeso)"7.

Daño pulmonar agudo. Síndrome de distrésrespiratorio del adulto (SDRA)

Los RLO (y otros metabolitos tóxicos del oxígeno)son generados en la mayoría de las células como con-secuencia de los procesos metabólicos y enzimáticosnormales (tabla III); además las células y sus distintoscompartimentos son protegidas de los daños proxida-tivos mediante diversos mecanismos anti-oxidantes.Por un lado existen distintas formas de daño pulmo-nar que parecen resultar de la generación de metaboli-tos tóxicos del oxígeno en cantidades que exceden lacapacidad antioxidante de las células pulmonares. Ypor otro lado, existen diversas manipulaciones queprevienen la producción en acumulación de radicaleslibres o aumentan la capacidad antioxidante del pare-quima pulmonar y pueden demostrar su utilidad tera-péutica en algunas enfermedades agudas y crónicas delos pulmones.

La infusión intravenosa de peróxidos lipidióos seasocia con una amplia variedad de efectos tóxicos"8-"9, que son rápidamente eliminados por la GSH-P'20;además se ha conseguido estimular la peroxidaciónlipídica en el tejido pulmonar 1) mediante la exposi-ción al ozono y en mayor medida 2) produciendosimultáneamente una depleción de GSH por medio deácido metil-fenilazofórmico'2'. La anterior remodela-ción anatomopatológica también se acompaña decambios importantes en ciertas funciones enzimáticaspulmonares. En la tabal IV podemos ver que la mo-noamino-oxidasa está involucrada en la producciónde RLO. Hay que remontarse a 1925, para encontrarla primera indicación realizada por Starling y Verney,acerca de lo que llamaron función farmacodinámicadel pulmón efectuando la detoxificación de una sus-tancia sérica vasoconstrictora176, pero hubo que espe-rar a 1953'62 para realizar la demostración de que elloera debido a la inactivación de la 5-hidroxitriptamina.Los cambios en el medio extemo del pulmón (comopor ejemplo la exposición in vivo a gases anestésicos oa altas concentraciones de Oy mayores del 95 %, pro-ducen alteraciones en los procesos de inactivación deaminas en los pulmones'22.

Los productos derivados del ácido araquidónico, através de la vía de la ciclo-oxigenasa, parecen serimportantes mediadores en los cambios de la mecáni-ca pulmonar y en la hipertensión pulmonar mediadapor las endotoxinas84. Las concentraciones plasmáti-cas de tromboxano \ (TXA^) y de prostaciclina(PGL) están incrementadas después de una hora de lainfusión de endotoxina123-124-125. A través de la vía de

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la lipo-oxigenasa, los derivados de más interés comomediadores son los leucotrienos hoy en día se sabeque la SRS de la anafilaxia son los leucotrienos Cy D^y E^, que por medio de los efectos broncoconstrictoresproducen hipertensión pulmonar; asimismo el leuco-trieno B^ es un poderoso agente quimiotáctico paralos neutrófilos.

Un importante número de cuadros clínicos estáasociado a edema pulmonar no cardiogénico y fallorespiratorio, decrito como SDRA. Debido a que lafisiopatología e histología son similares independien-temente de la etiología, se ha asumido y pensado quela patogénesis es similar. Una intervención simplepodría ser decisiva, sin tener en cuenta el cuadroclínico. Los metabolitos tóxicos del oxígeno parecenestar involucrados en el daño pulmonar desde diver-sas causas y las sustancias que limpian-eliminan losRLO o previenen su generación son utilizables tera-péuticamente.

En los pacientes con SDRA, se acumulan neutrófi-los en los pulmones126 y además diferentes enzimasderivados de los neutrófilos están presentes en el lí-quido de LBA de pacientes con SDRA127'128. La parti-cipación de estas células activadas, 1) acumulándoseen los pulmones y 2) generando RLO, es fundamentalen los daños oxidativos que surge el parénquima pul-monar. Las especies activas del oxígeno pueden con-tribuir a la edematización pulmonar de un modo indi-recto, a través de inactivación de las anti-proteasas,incrementando la susceptibilidad del lecho microvas-cular a las elastasas producidas por los neutrófilos129.

Hay ejemplos de trabajos con pulmones aisladosque se vuelven edematosos cuando se perfünden conneutrófilos estimulados, pero esto no tiene lugar sitale neutrófilos son de pacientes con enfermedad gra-nulomatosa crónica, cuyas células no generan superó-xido al ser estimuladas'30'131. El empleo de sustanciasantioxidantes también previene la respuesta132. Enmodelos animales íntegros, al producir la activaciónintravascular del complemento, aparece un secuestrode neutrófilos en los pulmones que provoca un dañopulmonar transitorio el cual parece también ser me-diado por radicales libres derivados de neutrófilos133.Por otro lado se ha observado que el daño pulmonardifuso, presente en la microembolia pulmonar, puedeser atenuado en animales produciendo una deplecciónde neutrófilos134 o empleando antioxidantes135

Uno de los cuadros clínicos más frecuentes en elque se produce SDRA es la sepsis por gramnegativos;fue en un trabajo de Bringham et al en 1983'36 cuandoapreciaron que la infusión de endotoxina bacterianade gramnegativos en ovejas reproducía gran parte delcuadro fisiopatologíco del SDRA. En este modelo ex-perimental, ambos, los neutrófilos y los radicales li-bres están implicados en el daño tisular. Una relacióncausal entre tal secuestro pulmonar de neutrófilos y elaumento en la permeabilidad vascular pulmonar seevidencia por la demostración de que la magnitud delincremento en la presión vascular pulmonar resultan-te de la endotoxemia se ve reducida cuando se produ-ce la deplección neutrofílica137.

Los ácidos grasos libres (FFA), pueden producirdaños a nivel microvascular a través de varios facto-res: 1) por interacción con las membranas de las célu-las endoteliales, 2) por estimulación de macrofagos ymastocitos, y 3) por acciones metabólicas después deser captados por las células.

Tanto el metabolismo celular de los FFA como laestimulación de las células intersticiales, pueden darcomo resultado la producción de RLO, entre los quecabe incluir O;, Hp^.OH • y HOCI (ácido hipoclo-roso). Los ácidos grasos circulan unidos a la albúmina,en equilibrio con una parte no ligada, con un rango deconcentración entre 180 y 1.600 micromoles139, perobajo determinadas circunstancias, como pueden ser:estrés, diabetes incontrolada, ejercicio prolongado,inanición, isquemia o traumatismos, la concentraciónde los FFA pueden aumentar varias veces. Los FFA,son oxidados por varios caminos, en las mitocondrias,microsomas y peroxisomas140'141. La degradación oxi-dativa en los peroxisomas da como resultado peróxi-do de hidrógeno (H^)140'142, y la oxidación mitocon-drial da lugar al radical superóxido (0¡) y al H^O^143;además, peróxidos lipidióos, OH y otros RLO se for-man por la acción de la lipooxigenasa, de la ciclo-oxigenasa y por reacciones microsomales con el citro-cromo P45o144 '145-146- Por medio de la reacción deHaber y Weiss, los peróxidos lipidióos, en presenciade H^O^ e iones metálicos pueden iniciar la formacióndel radical hidroxilo (OH) e iniciar reaciones de pero-xidación lipídica en cadena (cascada de la peroxida-ción lipídica)144 '145 '147 '148 '149

Los efectos beneficiosos de los antioxidantes hansido estudiados150'151'152 en ovejas no anestesiadas,analizando los efectos del limpiador de radicales li-bres n-acetilcisteína sobre la respuesta a endotoxi-nas153. Estos autores encontraron que la n-acetilcisteí-na atenuaba las alteraciones en la mecánica pulmonary la hipertensión pulmonar causadas por endotoxe-mia. La n-acetilcisteína también disminuía el gradode daño microvascular.

Enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)Como ya apreciamos en la tabla I, el tabaco se

encuentra de lleno dentro del campo científico de losRLO: es bien conocida la presencia de RLO en elhumo del tabaco y en el alquitrán154, así una simpleinhalación de humo de cigarrillo contiene del ordende 10'4 radicales mientras que el alquitrán de cadainhalación contiene lO^RLO'55. Asimismo los agen-tes oxidantes del tabaco disminuyen los antioxidantesintracelulares en las células pulmonares'56'157 y lascantidades de neutrófilos presentes en los pulmonesde los fumadores están aumentadas'58.

El humo de los cigarrillos puede causar enfisemapulmonar, a través de algunos mecanismos que pue-den interactuar o no entre sí. In vitro, el humo de loscigarrillos produce inactivación del inhibidor de laalfa-1- antiproteasa, a través de un mecanismo oxida-tivo, permitiendo que el parénquima pulmonar quedeen una situación de mayor susceptibilidad para sufrirdaños proteolíticos'59'160; además los RLO contenidos

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en el humo de los cigarrillos son capaces de degradar-las glicoproteinas del moco bronquial, cuya capacidadantioxidante es conocida29'161.

Las proteínas leucocitarias hace ya mucho tiempoque han sido señaladas como uno de los más impor-tantes factores responsables de los daños tisula-res163'164'165. A nivel experimental se han descrito di-versas observaciones que sugieren que las proteasasleucocitarias pueden directa o indirectamente demos-trar una interacción con los RLO producidos por losleucocitos activados. El trabajo de Speer et al, en 1984señalaba que haciendo una pre-incubación de macró-fagos con proteasas leucocitarias daba como resultadoun incremento en la produción de RLO por parte delos macrófagos cuando eran estimulados con acetatoforbol mirístico166. También en 1984 Fligiel et al hanconseguido demostrar un aumento significativo en laproteolisis, al tratar sustratos proteicos (fibrinógeno ytripsina) con peróxido de hidrógeno, seguido de laadición de algunas enzimas (tripsina, elastasa pan-creática, plasmina) o de un extrato fresco de neutrófí-los'67. Tales datos sugieren, que la producción de RLOy especies activas de oxígeno por los neutrófilos acti-vados pueden aumentar en gran medida la cuantía dela proteolisis como resultado de la secreción de enzi-mas lisosomales desde los neutrófilos168.

El enfisema pulmonar es una alteración de la arqui-tectura pulmonar caracterizada por un aumento anor-mal y permanente de los espacios aéreos distales albronquiolo terminal con destrucción de sus paredes,en ausencia de fibrosis significativa169

En 1964, gracias a la presentación de un trabajo deGross et al'70 y otro de Eriksson'7', adquiere impor-tancia la llamada teoría proteolítica. Gross et al, co-municaron la producción de lesiones destructivas enalveolos de ratas, similares a las del enfisema humano,induciéndolas por medio de la instilación endotra-queal de papaína170. Eriksson descubrió la relacióndirecta que existe entre el enfisema pulmonar y ladeficiencia homocigótica de alfa-1-antitripsina17'.

Los leucocitos polimorfonucleares adquieren espe-cial relevancia en la etiopatogenia del enfisema, comofuente de enzimas proteolíticas, asi como el papel,todavía poco conocido, de los macrófagos alveolares,monocitos, células cebadas, plaquetas, fibroblastos ycélulas musculares lisas, en el equilibrio entre proteo-lisis y anti-proteolisis. A este respecto es bien conoci-do el hecho de que los fumadores tienen mayor núme-ro de leucocitos polimorfonucleares tanto en sangre'74

como en los pulmones'75''76 (2-4 veces más), lugar alque son atraídos por el leucotrieno B^ producido porlos macrófagos alveolares'77

La alfa-1-antitripsina posee una actividad anti-elastasa, lo mismo que la alfa-2-macroglobulina. Laalfa-1-antitripsina es una glucoproteina que actúacomo sustrato de la elastasa y con la cual forma com-plejos estables. Con el hábito de fumar, además deaumentar la cuantía de las células productoras deelastasa, se disminuye la concentración de alfa-1-antitripsina, y los RLO y las especies activas del oxí-geno (O;") (H^O^) (OH •) por oxidación de la alfa-1-

antitripsina reducen considerablemente su actividadanti-elastasa.

El equilibrio entre los distintos estados pro-oxidan-tes y la sustancias anti-oxidantes, intimamente rela-cionadas con el equilibrio entre la proteolisis y anti-proteolisis, es fundamental para la salud del parénqui-ma pulmonar.

Además de la alfa-1-antitripsina, existe otro inhibi-dor enzimático, que es el inhibidor bronquial de bajopeso molecular'78, que se produce en las vías aéreaspequeñas, al parecer en las células Clara'79. Cuando lacantidad de alfa-1-antitripsina es menor en un 10 % alas cifras de los sujetos sanos, la actividad antielastasaes casi inexistente y como consecuencia de ello sepuede detectar la presencia de elastasa libre en ellavado broncoalveolar, cuya determinación es negati-va en los sujetos normales'80. La administración intra-venosa de alfa-1-antitripsina hace que desaparezca laelastasa libre'81'182 y con niveles superiores a 80 mg/di, en ausencia de tabaquismo, se evita la aparición deenfisema. Se han desarrollado intentos terapéuticoscon danazol (estimulando la producción hepática dealfa-1-antitripsina'83) y con inhibidores de la elastasa(tipo clometilcetonas)'84, pero surgieron problemas detoxicidad hepática.

Inflamación y prostaglandinasLa produción local de factores como la interleuqui-

na I y el leucotrieno B^, por parte de los fagocitosmononucleares, completan el cuadro atrayendo porquimiotactismo a los polimorfonucleares que son pro-ductores de especies reactivas del oxígeno, sin olvidarque hay un incremento en las vías de producción de laciclooxigenasa y la lipooxigenasa que agrava los signosy los síntomas de la inflamación.

Las primeras células que aumentan en la inflama-ción son los neutrófilos, seguidas de monocitos ma-crófagos y después por los linfocitos. Son diversos losfactores quimiotácticos que efectúan la atracción delas citadas células al lugar de reparación. Las sustan-cias activas que intervienen en el proceso de repara-ción las tenemos en la tabla V. Siguiendo una cinéticacelular que tal y como vemos en la tabla III incluyediversos grupos celulares pulmonares.

La producción de radical superóxido (0¡), en losfagocitos metabólicamente activados da como resulta-do daños tisulares que se pueden manifestar de formadramática con la muerte celular. Experimentos invivo, en los que se induce inflamación, parecen am-pliamente relacionados con la produción de 0¡ en losfagocitos, desarrollándose daños tisulares y edemas.La administración intravenosa de SOD presenta acti-vidad anti-inflamatoria en estos modelos animales'85.Las tres claves de información, que proporcionan lasbases que involucran al radical superóxido en los pro-cesos inflamatorios in vivo están en que 1) los leucoci-tos durante la fagocitosis liberan 0¿, 2) las SOD elimi-nan eficazmente el 0¡ y 3) las SOD tienen la actividadfarmacológica de los agentes anti-inflamatorios186.

Tal y como ya apareció en el trabajo de Johnston yNewman'87, la enfermedad granulomatosa crónica se

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caracteriza por la presentación recurrente de infeccio-nes de la piel, órganos reticuloendoteliales y pulmo-nes187. La presencia de linfoadenopatias, hepato y es-plenomegalia son comunes en estos pacientes. Ade-más procesos de neumonitis, abscesos subcutáneos yfurunculosis pueden aparecer tarde o temprano enestos pacientes. La pérdida de capacidad fagocítica delos leucocitos para eliminar los microorganismos dalugar a procesos infecciosos crónicos, con formaciónde granulomas. El defecto molecular en este síndromeparece ser la ausencia o la falta de oxidasas funcionan-tes en la membrana plasmática de los leucocitos188.

Las características fundamentales del lupus erite-matoso en la piel son: inflamación, edema, e infiltra-do linfocitario denso en el cuerpo papilar, plexo venu-lar superficial y en capas profundas de la dermis. Ellupus es un ejemplo de heterogenicidad, pero tambiénde falta de especificidad de los patrones de reacciónprimaria, ya que histológicamente pueden distinguirseentre las lesiones agudas y las crónicas, pero no entreel lupus eritematoso sistémico y el cutáneo.

Neoplasias y metástasisEl cáncer es una enfermedad que ha resistido nume-

rosos esfuerzos para comprender sus principios y estafalta de conocimiento se ha debido al hecho de quebioquímicamente el proceso tumoral no era conocidoen profundidad. Las SOD fueron descubiertas en1968, pero los primeros estudios sobre las SOD y elcáncer se efectuaron en 1974'88. En 1980 Oberley etal, propusieron la teoría de los daños por radicaleslibres en el cáncer, basándose en el hecho de que lascélulas tumorales tienen disminuida la Mn-SOD (su-peroxido dismutasa que contiene manganeso), altiempo que mantiene una producción normal de radi-cal superoxido (0¿)190, por tanto el desequilibrio entrepro-oxidación (0¿) y antioxidación (Mn-SOD) se pro-duce, permitiendo cantidades remanentes de 0-̂ quedarán lugar oxidaciones incontroladas que dañan es-tructuras subcelulares claves para la vida. La induc-ción del RNAm, productor de Mn-SOD, se puedeapreciar después de tratamiento con beta-TNF, IL-1alfa, IL-1 beta191.

Los peróxidos pueden considerarse como agentesmutágenos y los enzimas que interactúan con ellospueden disminuir la incidencia de los procesos muta-génicos. Esto es particularmente cierto para la gluta-tión peroxidasa (GSH-P), pues como ya comunicó en1969 Christophersen, la GSH-P reacciona con los hi-droperóxidos de los ácidos nucleicos (eliminándolos)así como a sus precursores'92. El hidroperóxido detimidina, que también es eliminado por la GSH-P, sedescubrió que era un potente agente mutágneo'93. Elinterés de la cualidad de la GSH-P para eliminarmutágenos se refuerza por las numerosas observacio-nes que relacionan la administración de suplementossubtóxicos de selenio con una gran disminución de laincidencia de tumores en muchos modelos químicosde carcinogénesis, así como en el desarrollo de tumo-res de mama194'195'196. La relación inversa entre lascantidades de selenio de la dieta y la mortalidad por

cáncer son estadísticamente significativas para variosprocesos neoplásicos entre los que tenemos los queafectan a colon, recto, próstata, mama y leucocitos197.

Cuando las membranas celulares están sometidas alos efectos de la peroxidación lipídica hay tres tipos deagentes reactivos que producen daños intracelula-res'98: 1) los RLO, teniendo en cuenta que los RLOformados en la membrana celular difícilmente alcan-zan el núcleo celular debido a la existencia de podero-sos y eficaces mecanismos anti-oxidantes, además silos daños de la membrana celular son grandes seproduce la muerte celular sin dejar posibilidad de queel núcleo sea alterado; 2) los hidroperóxidos de ácidosgrasos que por sus características hidrofóbicas puedenpasar al interior celular; 3) los productos derivados dela membrana, representados por los compuestos car-bonilos, productos finales de la peroxidación lipídica,entre los que se encuentra el malonaldehido.

Además tenemos las radiaciones ionizantes, elshock térmico y las sustancias que oxidan el gluta-tión.

El malonaldehido produce mutagénesis a través deun patrón de ruptura del DNA seguido de un error enel sistema de reparación'99'202

DNA + Radical -» (DNA radical)Cancerígeno + radical -* (Cancerígeno-radical)DNA radical + cancerígeno-radical -> DNA-cancerígeno

Shamberger et al, en 1974, observaron que el malo-naldehido podía iniciar la carcinogénesis en la piel delos ratones203. Más tarde Troll et al, comunicaron elaumento de la incidencia de cáncer de piel en ratones,incrementando la proporción de ácidos grasos poliin-saturados desde el 2 al 15 % (y no conviene olvidarque la dieta occidental contiene 16 °/o)204.

El selenio, por una parte inhibe la inducción detumores de colón, hígado, mama y piel205, y por otra,las bajas concentraciones de selenio parecen ser unfactor de riesgo para contraer cáncer en la especie hu-mana206.

Está comprobado el carácter ambogénico del sele-nio y la vitamina E207, es decir que ambos nutrientesson necesarios para corregir una deficiencia de cual-quiera de los dos. Además es un hecho conocido que,un antioxidante puede tener efectos protectores sobreotro, por ejemplo la vitamina C conserva las reservasde vitamina E y ésta portege a los carontenoides (vita-mina A)208 y es preciso considerar la necesidad deseparar en el tiempo la ingesta oral de vitamina A y E,dado que la primera interfiere la absorción intestinalde la segunda209.

El selenio forma parte del grupo prostético de laglutatión peroxidasa210, que es una seleno-enzima an-tioxidante "neutralizadora" scavenger de RLO. Lasreacciones de los RLO con la selenourea, la selenome-tionina y la selenocisteína han sido estudiadas211. Enprincipio los compuestos de selenio pueden interveniren reacciones de reparación, pero las concentracionesnormales de las células pueden ser insuficientes enpromover tales reacciones. Parece ser que el grupoque contiene selenio es oxidado reversiblemente du-rante la catálisis y aparece una cinética de vaivén. La

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D ROMERO ALVIRA ET AL -EL PULMÓN COMO ÓRGANO DIANA DEL ESTRÉS OXIDATIVO. RADICALES LIBRESY ESPECIES ACTIVAS DEL OXÍGENO

glutation peroxidasa es altamente especifica para elglutation, pero reacciona también con muchos hidro-peróxidos. El sistema de glutation peroxidasa puedeser colapsado bruscamente cuantío la formación dehidroperóxidos sobrepasa el índice de regeneración dela glutation peroxidasa. Por ello (ante el exceso dehidroperóxidos), pueden ser explicadas alteracionesde la glutation peroxidasa y de la vía metabólica de lapentosa-fosfato.

Bajo el punto de vista de su actuación sobre loshidroperóxidos, la glutation peroxidasa puede estarinvolucrada en variados sucesos metabólicos comoson: remoción del peróxido de hidrógeno (HÔ^) decompartimentos bajos en catalasa. Mutagénesis indu-cida por hidroperóxidos172. Protección de los ácidosgrasos poliinsaturados de las membranas celula-res53'127. Biosíntesis de prostaglandinas214'215. Regula-ción de la síntesis de prostaciclina216. Milis48, descu-brió la glutation HÔ; oxido-reductasa, que es capazde reducir varios hidroperóxidos a alcoholes. Entrelos hidroperóxidos que acepta como sustratos para suacción están: el peróxido de hidrógeno (H¡0¡, demos-trando mayor capacidad de eliminación que la catala-sa, en concentraciones bajas), el etil hidroperóxido,el T-butil-hidroperóxido, el cumeno-hidroperóxido, elhidroperóxido de tiamina, los hidroperóxidos de áci-dos grasos poli-insaturados (PUFA) y correspondien-tes esteres, los hidroperóxidos de ácidos nucleicos, ylos hidroperóxidos de la prostaglandina Gy

La catalasa, junto con la glutation peroxidasa y lasSOD, es la enzima encargada de completar el meca-nismo de defensa contra los daños oxidativos en lascélulas. Ono218, midió la actividad de la catalasa enmuchos hepatomas y en todos ellos encontró que esta-ba disminuida y que además la actividad de la' catala-sa estaba inversamente correlacionada con el creci-miento tumoral (más crecimiento tumoral menosactividad enzimática de la catalasa). Wickramsing-he219, observó que la actividad de la catalasa era 4veces superior en los tejidos normales que en lostumorales. Estos datos han sido confirmados por losestudios posteriores de Bozzi220 y Cederbaum221. Detodos estos estudios se puede concluir la relación deequilibrio entre las SOD y las enzimas que eliminan-destruyen el peróxido de hidrógeno (HÔ^) (glutationperoxidasa y catalasa, pero no se sabe cual de estasenzimas es más importante en el fenotipo cancero-so222. La catalasa se localiza en los peroxisomas y enlos microcuerpos subcelulares, pero no en la matrizmitocondrial223. Haber y Willstratter, en 1931224, sos-tenían la opinión de que la cadena de reaccionesproducidas por la catalasa en la oxidación enzimáticadel alcohol y el acetaldehido, daba lugar a un radical«iniciador», según las reacciones:

Catalasa + HÔ; -» Desoxi-catalasa + 0¡H.0;,H + H¡02 -- 02 + HÔ + OH-OH • + H¡02 ->• H¡0 + 0¡H

La formación de radicales hidroxilo (OH-) tienelugar desde una reacción que comienza en la glucosa

oxidasa (flavoproteina) y se produce inicilamenteHÔ^ y en la que finalmente interviene una semiqui-nona reaccionando con el peróxido de hidrógeno(HÔz), según225

Quinona + Oy s=» Quinona + 0^Quinona- + H¡0¡ ̂ OH + OH- + quinona0¡ + HÔz ̂ OH + OH- + O;

Por todo ello, el desarrollo tumoral parece estarmuy relacionado con el mantenimiento o no del equi-librio estacionario entre pro-oxidación y anti-oxida-ción. Muchos modelos in vivo de metástasis, implicana las especies reactivas del oxígeno en el daño celularendotelial y en la subsiguiente promoción de metáta-sis. Tales modelos incluyen: 1) La activación y secues-tro de neutrófilos en los capilares pulmonares226. 2) Laexposición de los animales a agentes como la bleomi-cina227, altas dosis de oxígeno228 y a las radiaciones io-nizantes229-230.

Recientemente Leroyer et al, demostraron la pro-ducción de RLO (HÔz, O; y OH-) por las células delcarcinosarcomoa de Waiker (W 256173), lo cual haceque aumente el interés de los RLO y los procesostumorales. Para confirmar esta produción de especiesactivas del oxígeno, Shaughnessy et al, en 1989, hancomunicado los efectos de la butionin-sulfoximina(BSO), que es un inhibidor de la síntesis de glutation,de la catalasa y la SOD en el modelo del carcinosarco-ma de Waiker 256, por medio de la detección de losniveles de 3H-2-deoxiglucosa189. Por tanto es muyprobable que las células cancerosas pueden ver facili-tado su paso a través de las paredes vasculares pormedio la generación de especies activas de oxígeno,cuya citotoxicidad está demostrada.

EpílogoA la luz de los datos presentados, la hipótesis de los

daños pulmonares oxidativos (pérdida de equilibrioentre pro-oxidación y antioxidación) toma una posi-ción de vanguardia en el enfoque fisiopatológico yterapéutico de numerosas enfermedades; se comprue-ba que el pulmón es un órgano diana del estrés oxida-tivo y además los autores consideran que bajo estenuevo prisma conceptual es posible establecer argu-mentos preventivos en ámbitos tan frecuentes a nivelde neumología como son la enfermedad pulmonarobstructiva crónica, el SDRA, el SDRRN y las neopla-sias pulmonares.

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