Antioxidantes

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Antioxidantes

  1. 2. SANDRA FARRÉ SCHNEIDER
  2. 3. El concepto se originó en la química orgánica, introducido por Moureau hace más de setenta años, para describir el efecto de los polifenoles en la polimerización de la acroleína . Los polifenoles antioxidantes fueron luego extensamente utilizados en la síntesis industrial de polímeros por reacciones de radicales libres en cadena en los procesos de fabricación de caucho sintético y otros polímeros similares. El concepto y el uso de los antioxidantes pasó luego, en las décadas del 40 y del 50, a la química de los productos alimenticios industrializados donde su uso constituye una práctica actual muy difundida. Fue la identificación de las vitamina A, C y E como antioxidantes la que revolucionó el campo y condujo a dilucidar la importancia de los antioxidantes en la bioquímica de los organismos vivos. En las últimas dos décadas la palabra antioxidante ha adquirido un nuevo significado, en este caso biomédico , caracterizados por producir una disminución de la velocidad de las reacciones de radicales libres en el organismo humano. Descubriendo los Antioxidantes…
  3. 4. Definiciones de Antioxidante <ul><li>Toda sustancia que hallándose presente a bajas concentraciones respecto a las de un sustrato oxidable es capaz de retardar o prevenir la oxidación de dicho sustrato. </li></ul><ul><li>Sustancia que previene la formación de radicales libres en cantidades perjudiciales para el organismo. </li></ul><ul><li>Sustancia que estimula los mecanismos de reparación endógena al daño causado por el ataque de radicales libres. </li></ul><ul><li>Sustancia que aumenta la capacidad endógena de secuestro de radicales libres y evita su acción dañina contra la membrana de las células, sus orgánulos y el material genético contenido en el núcleo celular. </li></ul>
  4. 5. Los antioxidantes se clasifican en dos amplios grupos, dependiendo de si son solubles en agua ( hidrofílicos ) o en lípidos ( hidrofóbicos ). También pueden clasificarse según si tienen un origen endógeno o exógeno. Características de los Antioxidantes
  5. 6. Clasificación de los antioxidantes según el sitio donde ejercen su acción:
  6. 7. En general los antioxidantes solubles en agua reaccionan con los oxidantes en el citoplasma celular y el plasma sanguíneo, mientras que los antioxidantes liposolubles protegen las membranas de la célula contra la peroxidación de lípidos. Estos compuestos se pueden sintetizar en el cuerpo u obtener de la dieta. Los diferentes antioxidantes están presentes en una amplia gama de concentraciones en fluidos corporales y tejidos, con algunos tales como el glutatión o la ubiquinona mayormente presente dentro de las células, mientras que otros tales como el ácido úrico se distribuyen más uniformemente a través del cuerpo.
  7. 8. La importancia relativa y las interacciones entre estos diferentes antioxidantes es un área compleja, con varios metabolitos y sistemas de enzimas teniendo efectos sinérgicos e interdependientes unos de otros. La acción de un antioxidante puede depender de la función apropiada de otros miembros del sistema antioxidante. La cantidad de protección proporcionada por cualquier antioxidante depende de su concentración, de su reactividad hacia la especie reactiva del oxígeno y del estado de los antioxidantes con los cuales interactúa. Algunos compuestos contribuyen a la defensa antioxidante quelando los metales de transición y evitando que catalicen la producción de radicales libres en la célula. Particularmente importante es la capacidad de secuestrar el hierro, que es la función de proteínas de unión al hierro tales como la transferrina y la ferritina. El selenio y el zinc son comúnmente mencionados como nutrientes antioxidantes pero estos elementos químicos no tienen ninguna acción antioxidante ellos mismos sino que se requieren para la actividad de algunas enzimas antioxidantes. Sinergia entre Antioxidantes
  8. 9. Mecanismo de Acción de los Antioxidantes <ul><li>PREVENTIVO </li></ul><ul><li>Previenen la formación de RL por encima de los niveles normales para el organism </li></ul><ul><li>En este grupo encontramos diversas proteínas con núcleos enlazados o coordinados a metales . </li></ul><ul><li>Ej: albúmina, metalotioneína y ceruloplasmina (cobre) y ferritina, transferritina y mioglobina (hierro) </li></ul><ul><li>b) REPARADOR </li></ul><ul><li>Enzimas que reparan o eliminan las biomoléculas que han sido dañadas por el ataque de RL. </li></ul><ul><li>Ej: Superóxido Dismutasa (SOD), Glutatión Peroxidasa (GP), Glutatión reductasa y Catalasa </li></ul><ul><li>SECUESTRADOR </li></ul><ul><li>Eliminan el exceso de radicales libres: </li></ul><ul><li>- estimulando las enzimas como la SOD, GP, GR o catalasa </li></ul><ul><li>- mediante la presencia de moléculas con capacidad secuestradora de RL (tocoferol, betacaroteno, ácido ascórbico, flavonoides) </li></ul>
  9. 11. Una paradoja en el metabolismo es que mientras que la gran mayoría de la vida compleja requiere del oxígeno para su existencia, el oxígeno es una molécula altamente reactiva que daña a los seres vivos produciendo especies reactivas del oxígeno. Por lo tanto, los organismos poseen una compleja red de metabolitos y enzimas antioxidantes que trabajan juntos para prevenir el daño oxidativo de los componentes celulares tales como el ADN, proteínas y lípidos. Generalmente los sistemas antioxidantes evitan que estas especies reactivas sean formadas o las eliminan antes de que puedan dañar los componentes vitales de la célula.
  10. 12. Las especies reactivas de oxígeno (ROS) son un conjunto de moléculas reactivas producidas en algunos procesos metabólicos en los que participa el oxígeno. Es una molécula que en su estructura atómica presenta un electrón no pareado. Las ROS son moléculas muy reactivas entre las que se encuentran los iones de oxígeno, los radicales libres y los peróxidos. Su gran reactividad se debe a que poseen electrones desapareados que les hace reaccionar con otras moléculas orgánicas en procesos de oxido-reducción. Especies reactivas de oxígeno
  11. 15. Los radicales libres del oxígeno se clasifican de la forma siguiente: 1. Radicales libres inorgánicos o primarios. Se originan por transferencia de electrones sobre el átomo de oxígeno, representan por tanto distintos estados en la reducción de este y se caracterizan por tener una vida media muy corta; estos son el anión superóxido, el radical hidróxilo y el óxido nítrico. 2. Radicales libres orgánicos o secundarios. Se pueden originar por la transferencia de un electrón de un radical primario a un átomo de una molécula orgánica o por la reacción de 2 radicales primarios entre sí, poseen una vida media un tanto más larga que los primarios; los principales átomos de las biomoléculas son: carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre. 3. Intermediarios estables relacionados con los radicales libres del oxígeno. Aquí se incluye un grupo de especies químicas que sin ser radicales libres, son generadoras de estas sustancias o resultan de la reducción o metabolismo de ellas, entre las que están el oxígeno singlete, el peróxido de hidrógeno, el ácido hipocloroso, el peroxinitrito, el hidroperóxidos orgánicos.
  12. 16. Estrés Oxidativo El estrés oxidativo es la situación en la que se observa un aumento en la velocidad de generación de especies oxidantes o una disminución en la actividad de los sistemas de defensa, resultando en un aumento sostenido de las concentraciones en estado estacionario de las especies reactivas del oxígeno. En situaciones de estrés oxidativo se manifiestan los efectos tóxicos de las especies reactivas del oxígeno, produciéndose primero un daño celular reversible, que puede desencadenar un daño irreversible e, incluso muerte celular si el estrés oxidativo persiste.
  13. 18. Se piensa que el estrés oxidativo contribuye al desarrollo de una amplia gama de enfermedades incluyendo la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, las patologías causadas por la diabetes, la artritis reumatoide y la neurodegeneración en enfermedades de las neuronas motoras. En muchos de estos casos, no es claro si los oxidantes desencadenan la enfermedad, o si se producen como consecuencia de esta y provocan los síntomas de la enfermedad; como alternativa plausible, una enfermedad neurodegenerativa puede resultar del transporte axonal defectuoso de las mitocondrias que realizan reacciones de oxidación. Un caso en el cual esto encaja es en el particularmente bien comprendido papel del estrés oxidativo en las enfermedades cardiovasculares. Aquí, la oxidación de la lipoproteína de baja densidad (LDL) parece accionar el proceso del aterogénesis, que da lugar a la aterosclerosis, y finalmente a la enfermedad cardiovascular. Una dieta con pocas calorías prolonga la esperanza de vida media y máxima en muchos animales. Este efecto puede implicar una reducción en el estrés oxidativo. Mientras que hay buena evidencia que sustenta el papel del estrés oxidativo en el envejecimiento en organismos modelo tales Drosophila melanogaster y Caenorhabditis elegans ,la evidencia en mamíferos es menos clara. Estrés Oxidativo y Enfermedades
  14. 19. <ul><li>Ateroesclerosis </li></ul><ul><li>Diabetes Mellitus </li></ul><ul><li>Envejecimiento </li></ul><ul><li>Cáncer </li></ul><ul><li>Enfermedades respiratorias </li></ul><ul><li>Enfermedad Alzheimer </li></ul><ul><li>Hepatopatías </li></ul><ul><li>Artritis Reumatoidea </li></ul><ul><li>SIDA </li></ul><ul><li>Enfermedad de la Motoneurona </li></ul><ul><li>Enfermedades inflamatorias crónicas del intestino. </li></ul>Algunas enfermedades asociadas con el Estrés Oxidativo
  15. 20. <ul><li>Se ha comprobado que los radicales libres pueden desempeñar una función importante en la patogenia de las complicaciones vasculares de la DM, a través de los mecanismos siguientes: </li></ul><ul><li>Autoxidación de la glucosa y generación de RL derivados del oxígeno. </li></ul><ul><li>Niveles elevados de RL se han encontrado en eritrocitos, plasma y retina de animales y pacientes diabéticos, lo que se correlaciona con el control metabólico. </li></ul><ul><li>Todos los antioxidantes endógenos se encuentran disminuidos en los tejidos y en la sangre del diabético. </li></ul><ul><li>El tratamiento con diferentes antioxidantes puede mejorar muchas de las anormalidades metabólicas observadas en el paciente diabético </li></ul>Diabetes Mellitus
  16. 21. Infección por VIH
  17. 22. MAYOR CONSUMO DE HARINA Y AZÚCAR REFINADOS (Cleave, Campbell y Yudkin) DÉFICIT DE FIBRA (Burkitt y Trowell) MAYOR CONSUMO DE GRASA Y COLESTEROL (Ahrens, Hegsted y Keys) HIPERCOLESTEROLEMIA ATEROESCLEROSIS ANTIOXIDANTES <ul><li>Otros factores de riesgo exógeno: </li></ul><ul><li>Hipertensión </li></ul><ul><li>Tabaquismo </li></ul><ul><li>Diabetes Mellitus </li></ul><ul><li>Sedentarismo </li></ul><ul><li>Obesidad </li></ul><ul><li>Estrés </li></ul>ANTIOXIDANTES Aterogénesis y Antioxidantes
  18. 23. CÉLULA NORMAL INICIACIÓN célula iniciada PROMOCIÓN célula premaligna PROGRESIÓN cáncer Reparación del DNA Lesión del DNA Vitaminas Antioxidantes Carotenoides WILLIANS Y WEISBURGER Carcinogénesis y Antioxidantes
  19. 24. 1) Cadena de respiración de la mitocondria Se ha estimado que entre el 1 al 5% del oxígeno consumido por las mitocondrias es convertido a especies reactivas de oxígeno en condiciones fisiológicas normales. Principal Fuente Principal Blanco Fuentes de ROS 2) Acción de leucocitos Cuando los leucocitos se encuentran con microorganismos u otros patógenos invadiendo nuestro cuerpo empiezan a generar grandes cantidades de superóxidos. 3) Otras fuentes Retículo endoplásmico, peroxisomas y enzima xantina deshidrogenasa.
  20. 25. Los radicales libres se generan a nivel intracelular y extracelular. Entre las células relacionadas con la producción de radicales libres del oxígeno tenemos los neutrófilos, monocitos, macrófagos, eosinófilos y las células endoteliales. Las enzimas oxidantes involucradas son la xantin-oxidasa, la indolamindioxigenasa, la triptofano-dioxigenasa, la mieloperoxidasa, la galactosa oxidasa, la ciclooxigenasa, la lipoxigenasa, la monoamino-oxidasa y la NADPH oxidasa. Entre las sustancias y agentes es conocida ampliamente la relación de los productos cíclicos de naturaleza redox como son el paraquat, diquat, alloxano, estreptozozina y doxorubicina, con los radicales libres. También se producen radicales libres por la administración de paracetamol, tetracloruro de carbono y furosemida; por último no se puede olvidar agentes como el humo de cigarrillos, las radiaciones ionizantes, la luz solar, el shock térmico y las sustancias que oxidan el glutatión (GSH) como fuentes de radicales libres.
  21. 26. 3) Humo de cigarrillos Cada bocanada del humo de un cigarrillo contiene dos millones de RL 4) Contaminantes ambientales Cada año más de 200 millones de toneladas de contaminantes peligrosos son descargados en la atmosfera. Con cada respiración se expone a los pulmones y al organismo en general una gran cantidad de sustancias tóxicas. 5) Medicamentos También se producen radicales libres por la administración de paracetamol, tetracloruro de carbono y furosemida. 6) Otros Por último no se puede olvidar las radiaciones ionizantes, la luz solar, el shock térmico y las sustancias que oxidan el glutatión (GSH) como fuentes de radicales libres. Existen algunas circunstancias en que también se producen radicales libres como son: − Dieta hipercalórica. − Dieta insuficiente en antioxidantes. − Procesos inflamatorios y traumatismos. − Fenómenos de isquemia y reperfusión. − Ejercicio extenuante.
  22. 27. 6) Ejercicio Físico Durante el ejercicio, el consumo de oxígeno puede aumentar por un factor mayor a 10. Esto da lugar a un gran aumento en la producción de oxidantes y los resultados de los daños que contribuye a la fatiga muscular durante y después del ejercicio. La respuesta inflamatoria que se produce después de arduos ejercicios también está asociada con el estrés oxidativo, especialmente en las 24 horas después de un período de sesiones de ejercicio. La respuesta del sistema inmunitario a los daños causados por el ejercicio llega a su máximo de 2 a 7 días después del ejercicio, el período de adaptación durante el cual el resultado de una mayor aptitud es mayor. Durante este proceso los radicales libres son producidos por los neutrófilos para eliminar el tejido dañado. Como resultado, elevados niveles de antioxidantes tienen el potencial para inhibir los mecanismos de recuperación y adaptación.
  23. 28. En condiciones metabólicas normales cada célula de nuestro cuerpo está expuesta a unas 10 10 moléculas superóxido cada día. Los Superóxidos pueden convertirse en otros ROS. En presencia de pequeñas cantidades de hierro o cobre pueden formarse radicales hidroxilo (muy reactivo, daña células y tejidos). Evidencia: exceso de hierro & aumento del riesgo de padecer enfermedad cardiaca y cáncer.
  24. 29. En algunas condiciones patológicas (isquemia, inflamación), la generación de RL puede estar incrementada, pudiendo sobrepasar la capacidad neutralizante de las enzimas normales (superóxido dismutasa y catalasa), con lo que el O2 y el H2O2 (peróxido de H) pueden interactuar y generar radicales hidroxilo (-OH) de alta reactividad y peligro. O2 + H2O2 = OH- + OH- + O2
  25. 30. <ul><li>El daño celular producido por las especies reactivas del oxígeno ocurre sobre diferentes macromoléculas: </li></ul><ul><li>Lípidos. Es aquí donde se produce el daño mayor en un proceso que se conoce como peroxidación lipídica, afecta a las estructuras ricas en ácidos grasos poliinsaturados, ya que se altera la permeabilidad de la membrana celular produciéndose edema y muerte celular. La peroxidación lipídica o enranciamiento oxidativo representa una forma de daño hístico que puede ser desencadenado por el oxígeno, el oxígeno singlete, el peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo. </li></ul><ul><li>Los ácidos grasos insaturados son componentes esenciales de las membranas celulares, por lo que se cree son importantes para su funcionamiento normal, sin embargo, son vulnerables al ataque oxidativo iniciado por los radicales libres del oxígeno. </li></ul>
  26. 31. Los factores que influyen en la magnitud de la peroxidación lipídica son: a) La naturaleza cualitativa y cuantitativa del agente inicializador. b) Los contenidos de la membrana en ácidos grasos poliinsaturados y su accesibilidad. c) La tensión de oxígeno. d) La presencia de hierro. e) El contenido celular de antioxidantes (betacarotenos, alfatocoferoles, glutatión). f) La activación de enzimas que pueden hacer terminar la cadena de reacción como es el caso de la glutatión peroxidasa (GSH-Prx). Una vez que se inicia, el proceso toma forma de “cascada”, con producción de radicales libres que lleva a la formación de peróxidos orgánicos y otros productos, a partir de los ácidos grasos insaturados; una vez formados, estos radicales libres son los responsables de los efectos citotóxicos.
  27. 32. 2. Proteínas. Hay oxidación de un grupo de aminoácidos como fenilalanina, tirosina, histidina y metionina; además se forman entrecruzamientos de cadenas peptídicas, y por último hay formación de grupos carbonilos. 3. Ácido desoxirribonucleico (ADN). Ocurren fenómenos de mutaciones y carcinogénesis, hay pérdida de expresión o síntesis de una proteína por daño a un gen específico, modificaciones oxidativas de las bases, delecciones, fragmentaciones, interacciones estables ADN-proteínas, reordenamientos cromosómicos y desmetilación de citosinas del ADN que activan genes. El daño se puede realizar por la alteración (inactivación/pérdida de algunos genes supresores de tumores que pueden conducir a la iniciación, progresión, o ambas de la carcinogénesis). Los genes supresores de tumores pueden ser modificados por un simple cambio en una base crítica de la secuencia del ADN.
  28. 34. La acción neutralizante de las enzimas o de los compuestos antioxidantes se debe a su capacidad de absorber la energía de los RL sin desencadenar efectos nocivos para los tejidos. Así, los aniones superóxido (-O2) son normalmente neutralizados por la enzima superóxido dismutasa, que cataliza la reacción que lleva a la formación de O2 + H2O2 (peróxido de hidrógeno). Este puede ser luego inactivado por acción de la catalasa y de la glutatión peroxidasa. Acción neutralizante de los antioxidantes
  29. 35. El ácido ascórbico o vitamina C es un antioxidante monosacárido encontrado en animales y plantas. Como no puede ser sintetizado por los seres humanos y debe ser obtenido de la dieta es una vitamina. La mayoría de los otros animales pueden producir este compuesto en sus cuerpos y no lo requieren en sus dietas. En células, es mantenido en su forma reducida por la reacción con el glutatión, que se puede catalizar por la proteína disulfuro isomerasa y las glutarredoxinas. El ácido ascórbico es un agente reductor y puede reducir y de tal modo neutralizar especies reactivas del oxígeno tal como el peróxido de hidrógeno. Además de sus efectos antioxidantes directos, el ácido ascórbico es también un sustrato para la enzima antioxidante ascorbato peroxidasa, una función que es particularmente importante en resistencia al estrés en plantas. Vitamina C
  30. 36. <ul><li>El ser humano carece de la enzima  -gulonolactona oxidasa, por lo que este carbohidrato tiene carácter vitamínico. </li></ul><ul><li>Neutraliza el oxígeno singlete. </li></ul><ul><li>Captura radicales hidroxilos. </li></ul><ul><li>Captura aniones superóxidos. </li></ul><ul><li>En fase hídrica regenera la vitamina “E” en fase lipídica. </li></ul>
  31. 37. RADICAL LIPÍDICO HIDROPERÓXIDO LIPÍDICO (LOOH)  -TOCOFEROL (VITAMINA E) RADICAL  -TOCOFERILO . RADICAL ASCÓRBICO L-AC ASCÓRBICO (VITAMINA C) NADPH 2 NADP INTERRELACION VITAMINICA
  32. 38. La vitamina E es el nombre colectivo para un sistema de ocho tocoferoles y tocotrienoles relacionados, que son vitaminas antioxidantes liposolubles. De éstos, el alfa-tocoferol ha sido muy estudiado ya que tiene la biodisponibilidad más alta y el cuerpo preferentemente absorbe y metaboliza esta forma. La forma del alfa-tocoferol es la más importante de los antioxidantes liposolubles y protege las membranas de la célula contra la oxidación reaccionando con los radicales del lípido producidos en la reacción en cadena de peroxidación de lípidos. Esto quita las formas intermedias de radicales libres y evita que la propagación de la reacción en cadena continúe. Los radicales oxidados del alfa-tocoferoxil producidos en este proceso se pueden reciclar de nuevo a la forma reducida activa a través de la reducción por el ascorbato, el retinol o el ubiquinol. Las funciones de las otras formas de la vitamina E están menos estudiadas, aunque el alfa-tocoferol es un nucleófilo que puede reaccionar con mutágenos electrofílicos y los tocotrienoles puede que tengan un rol especializado en la neuroprotección. Vitamina E
  33. 39. <ul><li>Estabilización de las membranas, las protege de la peroxidación lipídica. </li></ul><ul><li> Actúa sinérgicamente con otros sistemas enzimáticos: glutatión peroxidasa, catalasa y superóxido dismutasa. </li></ul><ul><li> El ácido ascórbico y el glutatión reducido pueden regenerar  tocoferol. </li></ul><ul><li>Interviene en la agregación plaquetaria. </li></ul><ul><li>El  tocoferol es uno de los más potente antioxidantes lipídicos y de la circulación sanguínea. </li></ul>
  34. 40. Neutraliza 0 2 Captura HO• Captura O• 2 - Neutraliza H 2 O 2 PREVIENE LA OXIDACION DE LAS LDL E IMPIDE LA ATEROSCLEROSIS
  35. 41. <ul><li>Los carotenoides están entre los pigmentos naturales mas comunes y han sido caracterizados hasta ahora mas de 600 compuestos diferentes. </li></ul><ul><li>Los carotenoides son responsables por muchos de los colores rojos, amarillos y naranja de las hojas, frutas y flores de los vegetales, así como también por el color de algunos insectos, aves, peces y crustáceos. Solamente pueden ser sintetizados por plantas, hongos, bacterias y algas, sin embargo muchos animales los incorporan a través de la dieta. </li></ul><ul><li>Dos carotenoides dietarios importantes son el licopeno y el beta-caroteno. </li></ul><ul><li>Estos están involucrados en la eliminación (scavenging) de dos de las especies reactivas del oxígeno: el oxígeno singlete y el radical peroxilo. </li></ul><ul><li>Además son efectivos desactivando moléculas excitadas electrónicamente las cuales están involucradas en la generación tanto de radicales como del propio oxígeno singlete. </li></ul><ul><li>El quenching del singlete oxígeno por los carotenoides, ocurre a través de un quenching tanto físico (implica la transferencia directa de energía entre ambas moléculas ) como químico (las reacciones químicas entre el oxígeno singlete y los carotenoides son de menor importancia, contribuyendo con menos del 0,05% de la tasa total de quenching). Puesto que los carotenoides permanecen intactos durante el quenching físico, del oxígeno singlete estos pueden ser rehusados varias veces en estos ciclos de queching. </li></ul><ul><li>El beta-caroteno y otros carotenoides, son los quenchers naturales más eficientes para el singlete oxígeno. Su actividad como quenchers esta relacionada con el número de dobles enlaces conjugados presentes en la molécula. </li></ul><ul><li>Los carotenoides, barren eficientemente los radicales peroxilos. </li></ul>Carotenoides
  36. 42. CAROTENOIDES CAROTENOS PROVITAMÍNICOS NO PROVITAMÍNICOS  CAROTENO  CAROTENO γ CAROTENO LICOPENO FITOENO FITOFLUENO XANTOFILAS PROVITAMÍNICOS:  CRIPTOXANTINA NO PROVITAMÍNICOS LUTEÍNA ZEAXANTINA CANTAXANTINA EQUINENONA
  37. 43. Cantrell y col (2003), reportaron la capacidad de seis carotenoides dietarios (beta-caroteno, licopeno, zeaxantina, astaxantina, cantaxantina y luteina) para quenchar el oxígeno singlete en un modelo de membranas celulares, en donde el oxígeno singlete fue generado tanto en la fase acuosa como en la lipídica. Encontrando que el licopeno y el beta-caroteno exhibieron la tasa mas rápida de quenching, siendo la luteína la menos eficiente. Los otros carotenides tuvieron constantes intermedias. Bando y col (2004), realizaron un experimento, usando ratones alimentados con beta-caroteno, para determinar si este sirve como antioxidante en la piel expuesta a los rayos UV-A, actuando como quencher del oxígeno singlete, encontrando que el beta-caroteno dietario se acumula en la piel y actúa como agente protector contra el daño oxidativo inducido por las radiaciones UV-A, a través de quenching del oxígeno singlete. Los beta-carotenos dietarios se acumulan en la piel y actúan como agentes protectores contra el daño oxidativo inducido por las radiaciones UV-A, a través de el quenching del oxígeno singlete.
  38. 44. Los polifenoles son fitoquímicos de bajo peso molecular, esenciales para el ser humano. Estos constituyen uno de los metabolitos secundarios de las plantas, más numerosos y distribuidos por toda la planta, con mas de 800 estructuras conocidas en la actualidad. Los polifenoles naturales pueden ir desde moléculas simples (ácido fenólico, fenilpropanooides, flavonoides), hasta compuestos altamente polimerizados (ligninas, taninos). Los flavonoides representan el subgrupo más común y ampliamente distribuido y entre ellos los flavonoles son los más ampliamente distribuidos. Al estar ampliamente distribuidos en el reino vegetal, constituyen parte integral de la dieta. Los polifenoles poseen una estructura química ideal para la actividad como consumidores de radicales libres. Su propiedad como antioxidante, proviene de su gran reactividad como donantes de electrones e hidrógenos y de la capacidad del radical formado para estabilizar y deslocalizar el electrón desapareado (termina la reacción en cadena) y de su habilidad para quelar iones de metales de transición. Los polifenoles poseen una porción hidrofílica y una porción hidrofóbica, por lo que pueden actuar en contra de ROS que son producidas en medios tanto hidrofóbicos como acuosos. Su capacidad antioxidante esta directamente relacionada con el grado de hidroxilación del compuesto. Polifenoles
  39. 45. Los flavonoides tienen una poderosa acción antioxidante in Vitro, siendo capaces de barrer un amplio rango de especies reactivas del oxígeno, nitrógeno y cloro, tales como el superóxido, el radical hidroxilo, el radical peroxilo, el ácido hipocloroso, actuando como agentes reductores. Además pueden quelar iones de metales de transición. Soobrattee y col (2005), evaluaron la capacidad antioxidante de diferentes polifenoles encontrando que comparado con los antioxidantes fisiológicamente activos (glutatión, alfa-tocoferol, ergotioneina) y los sintéticos (trolox, BHT, BHA), estos compuestos exhibieron una eficacia mayor como antioxidantes. Roginsky (2003), midiendo la actividad antioxidante de varios polifenoles naturales, durante la oxidación del metil-linoleato, encontró que todos los polifenoles estudiados, mostraron una pronunciada actividad antioxidante, considerando que el mecanismo molecular subyacente a la actividad antioxidante de los polifenoles, es el de actuar rompiendo la reacción en cadena. Los polifenoles con dos grupos hidroxilos adyacentes o cualquier otra estructura quelante, pueden unir metales de transición. Los polifenoles actúan como consumidores del radical hidroxilo, el peroxinitrito y el ácido hipocloroso, actuando como agentes reductores.
  40. 46. <ul><li>Catequina </li></ul><ul><li>Epicatequina </li></ul><ul><li>Epigalocatequingalato (EGCG) </li></ul><ul><li>Epigalocatequina (EGC) </li></ul><ul><li>-Epicatequingalato (ECG) </li></ul>Compuestos fenólicos presentes en el te blanco
  41. 47. Las células son protegidas contra el estrés oxidativo por una red de enzimas antioxidantes. El superóxido liberado por procesos tales como la fosforilación oxidativa, primero se convierte en peróxido de hidrógeno e inmediatamente se reduce para dar agua. Esta ruta de detoxificación es el resultado de múltiples enzimas con la superóxido dismutasa catalizando el primer paso y luego las catalasas y varias peroxidasas que eliminan el peróxido de hidrógeno. Como con los metabolitos antioxidantes, las contribuciones de estas enzimas pueden ser difíciles de separar una de otra. Enzimas antioxidantes
  42. 48. Rol de los oligoelementos
  43. 49. Las superóxido dismutasas (SODs) son una clase de las enzimas cercanamente relacionadas que catalizan el pasaje del anión de superóxido en peróxido de oxígeno y de hidrógeno. Las enzimas SODs están presentes en casi todas las células aerobias y en el líquido extracelular. Las enzimas superóxido dismutasa contienen iones metálicos como cofactores que, dependiendo de la isoenzima, pueden ser cobre, zinc, manganeso o hierro. En los seres humanos, las SODs de zinc/cobre están presentes en el citosol, mientras que las SODs de manganeso se encuentran en las mitocondrias. También existe una tercera forma de SODs en líquidos extracelulares, que contiene el cobre y el zinc en sus sitios activos. La isoenzima mitocondrial parece ser la más importante biológicamente de estas tres, puesto que los ratones que carecen de esta enzima mueren poco después de nacer. En cambio, los ratones que carecen de SODs de zinc/cobre son viables aunque disminuye su fertilidad, mientras que los ratones sin SODs extracelular tienen defectos mínimos. En plantas, las isoenzimas de SODs están presentes en el citosol y las mitocondrias, con SODs de hierro encontradas en cloroplastos y ausentes en los vertebrados y las levaduras. Superóxido dismutasas
  44. 50. Las catalasas son enzimas que catalizan la conversión del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno usando hierro o manganeso como cofactor. Esta proteína se localiza en los peroxisomas de la mayoría de las células eucariotas. La catalasa es una enzima inusual ya que aunque el peróxido de hidrógeno es su único sustrato, sigue un mecanismo de ping-pong. Su cofactor es oxidado por una molécula de peróxido de hidrógeno y después regenerado transfiriendo el oxígeno enlazado a una segunda molécula de sustrato. A pesar de su evidente importancia en la eliminación del peróxido de hidrógeno, los seres humanos con deficiencia genética de la catalasa –”acatalasemia”– o los ratones genéticamente modificados para carecer completamente de catalasa sufren de pocos efectos negativos. Catalasas
  45. 51. El sistema del glutatión incluye glutatión, glutatión reductasa, glutatión peroxidasa y glutatión S-transferasa. Este sistema se encuentra en animales, plantas y microorganismos. La glutatión peroxidasa es una enzima que contiene cuatro cofactores de selenio que catalizan la ruptura del peróxido de hidrógeno y de hidroperóxidos orgánicos. Hay por lo menos cuatro diferentes isoenzimas de glutatión peroxidasa en animales. La glutatión peroxidasa 1 es la más abundante y es un muy eficiente removedor del peróxido de hidrógeno, mientras que la glutatión peroxidasa 4 es la más activa con las hidroperóxidos de lípidos. Asombrosamente, la glutatión peroxidasa 1 no es indispensable, ya que ratones que carecen de esta enzima tienen esperanzas de vida normales, [95] pero son hipersensibles al estrés oxidativo inducido. Además, las glutatión S-transferasas son otra clase de enzimas antioxidantes dependientes de glutatión que muestran una elevada actividad con los peróxidos de lípidos. Estas enzimas se encuentran en niveles particularmente elevados en el hígado y también sirven en el metabolismo de la detoxificación. Glutatión
  46. 52. El glutatión es un péptido que contiene cisteína y es encontrado en la mayoría de las formas de vida aerobia. No es requerido en la dieta y es sintetizado en las células desde sus aminoácidos constitutivos. El glutatión tiene características antioxidantes ya que el grupo tiol en su porción de cisteína es un agente reductor y puede ser oxidado y ser reducido de forma reversible. Debido a su alta concentración y a su papel central en mantener el estado redox de la célula, el glutatión es uno de los antioxidantes celulares más importantes.
  47. 53. La melatonina es un poderoso antioxidante que puede cruzar fácilmente las membranas celulares y la barrera hematoencefálica. A diferencia de otros antioxidantes, la melatonina no experimenta un ciclo redox, que es la capacidad de una molécula de experimentar la reducción y la oxidación repetidas veces. El completar un ciclo redox permite a otros antioxidantes (tales como la vitamina C) actuar como pro-oxidantes y promover la formación de radicales libre. La melatonina, una vez que es oxidada no se puede reducir a su estado anterior porque forma varios productos finales estables una vez que reacciona con radicales libres. Por lo tanto, se le ha referido como antioxidante terminal (o suicida). Melatonina
  48. 54. La medida de antioxidantes no es un proceso directo, como éste es un grupo diverso de compuestos con diversas reactividades a diversas especies reactivas del oxígeno. En tecnología de los alimentos, la capacidad de absorbancia de radicales del oxígeno (ORAC por sus siglas en inglés) se ha convertido en el estándar actual de la industria para determinar la capacidad de antioxidantes en alimentos, jugos y aditivos alimenticios. Otras pruebas de medición incluyen el reactivo de Folin-Ciocalteu y el ensayo de capacidad antioxidante equivalente al trolox. En medicina, una gama de diversos análisis se utiliza para determinar la capacidad antioxidante del plasma sanguíneo y de éstos, el análisis de ORAC es el más confiable. Los antioxidantes se encuentran en cantidades que varían en alimentos tales como vegetales, frutas, cereales del grano, legumbres y nueces. Algunos antioxidantes tales como licopeno y el ácido ascórbico se pueden destruir si son almacenados mucho tiempo, o por cocción prolongada. Otros compuestos antioxidantes son más estables, por ejemplo los antioxidantes polifenólicos en alimentos tales como cereales, trigo integral y té. En general los alimentos procesados contienen menos antioxidantes que los alimentos frescos y crudos, puesto que los procesos de la preparación exponen el alimento al oxígeno. Antioxidantes en alimentos
  49. 56. <ul><li>Dieta no balanceada </li></ul><ul><li>Hábitos dietéticos inadecuados. </li></ul><ul><li>Revolución industrial </li></ul><ul><ul><li>Pobreza nutricional de suelos </li></ul></ul><ul><ul><li>Uso de pesticidas y otros químicos </li></ul></ul><ul><ul><li>Masiva recolección de alimentos en fase temprano (“verdes”, “inmaduros”) </li></ul></ul><ul><ul><li>Transporte </li></ul></ul><ul><ul><li>Refrigeración </li></ul></ul><ul><ul><li>Uso de preservantes químicos </li></ul></ul><ul><ul><li>Enlatado, triturado, procesado, refinación </li></ul></ul><ul><li>Alto consumo de grasas y alimentos refinados, procesados, enlatados y bajo consumo de frutas y vegetales. </li></ul><ul><li>Inadecuados hábitos de cocina </li></ul><ul><ul><li>Cocer/Hervir alimentos durante excesivo tiempo </li></ul></ul><ul><ul><li>Consumo de alimentos recalentados </li></ul></ul><ul><li>Falta de una cultura alimentaria adecuada. </li></ul><ul><li>Estilo de vida inadecuado. </li></ul>Deficiencia de Antioxidantes en la dieta actual
  50. 57. www.dsalud.com
  51. 58. “ SUPERFRUITS” <ul><li>Término utilizado por primera vez en la industria de alimentos y bebidas en el año 2005 por parte del área de marketing. </li></ul><ul><li>Se refiere a una fruta que cumple con las siguientes características: </li></ul><ul><ul><li>Características organolépticas atractivas </li></ul></ul><ul><ul><li>Riqueza de nutrientes </li></ul></ul><ul><ul><li>Potente poder antioxidante </li></ul></ul><ul><ul><li>Capacidad de disminuir el riesgo de enfermedades en los seres humanos </li></ul></ul>
  52. 59. Clave para su validación: Estudios clínicos
  53. 61. Superfruits Nutrientes Antioxidantes Estudios clínicos Assaí Eturpe oleracea Ácidos grasos esenciales Fibra dietética Antocianinas Leucemia Arándano Vaccinium corymbosum Vitamina C Manganeso Antocianidinas Inflamación Arándano rojo Vaccinium oxycoccos Vitamina C Antocianinas Bactericida Uva Vitis vinifera Manganeso Resveratrol Aterosclerosis, peroxidación lipídica Mango Mangifera indica Fibra dietética Vitamina C Carotenoides Polifenoles Enfermedad vascular del miocardio Mangostán Garcinia mangostana Fibra dietética Folato Xantonas Lecemia Noni Morinda citrifolia Vitamina C Potasio Lignanos Inflamación Cáncer Granada Punica granatum Vitamina C Punicalaginas Ácido elágico Cáncer de próstata Goji Berry Lycium barbarum Fibra dietética Riboflavina Carotenoides, Polifenoles Enfermedades neurodegenerativas
  54. 62. Garcinia mangostana Lycium barbarum Eturpe oleracea Morinda citrifolia
  55. 63. Punica granatum Vitis vinifera Mangifera indica Vaccinium corymbosum
  56. 64. <ul><li>Acerola ( Malpighia emarginata ) </li></ul><ul><li>Baobab ( Adansonia digitata ) </li></ul><ul><li>Yumberry ( Myrica rubra ) </li></ul><ul><li>Camu camu ( Myrciaria dubia ) </li></ul><ul><li>Cupuacu ( Theobroma grandiflorum ) </li></ul><ul><li>Guava ( Psidium guajava ) </li></ul><ul><li>Indian gooseberry ( Phyllanthys emblica ) </li></ul><ul><li>Lychee ( Litchi chinensis ) </li></ul><ul><li>Tmarindo ( Tamarindus indica ) </li></ul><ul><li>Yuzu ( Citrus ichangensis ) </li></ul><ul><li>Longan ( Dimocarpus longan ) </li></ul><ul><li>Saskatoon berry ( Amelanchier alnifolia ) </li></ul>Myrica rubra Litchi chinensis
  57. 65. Ellagic acid, Quercetin, Anthocyanidins, Cyanidin, OPCs (oligomeric procyanidins), Tartaric acid, Caffeic acid, Chlorogenic acid, Peonidin, Cinnamic acid, Delphinidin, Epicatechin, Petunidin, Gallic acid, Geraniol, Vitamin C, Myricetin, Kaempferol, Coumaric acid and Malvidin UVAS <ul><li>Entre los fitoquímicos de las uvas cabe destacar: </li></ul><ul><li>Ácido Elágico: promueve la función celular normal </li></ul><ul><li>Quercetina: poderoso antioxidante y agente anticancerígeno con gran respaldo clínico hoy día </li></ul><ul><li>Antocianinas (flavonoides): soporte salud ocular, función neuronal y salud vascular </li></ul><ul><li>OPCs (proantocianidinas o procianidinas oligoméricas): bioflavonoides y potentes antioxidantes que ayudan a la salud del sistema inmune y dan soporte a procesos de tipo inflamatorio. Efecto antioxidante 50 veces superior a la vitamina E y 20 veces superior a la vitamina C. </li></ul>
  58. 66. <ul><li>Protección de las lipoproteínas de baja densidad frente a la oxidación (Wu, et al., </li></ul><ul><li>2001). </li></ul><ul><li>Inhibición de la síntesis de eicosanoides a partir del ácido araquidónico, es decir, </li></ul><ul><li>evitarían la agregación plaquetaria (Wu, et al., 2001). </li></ul><ul><li>Regulación del metabolismo de los lípidos (Siemann y Creasy, 1992). </li></ul><ul><li>Protección cardiovascular como fitoestrógeno. La similitud estructural del resveratrol y el dietilestilbestrol, un estrógeno sintético, ha promovido la investigación de la actividad como estrógeno del resveratrol, una propiedad que al parecer produce un efecto benéfico cardioprotector (Wu, et al., 2001). </li></ul><ul><li>Acción anticancerígena puesto que inhibe la actividad de la enzima protein-tirosina </li></ul><ul><li>kinasa, enzima implicada en la alteración de las células tumorales (Jang, 1997). </li></ul><ul><li>Efectos citoprotectores sobre el riñón. Se sabe que el pretratamiento con resveratrol reduce las lesiones por isquemia en riñón de rata, actuando como antioxidante reduciendo la lipoperoxidación, aumentando el óxido nitrico y preservando su bioactividad (Giovannini et al., 2001). </li></ul><ul><li>Propiedades antiinflamatorias debido a su efecto inhibidor sobre la ciclooxigenasa </li></ul><ul><li>(Shin, et al., 1998). </li></ul>Resveratrol
  59. 68. <ul><li>Ejercicio regular no extenuante, supervisado por un profesor en Educación Física </li></ul><ul><li>Supresión del tabaco </li></ul><ul><li>Evitar vivir en ciudades o ambientes con polución y aires contaminados </li></ul><ul><li>Evitar las dietas hipercalóricas </li></ul><ul><li>Incorporar en cada comida vegetales crudos y si es posible biológicos </li></ul><ul><li>Aumentar el consumo de frutas frescas </li></ul><ul><li>Evitar el azúcar, reducir las grasas saturadas, eliminar los fritos y reducir los lácteos </li></ul><ul><li>Evitar el consumo de carnes rojas y vísceras </li></ul><ul><li>Evitar el consumo de cereales refinados, aumentar el consumo de alimentos integrales </li></ul><ul><li>Evitar freír con aceite a temperatura elevada, consumir aceite vegetal crudo extra-virgen de 1ª presión en frío </li></ul><ul><li>Evitar el estrés laboral, tensiones emocionales </li></ul><ul><li>Suplementarse bajo supervisión de un Terapeuta Ortomolecular con complejos con propiedades Antioxidantes </li></ul>Recomendaciones Generales
  60. 69. Alimentos que no deben faltar en su dieta <ul><li>Frutas y verduras frescas </li></ul><ul><ul><li>Tomates </li></ul></ul><ul><ul><li>Crucíferas </li></ul></ul><ul><ul><li>Cítricos </li></ul></ul><ul><li>Pescados azules (salmón, sardinas, atún) </li></ul><ul><li>Cereales integrales (arroz, quinoa, trigo sarraceno) </li></ul><ul><li>Aceite de oliva extra-virgen de primera presión en frío </li></ul><ul><li>Te verde, te rojo y te blanco </li></ul><ul><li>Levadura de cerveza </li></ul><ul><li>Germen de trigo </li></ul><ul><li>Frutos secos (nueces y almendras) y semillas (Sésamo) </li></ul>
  61. 70. Dosis generales recomendadas de cada nutriente <ul><li>Debemos tener en cuenta que siempre el Plan Nutricional y la Recomendación de Nutracéuticos es PERSONALIZADO y va a ser diferente según las características del paciente en si (edad, sexo, hábitos alimentarios, antecedentes familiares, histórico de su estado de salud, hábitos alimentarios, estilo de vida, etc.) </li></ul><ul><li>Vitamina E, 400 UI a 800 UI diarias o Complejo de vitamina E (tocoferoles y tocotrienoles) </li></ul><ul><li>Betacaroteno, 10.000 UI a 25.000 UI diarios </li></ul><ul><li>Otros carotenos: 10 mg licopeno; 20 mg luteína; 1 mg zeaxantina; 4 mcg astaxantina </li></ul><ul><li>Vitamina C con bioflavonoides (hesperidina), 2 a 3 grs diarios </li></ul><ul><li>Selenio, 50 a 200 mcg diarios </li></ul><ul><li>Zinc, 10 a 60 mg durante 2 semanas, después reducir a 25 a 50 mg. </li></ul><ul><li>Complejos antioxidantes, ej:12,5 mcg de selenio + 2,5 mg de zinc +150 IU alfa-tocoferol + 12.500 IU beta-caroteno + 12,5 mg de L-Glutatión + 50 mg N-Acetil Cisteína + 500 mg Vitamina C + 125 mg de jugo concentrado de alfalfa </li></ul><ul><li>Clorofila, 100 mg </li></ul><ul><li>Mezclas “verdes”, ej: brócoli concentrado 350 mg, Chlorella 300 mg, Kelp 50 mg, fibra de manzana 350 mg, polvo de zanahoria 500 mg, polvo de lecitina 2 grs, spirulina 1 g, salvado de avena 300 mg, fructooligosacáridos 100 mg, complejo de vitaminas y minerales </li></ul>
  62. 71. <ul><li>Coenzima Q10, 30 a 60 mg diarios </li></ul><ul><li>Proantocianidinas oligoméricas, 50 a 100 mg diarios fuera de las comidas (en forma de extracto de semilla de uva o de corteza de pino) </li></ul><ul><li>N-Acetil cisteína, 500 a 600 mg diarios </li></ul><ul><li>Ácido alfa-lipoico, 50 a 100 mg diarios </li></ul><ul><li>Germanio 132, 20 a 100 mg diarios </li></ul><ul><li>SOD, 100 mg </li></ul><ul><li>Glutatión, 100 a 250 mg diarios </li></ul><ul><li>Picnogenol, 50-100 mg diarios </li></ul><ul><li>Flavonoides (flavonoles, flavones, isoflavonas, proantocianidinas, cumarinas, catequinas, etc.) </li></ul><ul><li>Extracto de te verde, 150 mg </li></ul><ul><li>Betaglucanos, 100 mg </li></ul><ul><li>Extracto de uva (Vitis vinifera), 60 mg </li></ul><ul><li>Trademarks: </li></ul><ul><ul><li>Picnogenol, 60 mg, concentrado natural de extracto de pino con niveles únicos de flavonoides </li></ul></ul><ul><ul><li>VitaBerry: concentrado antioxidante de Wild Blueberry, Arándano rojo, Frambuesa, Frutilla, Ciruelas, Cerezas, Bilberry y Uvas, ORAC = 2.500 (2 cápsulas) </li></ul></ul><ul><ul><li>Pomeratrol, 20 mg de Trans-Resveratrol por cápsula </li></ul></ul>

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