Los antioxidantes: mitos y realidad La presencia de la palabra "antioxidante" en la etiqueta de un suplemento dietario, alimento funcional, nutracéutico, cosmecéutico, etc. genera automáticamente una inclinación a su elección. Nadie podría explicar exactamente porqué, pero existe un consenso sobre los efectos beneficiosos que el consumo de estos productos generarán en la salud, desde la prevención de resfríos hasta evitar el cáncer, la depresión y porqué no también rejuvenecerse o detener por los menos los efectos del paso del tiempo. Todo comenzó a fines de la década del 50 del siglo pasado cuando se publicaron resultados de una investigación que indicaban que el envejecimiento podría deberse al daño acumulado por radicales libres. El consumo de compuestos antioxidantes o captadores de radicales libres pareció constituir por lo tanto, una buena medida para evitar este daño y se constituyeron tanto para científicos como el público general en el "elixir de la juventud" con que tantos soñaban. Sin embargo, varios expertos o gurúes de los polifenoles y antioxidantes han publicado trabajos donde afirman que lo que se entiende generalmente como antioxidante dietario (polifenoles, carotenoides, vitamina E, vitamina C) puede serlo en los ensayos in vitro que se realizan con radicales tales como el ABTS, DPPH, Fe (III), etc., o en cultivos celulares, pero que esto no sería el caso in vivo. Y presentan pruebas muy bien fundamentadas. Uno de ellos, Barry Halliwell viene estudiando este tema hace muchos años y recientemente publicó un artículo con el nombre "Free radicals and antioxidants – quo vadis?" 1en el cual expone su opinión acerca de la situación actual del campo de las especies reactivas* (ER)/antioxidantes y la dirección en la cual van o por lo menos cree que van o deberían ir estas investigaciones. Halliwell comienza articulando algunos principios básicos sobre el tema: 1- Los humanos tienen un sistema balanceado de "especies reactivas" (ER) y antioxidantes que permiten que algunos ER cumplan funciones útiles, minizando al mismo tiempo, el daño oxidativo que podrían ocasionar. Los organismos aeróbicos sintetizan ER continuamente, pero a su vez sintetizan antioxidantes para modular las actividades de las mismas. Este "balance rédox" es fundamental para la supervivencia de organismos aeróbicos.

* ER: especies reactivas; en este texto se utiliza este término en general para abarcar tanto las más populares

especies reactivas de oxígeno (ERO) que incluyen los radicales hidroxilo, OH•�, o superóxido, O2•- como las de nitrógeno (ERN) y las de cloro, hierro, cobre y azufre

¿Cuáles serían funciones útiles de las ER? Según Halliwell, estos compuestos tienen un rol fundamental en el sistema inmune. En primer lugar contribuyen a matar a algunos agentes infecciosos. Para que esta función se cumpla eficazmente, es muy importante tener una producción fuerte de ER que puedan eliminar los microorganismos rápidamente para no darles tiempo a activar sus propios sistemas de defensa antioxidante. En segundo lugar, las ER ayudan a restringir la sobre-activación del sistema inmune (en especial los linfocitos T), una vez eliminada la amenaza. Se evita así una prolongación del proceso inflamatorio. Los procesos inflamatorios crónicos o persistentes son un factor determinante para enfermedades relacionadas con la edad, particularmente cancer o enfermedades neurodegenerativas. Otra posible función pero que falta esclarecer es el rol de las ER en la señalización redox. Se han descubierto los mecanismos que permiten que los ER se generen en sitios específicos, perduren y luego se desactiven y su rol fundamental como moléculas señalizadoras rédox en procesos fisiológicos (no patológicos) se ha demostrado en plantas. En animales han resultado importantes en la adaptación de músculos a la isquemia y al ejercicio. El sistema de defensa antioxidante humano es complejo e interconectado y funciona, como dijimos antes, para minimizar los niveles de ER pero al mismo tiempo, permitir que ejerzan sus funciones útiles. Un ejemplo de esto es el caso de las proteinas peroxiredoxinas que funcionan como captadoras del H2O2 que a su vez las inactiva, con lo cual podrían permitir la transducción de una señal H2O2 - dependiente localizada y transitoria. En los seres humanos, la mayor parte de la capacidad antioxidante total de células y tejidos se debe a antioxidantes sintetizados endógenamente tales como el glutatión reducido (GSH), peroxiredoxinas y superóxido dismutasa. La contribución de antioxidantes dietarios es casi nula ante este sistema antioxidante defensivo. En realidad lo que habría que procurar, por lo tanto, es fortalecer este sistema antioxidante, aportando pro-oxidantes débiles que aumentaran la generación de ER y electrófilos que dispararían un aumento en los niveles de nuestros antioxidantes endógenos, como por ejemplo GSH. 2. La capacidad antioxidante humana resiste la modulación por antioxidantes dietarios. En los últimos años se han desarrollado mejores biomarcadores del daño oxidativo en tejidos humanos y fluidos, dentro de los cuales los más robustos son, según Halliwell, los F 2isoprostanos y otros isoprostanos (indicadores de la peroxidación de lípidos) o el 8-hidroxi-2'desoxiguanosina (8OHdG) en orina (como indicadora de daño en ADN y el pool de precursores de ADN. Lamentablemente, al evaluarse en orina o sangre, podrían no ayudar a detectar cambios en daño oxidativo de pequeños grupos celulares u órganos individuales. Sin embargo, utilizando estos biomarcadores, se ha comprobado que el suministro de antioxidantes dietarios no produce ningún cambio sustancial en el nivel de daño oxidativo en individuos enfermos, lo que es consistente con la falta de mejoría observada en ensayos con dichos pacientes. Aún cuando la enfermedad estuviera causada por daño oxidativo, estos antioxidantes no contribuirían a su mejora si no fueran capaces de actuar como tales en el organismo humano. Otros biomarcadores usables para controlar los posibles efectos de la absorción de antioxidantes de la dietas(pero con una cuidadosa interpretación a criterio de Halliwell) podrían ser:

 Productos de la oxidación del colesterol/ hidroperóxidos de ácidos grasos/hidróxidos (peroxidación de lípidos).  Determinación de peróxidos (peroxidación de lípidos).  8-hidroxiguanosina (8OHG) en orina.  Oxidación de bases de DNA en el DNA aislado de células (minimizando la oxidación artefactual).  Determinación directa de malondialdeho u otros aldehidos y sus aductos con proteinas y ácidos nucleicos.  Determinación de ácido tiobarbitúrico (TBA) por HPLC. No recomienda la utilización de los siguientes ensayos por llevar a conclusiones erróneas:  Ensayos de TBA simples  Determinación de capacidad antioxidante

 Kits comerciales para determinación de actividad antioxidante Fig. 1: Biomarcadores o ensayos para determinación de actividad antioxidante.

Más aún, los ER estarían involucrados en los procesos de reparación de tejidos dañados, por ejemplo, por lo cual el suministro de antioxidantes efectivos sería inclusive perjudicial. ¿Cómo se puede explicar la diferencia entonces entre resultados positivos observados en ratas y los resultados en general mucho menos promisorios de los ensayos clínicos en humanos? Hay varios experimentos en los cuales se ha demostrado que las ratas son mucho más sensibles a la suplementación dietaria de antioxidantes que los humanos. Por lo tanto, es también lógico que las enfermedades tales como ateroesclerosis, esclerosis amiotrópica lateral, demencia o los ACVs en las cuales el daño oxidativo es muy importante, respondan al suministro de antioxidantes dietarios en ratas. 3. El daño oxidativo contribuye al desarrollo y patología de varias enfermedades humanas. Según la literatura científica (y pseudocientífica) de los últimos años, las especies reactivas son responsables de todo tipo de males, desde la calvicie hasta la pérdida de embarazos. Halliwell considera que si bien su rol en muchas enfermedades es periférico, en otras es fundamental. Cita el ejemplo del cáncer, en el cual los ER podrían producir cáncer, contribuir a su evolución y a veces hasta curarlo. Las enfermedades neurovegetativas constituyen otro ejemplo ya que se observa daño oxidativo en zonas del cerebro afectadas por Parkinson y Alzheimer. Según el autor hay evidencia de que el daño precede la neurodegeneración y los estudios realizados en animales sugieren que una reducción en el daño oxidativo podría preservar la función neuronal. Bajo este concepto considera que el trabajo fundamental a realizar en el campo de los antioxidantes es: - Establecer su verdadero rol en los procesos de envejecimiento. - Desarrollar antioxidantes efectivos para uso humano, especialmente para los casos de enfermedades que afectan el funcionamiento del cerebro (los procesos neurodegenerativos que llevan a cuadros de demencia). - Utilizar el conocimiento de la biología redox para alterar el proceso de envejecimiento. - Avanzar en la comprensión de la importancia fisiológica y el mecanismo de la señalización rédox a niveles celulares y organizacionales

¿Con qué agentes terapéuticos contamos para esto?

En la tabla se detallan los antioxidantes que se encuentran actualmente en uso. Lamentablemente la mayoría de ellos no han demostrado tener ninguna eficacia en el tratamiento o aún prevención de enfermedades cuya etiología está ligada al daño oxidativo. Según Halliwell, unos candidatos posibles serían moléculas de bajo peso molecular que mimetizan la acción de SOD, catalasa o glutatión peroxidasas (Day et al. , 2009; BatinicHaberle et al. ,2010). Sin embargo cree que actúan más como pro-oxidantes que podrían por lo tanto reducir el daño oxidativo. En cuanto a los polifenoles (flavonoides, catequinas,etc.) que pueden actuar tanto como prooxidantes como antioxidantes, opina que si bien pueden ser beneficiosos para la salud, no lo son como antioxidantes in vivo, con la excepción de una actividad local en estómago o intestino delgado y colon. Considera que si se pudieran introducir directamente en el cerebro podrían actuar como pro-oxidantes suaves que disminuirían el daño oxidativo al estimular los mecanismos endógenos de defensa antioxidativa. Origen de los compuestos Naturales

Sintéticos

Agentes que ya tienen uso clínico con potencial antioxidante in vivo pero que no fueron desarrollados como tales.

Compuesto Superóxido dismutasa -SOD (CuZnSOD, MnSOD, EC-SOD; recombinante o purificada), Superóxido reductasa. Vitaminas: tocoferoles, tocotrienoles, vitamina C, carotenoides (pro-vitamina A ). Coenzima Q, ácido lipoico, adenosina, transferrina, lactoferrina, cisteina, GSH, dipéptidos que contienen histidina,piridoxamina, Polifenoles tales como flavonoides y otros. Desferrioxamina y otros quelantes del hierro naturales. Melatonina, coelenterazina, antibioticos. Tioles (por ejemplo, mercaptopropionilglicina, N-acetilcisteina). Quelantes de metales sintéticos (por ej.: ICRF-187, Exjade, hidroxipiridonas). Fulerenos. Inhibidores de las xantino oxidasas, inhibidores de la generación de O2• - por oxidasas de fagocitos u otros NADPH oxidasas. Antioxidantes liposolubles que rompen las cadenas. Inhibidores de la adhesión de fagocitos. Precursores del glutatión reducido (GSH), SOD/catalasa miméticos. Derivados de las vitaminas E o C Derivados de la coelentarazina. Antibióticos modificados. Antioxidantes mitocondriales (mitochondrially-targeted antioxidants) NXY-059, PBN (phenyl N-tert-butylnitrone)/u otros atrapantes de espin. Penicilamina, bucilamina (1), aminosalicilatos (1), apomorfina (1) , selegilina, flupirtina, omeprazol, 4-hidroxitamoxifeno (1) Inhibidores del ACE (quinaprilo, ramiprilo, captopril) o agonistas del receptor de angiotensina II (ej. losartan). Ketoconazole, probucol, propofol, algunos -bloqueantes como el carvedilol, meotoprolol (a). +2 Cimetidina, algunos bloqueantes del canal del ion Ca (2), fenilbutazona (1), nitecapone (1), entecapone (1), idebenona, troglitazona (1), tacrolimus.

(1) Estos compuestos reaccionan con los ER generando compuestos potencialmente dañinos (algunos se han retirado del mercado prohibiéndose su uso a las dosis recomendadas originalmente). (2) Compuestos con actividad in vitro pero cuya eficacia in vivo queda por evaluar. Tabla 1: Antioxidantes que se encuentran disponibles para uso terapéutico.

Los antioxidantes y el envejecimiento Se sabe sin lugar a dudas que los ER están involucrados en procesos de envejecimiento y en los transtornos asociados al mismo. No se ha comprobado, sin embargo, que son causantes de los mismos (con la posible excepción de la aparición de arrugas) y por lo tanto es improbable que los antioxidantes dietarios ayuden a impedirlo. Es probable que los pro-

oxidantes suaves pudieran contribuir en la medida que estimulen los mecanismos endógenos antioxidantes2,3. Otra posibilidad es que si fueran realmente componentes fundamentales de la señalización fisiológica, su escasez (o la presencia de ER no adecuados) podrían en realidad empeorar el cuadro, ya que se ha detectado una falla generalizada en la señalización en el envejecimiento.4 Halliwell concluye el artículo reflexionando que las ER están involucrados en muchos aspectos de la vida aeróbica y por lo tanto son imprescindibles. Sin embargo, están indudablemente ligados a la mortalidad individaul con lo cual lo importante es ver de qué manera se pueden limitar sus actividades negativas conservando sus funciones beneficiosas. Traducido y resumido por Erica Wilson para Profitocoop. 1

Halliwell, B. (2011)Trends in Pharmacological Sciences, Vol. 32, No. 3.

2

Harman, D. (2009) About ‘origin and evolution of the free radical theory of aging: a brief personal history, 1954–2009’. Biogerontology 10, 783. 3

Dai, D-F. et al. (2009) Overexpression of catalase targeted to mitochondria attenuates murine cardiac aging. Circulation 119, 2789–2797 4

Dröge, Q. and Schipper, H.M. (2007) Oxidative stress and aberrant signaling in aging and cognitive decline. Aging Cell 6, 361–370