Estrés oxidativo: una señal de alerta cuando fallan los mecanismos de regulación de la homeostasis redox intracelular

REPETTO, MG

Buenos Aires

Conferencia; XXXII Congreso Argentino de Química; 2019

Asociación Química Argentina

El concepto clásico de estrés oxidativo (EO) lo define como un desbalance entre las especies oxidantes tales como el peróxido de hidrógeno (H2O2), hidroperóxidos orgánicos (ROOH), oxígeno singulete, radicales libres como anión superóxido (O2.-), radicales hidroxilo y peroxilo, y los antioxidantes (no enzimáticos como el glutatión (GSH) y grupos tioles (-SH) de proteínas, y enzimáticos: superóxido dismutasa (SOD), catalasa y glutatión peroxidasa (GPx)), a favor de las primeras. Actualmente, la ?hipótesis redox? amplía este concepto al postular que el EO se debe a procesos que alteran el balance redox celular dado por los -SH, GSH o proteínas involucradas en las vías de señalización y funciones fisiológicas. Los mecanismos de protección antioxidante previos a la oxidación de biomoléculas en células, órganos y tejidos involucran el consumo de antioxidantes, especialmente GSH y cambios en la actividad de SOD, catalasa y GPx (aumento o disminución). Por un lado, la oxidación de GSH involucra aumentos de la concentración de especies oxidantes o incrementos en la expresión de SOD y catalasa, entendidos como una respuesta frente a la generación de especies oxidantes. Ambos mecanismos avalan la hipótesis redox y la participación de estas especies en la reacción de Fenton como mecanismo de acción. Un aumento de la actividad de SOD en el citosol y mitocondria disminuye la posibilidad de las reacciones entre el O2.- y el óxido nítrico para producir peroxinitrito, y el aumento de la actividad de catalasa disminuye la concentración intracelular del H2O2. La respuesta genómica que implica la expresión de estas enzimas está asociada al aumento de la concentración en estado estacionario de ROOH, junto con incrementos de la oxidación de biomoléculas y activación de la vía de señalización Nrf2-ARE. Esta vía es uno de los mecanismos fisiológicos en la defensa intracelular contra el EO, controla la expresión de genes y proteínas, y está implicada en la detoxificación y eliminación de especies oxidantes tóxicas mediada a su vez por Keap1, una proteína de señalización redox rica en ?SH. El incremento de la expresión de las enzimas antioxidantes como respuesta al EO indicaría que se trata de un proceso reversible y representa una forma de detoxificación y respuesta celular adaptativa al estrés, apoptosis y proliferación. Sin embargo, si estos mecanismos no son suficientes para controlar la generación y toxicidad de las especies oxidantes y prevenir el daño oxidativo irreversible intracelular, la disminución de la actividad de SOD, catalasa y GPx y del contenido de GSH intracelular indicarían que el daño oxidativo estaría mediado por la acumulación de especies oxidantes y de los productos de degradación de los ROOH resultantes de la oxidación de biomoléculas, acorde al concepto clásico de EO. El contenido de GSH y el sistema enzimático que regula la homeostasis de los -SH son esenciales para controlar la homeostasis redox intracelular y la falla en su regulación conduciría a la disfunción mitocondrial, hipoxia, disfunción multiorgánica y muerte.