Todas las especies vivientes están continuamente expuestas a agentes reactivos que atacan a los organismos desde afuera y desde adentro. En las últimas décadas, el foco de la investigación se ha centrado especialmente en los radicales libres debido a su participación en la aparición y el desarrollo de numerosas enfermedades.
Los radicales libres son especies químicas altamente inestables debido a la presencia en su estructura de uno o más electrones no apareados. La peculiar distribución electrónica hace que los radicales libres sean muy reactivos e intenten alcanzar un estado más estable mediante el acoplamiento con otras moléculas o átomos, "robando" sus átomos de hidrógeno o interactuando con otras especies radicales.
Una vez formados, los radicales libres reaccionan rápidamente con otras moléculas a través de reacciones de oxidación-reducción (redox) para lograr una configuración electrónica estable. Durante este tipo de reacción hay una transferencia de electrones entre los compuestos que participan en la reacción, en la cual una especie pierde electrones (proceso de oxidación) en beneficio de otro que los adquiere (proceso de reducción): la molécula lo que pierde electrones es el agente reductor, mientras que el que los gana es el oxidante.
Cuando un radical libre reacciona con una especie no radical, puede perder o ganar electrones o simplemente unirse a la molécula. En cualquier caso, la especie no radical se transforma en un nuevo radical que desencadena una reacción en cadena, en la que un radical libre genera otro radical libre, hasta que dos radicales se encuentran, deteniendo la cascada de reacciones.
Las ROS (especies reactivas de oxígeno) y otras especies de radicales reactivos son producidas por las propias células durante los procesos fisiológicos normales, o pueden tener un origen exógeno. En el interior del cuerpo generalmente se liberan como subproductos metabólicos de la respiración aeróbica, algunos procesos enzimáticos y reacciones inmunitarias, mientras que los principales factores externos que conducen a la formación de radicales libres son la contaminación atmosférica, la radiación ultravioleta, los productos químicos y el estrés. .
En condiciones fisiológicas, los sistemas vivos poseen sistemas de defensa endógenos que protegen las biomoléculas estructurales y funcionales del ataque de los radicales libres. Estos sistemas de defensa, que pueden ser enzimáticos (glutatión, superóxido dismutasa, catalasa) y no enzimáticos (moléculas antioxidantes y vitaminas tomadas con la dieta), reaccionan con las especies radicales antes de que puedan atacar las estructuras biológicas, lo que reduce su potencial. dañina.
En ausencia de esta "barrera antioxidante", los radicales libres reaccionan rápidamente con biomoléculas que amenazan la vida, como el ADN, los lípidos y las proteínas, causando un daño celular grave e incluso la muerte celular.
Debido a la exposición excesiva a especies oxidantes altamente reactivas, el equilibrio entre los radicales libres y los antioxidantes puede ser menor; Esto desencadena una situación de estrés oxidativo, que es responsable de daños importantes que comprometen la funcionalidad de las células y los tejidos y se asocia con numerosas enfermedades crónicas, como trastornos cardio-circulatorios (aterosclerosis, isquemia, accidente cerebrovascular), diabetes, cáncer, enfermedades. neurodegenerativo (por ejemplo, enfermedad de Parkinson, Alzheimer). Además, el estrés oxidativo es una de las principales causas del envejecimiento celular. De hecho, las ROS atacan los polisidos de los lípidos causando su oxidación (peroxidación de lípidos). La alteración de las cadenas lipídicas representa un daño grave a las membranas celulares, que se vuelven más permeables y pierden su eficacia, con el consiguiente envejecimiento prematuro de las células y los tejidos.
Desde el punto de vista químico, los radicales libres constituyen una gran familia de compuestos que, para simplificar, se pueden dividir en dos categorías principales: ROS (Especies reactivas de oxígeno), que son especies reactivas que contienen oxígeno y que también incluyen moléculas no radicales como peróxidos y RNS (especies reactivas de nitrógeno) que incluyen las especies radicales de nitrógeno (óxido nítrico radical NO y peroxinitrito).
Las ROS se forman fisiológicamente en pequeñas cantidades como productos secundarios del metabolismo respiratorio, pero también pueden generarse en altas cantidades debido a factores ambientales, como la radiación UV y la contaminación, o debido a la acción del sistema inmunológico después de la activación de reacciones inflamatorias. Las ROS incluyen tanto especies radicales como el anión superóxido, radicales hidroxilo y radicales hidroperoxilo, como especies no radicales como el peróxido de hidrógeno (H2O2) y oxígeno singlete. El radical hidroxilo y el oxígeno singlete son las formas más reactivas entre los radicales libres, ya que oxidan rápidamente todas las moléculas biológicas, en particular las grasas insaturadas, proteínas, ácidos nucleicos, que causan un daño grave a las células.
