Radicales libres: origen, funciones fisiológicas y estrés oxidativo

Resumen

El texto explica qué son los radicales libres, cuáles son sus fuentes endógenas y exógenas y las estructuras celulares donde se generan. También describe su papel fisiológico en la homeostasis, como el óxido nítrico y el superóxido, y su relación con el estrés oxidativo y la defensa frente a microorganismos.

Puntos clave

Los radicales libres proceden de fuentes endógenas (metabolismo, respiración, ejercicio) y exógenas (contaminación, tabaco, alcohol, rayos X, pesticidas).
Durante la formación de ATP se generan sucesivamente el anión superóxido, el peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo.
Las principales estructuras subcelulares generadoras son las mitocondrias, los lisosomas, los peroxisomas y las membranas nuclear, citoplasmática y del retículo endoplásmico.
Un radical libre tiene una vida media de microsegundos, tiempo suficiente para reaccionar con biomoléculas cercanas.
El óxido nítrico participa en la relajación muscular y el control del tono vascular a través del GMPc.
El estrés oxidativo es el bombardeo persistente de moléculas por radicales de oxígeno reactivo, y los neutrófilos y macrófagos los usan para eliminar bacterias y virus.

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Es un hecho conocido que cualquier enzima y otras moléculas gigantes disueltas en una solución son atacadas por radicales libres, produciéndose notables cambios en su composición química y, por lo tanto, parecen estar envueltos en algunos tipos de cánceres, ya que la concentración de radicales libres es diferente en células cancerosas con respecto a células normales.

Orígenes de los Radicales Libres

Los radicales libres son resultado de los procesos fisiológicos propios del organismo, es decir, fuentes endógenas, como el metabolismo de los alimentos, la respiración y el ejercicio. Durante la formación del adenosín trifosfato (ATP) son generados en forma sucesiva, el anión superóxido, el peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo, especies de radicales derivadas del oxígeno.

Las estructuras subcelulares de generación de radicales libres incluyen principalmente las mitocondrias, los lisosomas, los peroxisomas, así como la membrana nuclear, la citoplasmática y la del retículo endoplásmico.

Los radicales libres también son generados por factores ambientales o fuentes exógenas como la contaminación industrial, el tabaco, la adicción a los medicamentos, los aditivos químicos en alimentos procesados, la exposición a los rayos X, el tetracloruro de carbono, los pesticidas y el alcohol.

Con base en esta definición, son radicales libres la molécula de oxígeno, el átomo de hidrógeno y los metales de transición (en estado iónico). La enorme reactividad de los radicales de oxígeno los lleva a interactuar ávidamente con otras moléculas. Una vez que el radical se genera tiene una vida media de microsegundos, corto lapso de tiempo en el que es capaz de interactuar con las biomoléculas cercanas.

Funciones Fisiológicas de los Radicales Libres

Cuando se habla de radicales libres no todo es malo, ya que ellos juegan un papel fisiológico clave en la homeostasis, como es el caso del óxido nítrico sintetizado. Este participa en la relajación muscular, el control del tono vascular y varias otras funciones que dependen de la guanosina monofosfato cíclico (GMPc).

El superóxido (O2¯) formado por la oxidasa NAD(P)H controla la producción de eritropoyetina, participa en el control de la ventilación, en la relajación del músculo liso y en la transducción de señales de varios receptores membranales que activan funciones inmunes.

Radicales Libres y Estrés Oxidativo

En general, los radicales derivados de especies reactivas de oxígeno intervienen en la respuesta del estrés oxidativo (el bombardeo persistente de moléculas por radicales de oxígeno reactivo) y mantienen la homeostasis redox. Son generados y utilizados por células como los neutrófilos, los monocitos, los macrófagos, los eosinófilos y la fibroblastos para eliminar organismos extraños como bacterias y virus.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la vida media de un radical libre?

Según el texto, una vez generado un radical libre tiene una vida media de microsegundos. Es un lapso muy corto en el que puede interactuar con las biomoléculas cercanas.

¿Qué células utilizan los radicales libres para eliminar organismos extraños?

El texto menciona los neutrófilos, los monocitos, los macrófagos, los eosinófilos y los fibroblastos. Los emplean para eliminar bacterias y virus.

¿Cuáles son las fuentes exógenas de radicales libres?

Son factores ambientales como la contaminación industrial, el tabaco, la adicción a los medicamentos, los aditivos químicos de alimentos procesados, los rayos X, el tetracloruro de carbono, los pesticidas y el alcohol.