Halliwell y Gutteridge (1998), propusieron la siguiente definición para antioxidante: "Aquella sustancia que se encuentra en pequeñas concentraciones comparada a un sustrato oxidable e inhibe o retarda significativamente la oxidación de dicho sustrato". A partir de esta definición se considera que las defensas antioxidativas incluyen: a) Los agentes que remueven catalíticamente las especies reactivas, b) Las proteínas que minimizan la disponibilidad de prooxidantes como iones de fierro o cobre, c) Las proteínas que protegen biomoléculas por otros mecanismos y d) Agentes de bajo peso molecular que reducen las especies reactivas. La importancia antioxidante de estas biomoléculas depende de la especie reactiva sobre la que actúan, donde y como se genera este, así como del daño que produce. Los antioxidantes pueden actuar en los diferentes procesos de la secuencia oxidativa y tener más de un mecanismo de acción (Gutteridge y Halliwell, 1999). Entre los antioxidantes sintetizados en las células animales se encuentran enzimas y agentes de bajo peso molecular. Entre las enzimas se cuentan: a) La familia de las superóxido dismutasas (SOD). Esta familia está constituida por metaloenzimas que convierten el O2·- a H2O2, se encuentran virtualmente en todos los organismos aerobios. Son cuatro tipos de enzimas: CuZnSOD, CuSOD, FeSOD y MnSOD. b) La catalasa y las peroxidasas transforman el H2O2 a agua y están ampliamente distribuidas en bacterias aerobias, plantas y animales. La glutatión peroxidasa (GPx) y la glutatión transferasa participan en la detoxificación de xenobióticos como herbicidas, y usan el glutatión reducido (GSH) como sustrato. Las peroxidasas no específcas se han encontrado en plantas y bacterias y pueden usar una amplia gama de substratos (Spector, 1991; Halliwell y Gutteridge, 1998; Gamaley y Klyubin, 1999). En los fluidos extracelulares no se encuentran catalasas ni peroxidasas y la SOD se encuentra en cantidades muy pequeñas, sin embargo la lista de reductores extracelulares es amplia e incluye a proteínas con capacidad de prevenir reacciones catalizadas por iones metálicos, uniéndose a metales y complejos metálicos biológicos de hierro y cobre (Stocker y Frei, 1991; Gutteridge y Halliwell, 1999). Entre estos se cuentan: a) Ceruloplasmina: tiene actividad ferroxidasa, se une a cobre e inhibe reacciones tipo Fenton b) Transferrina y lactoferrina: se unen al hierro e inhiben reacciones tipo Haber Weiss, c) Haptoglobina y Hemopexina participan en la inhibición de la peroxidación lipídica catalizada por la hemoglobina y d) Albumina que tiene función poco clara, se une al hierro y al cobre pero no inhibe las reacciones Fenton (Halliwell y Gutteridge, 1998). Entre los agentes de bajo peso molecular de mayor importancia se encuentran: a) El tripéptido glutatión (GSH) en su forma reducida, es el antioxidante que se encuentra en las mayores concentraciones intracelulares. Actúa como cofactor de la GPx para detoxificar H2O2; puede detoxificar radicales libres por vías no enzimáticas, p.e. participa en la detoxificación de drogas con grupos funcionales que reducen parcialmente al oxígeno molecular, la medición del glutatión oxidado (GSSG) es uno de los mejores medidores de la generación de oxiradicales de forma droga-dependiente. El GSH está involucrado en otros procesos metabólicos, como el mantenimiento de comunicación intercelular, el transporte intracelular de cobre y es cofactor de enzimas en diversas vías. Participa en la regulación del estado redox de los disulfuros en proteínas con otras moléculas como la tioredoxina y glutaredoxina entre otros tioles. El GSH está sujeto a control hormonal y a su vez puede modular la expresión hormonal al regular los receptores hormonales en la membrana que contienen grupos tioles o disulfuros p.e. el receptor NMDA (N metil D aspartato) tiene grupos sulfidrilos y está sujeto a control redox. (Spector, 1991; Taylor et al., 1996; Halliwell y Gutteridge, 1998; Dalton et al., 1999; Gamaley y Klyubin, 1999). b) La bilirubina y el ácido úrico se han propuesto como antioxidantes al unirse a metales e impedir reacciones tipo Fenton. El ácido úrico también es eficiente protegiendo en contra del ozono y NO2·- . c) Los aminoácidos con capacidad para secuestrar iones metálicos y su susceptibilidad para oxidarse en presencia de H2O2 y concentraciones fisiológicas de bicarbonato (Stadtman y Berlett, 1991). d) La melatonina atrapa al radical OH·- además de estimular enzimas antioxidativas importantes (SOD, GPx y GR), se considera actualmente como un importante antioxidante. En dosis farmacológicas es efectiva para reducir el daño ocasionado por agentes tóxicos y paradigmas experimentales que inducen el estrés oxidativo (Reiter et al., 1997). Los antioxidantes derivados de la dieta parecen ser importantes para mantener una buena salud complementando las funciones de las defensas celulares, entre los más importantes antioxidantes obtenidos a partir de la dieta están los carotenoides, el a tocoferol y el ácido ascórbico, los dos primeros son antioxidantes liposolubles que disminuyen el insulto fotoquímico en la oxidación de lípidos en el ojo y en la piel. El ácido ascórbico es requerido como cofactor por diferentes enzimas, en diversas enfermedades que producen estrés oxidativo hay disminución de niveles de ácido ascórbico (p.e. artritis reumatoide) (Spector, 1991; Stocker y Frei, 1991; Halliwell, 1999). Algunos antioxidantes tienen funciones paradójicas en tanto que pueden funcionar como prooxidante, p.e. el ácido ascórbico cuando está en presencia de fierro o cobre (Spector, 1991; Stocker y Frei, 1991).
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