Forma parte de la sabiduría popular que todos los seres humanos necesitamos del oxígeno para vivir y que su función es absolutamente crucial, desde que entra en el organismo por medio de la respiración, hasta que es reducido en la cadena de transporte mitocondrial. Esta forma de obtener energía para mantener un organismo es conocida como respiración aerobia y se la debemos agradecer en gran medida a las cianobacterias. Hace más de 3.000 millones de años, estos organismos se encargaron de liberar oxígeno a la atmósfera primitiva, favoreciendo así el nacimiento de nuevas formas de vida con un metabolismo diferente.
El metabolismo aerobio ofreció grandes capacidades energéticas y favoreció la selección de estructuras más complejas hasta llegar a la variedad de sistemas de vida que han aparecido a lo largo de la historia natural. Sin embargo, puede que estos organismos primitivos se saltasen la letra pequeña cuando aceptaron las nuevas condiciones de vida que el metabolismo aerobio les ofrecía, pues, a la vez que adquirían nuevas posibilidades energéticas, se debían desarrollar estrategias químicas para mitigar la alta toxicidad del oxígeno. De esta manera, a lo largo de la vida de organismos aerobios, el oxígeno es un importante responsable del envejecimiento y degeneración celular, haciendo inevitable diferentes causas que llevan a la muerte. A la vez que necesitamos el oxígeno para vivir, éste predetermina nuestra destrucción. ¿No es para denunciar a quien hizo semejante macabro diseño? Aconsejo a los lectores que no por esto decidan dejar de respirar. Con la de motivos que hay para hacerlo fuera de los entresijos químicos de nuestro cuerpo, sería una tontería perderle el sentido a la vida por este dato.
Fosforilación oxidativa en la mitocondria.
Como conocimiento básico, sabemos que inspiramos aire que contiene oxígeno, y que éste, desde los pulmones difunde a la sangre. A partir de aquí, es conducido a todas las células del cuerpo para realizar la respiración celular. El impacto negativo que tiene el oxígeno en el organismo comienza en la fosforilación oxidativa, que tiene lugar mediante la cadena respiratoria de la mitocondria. En este proceso, el oxígeno tiene el papel de aceptor final de los electrones, que son bombardeados dentro y fuera de la membrana interna mitocondrial durante la cadena. En el último paso de este proceso, mediante la acción del complejo enzimático citocromo-oxidasa, el oxígeno acepta cuatro electrones, siendo reducido a dos moléculas de agua. Esta reducción parcial del oxígeno muestra las dos caras de la actividad de esta molécula. Este proceso crucial para la vida, a la vez que fomenta la síntesis de ATP (molécula de alta energía metabólica), genera unos compuestos denominados radicales libres del oxígeno. Y con ello, aquí tenemos a los rebeldes vástagos del oxígeno, los radicales libres, autores de una cascada de muchas de las reacciones que ocasionan el detrimento celular. Compuestos como el anión superóxido, radical hidroxilo o peróxido de hidrógeno, poseen electrones desapareados en el orbital más externo, por lo que son altamente reactivos.
Los radicales libres tienen una vida breve, ya que rápidamente reaccionan con macromoléculas, oxidándolas. Las altas concentraciones de estos compuestos dan lugar a un estado celular que se conoce como estrés oxidativo. Evidentemente, las lesiones que acarrea esta producción inevitable de radicales libres no tienen un impacto inmediato en nuestro organismo. Más bien, consiste en un pequeño daño constante que se va acumulando y acaba por desencadenar diferentes patologías relacionadas con la vejez. De esta forma, los radicales libres tienen un amplio abanico de objetivos para realizar sus fechorías. Entre ellos se encuentran fundamentalmente el ADN y los ácidos grasos poliinsaturados. En el caso de los ácidos grasos poliinsaturados, el radical libre hidroxilo o hidroperoxil, ataca a uno de los carbonos de la cadena del ácido, dejando un electrón desapareado y dando lugar a un radical lipídico. Este nuevo radical modifica su ordenamiento molecular y reacciona con oxígeno molecular, siendo entonces cuando vuelve a formar un radical hidroperoxil, desencadenando una cascada de reacciones sobre otros ácidos grasos y generando aldehídos (que pueden adherirse al colágeno y hacer que las células pierdan flexibilidad), gases hidrocarbonados y otros residuos químicos. Si el radical libre ataca concretamente al colesterol de baja densidad (LDL, Low Density Lipids) puede favorecer la deposición de sustancias grasas en las arterias, o aterosclerosis, provocando la disfunción del endotelio vascular. Este daño, al ser acumulativo, con el paso del tiempo puede dar lugar a edemas, trombos y a otras deficiencias en la circulación.
En el caso de que los radicales libres afecten al ADN se produce la hidroxilación de bases nitrogenadas, causando diferentes tipos de mutaciones que degeneran la replicación de ADN. Además, algunos estudios aseguran que el estrés oxidativo provocado por la alta concentración de radicales libres funciona como mensajero secundario en las señales de activación, diferenciación y proliferación celular. Esto podría inducir a la activación descontrolada de células, responsable de la formación de tumores.
Hay multitud de enfermedades que se relacionan con el estado de estrés oxidativo y con las patologías del envejecimiento. Entre ellas encontramos algunas como la diabetes, el Alzheimer, las cataratas o la artritis reumatoidea. En general, la acción de los radicales libres en el organismo va causando estragos, reduciendo las capacidades de reserva de sistemas y órganos y dificultando el control homeostático. Aún con todo esto, no es momento de venirse abajo. Por supuesto, nuestro organismo ha desarrollado estrategias antioxidantes para paliar, en la medida de lo posible, la acción de los radicales libres. ¿Has dicho alguna vez, sin tener ni idea de por qué lo dices, que cierto producto es bueno porque tiene antioxidantes? Bueno, espero que con lo que se ha explicado hasta ahora te estés imaginando el motivo del beneficio de estos agentes.
