|
Todos los organismos aerobios vivos están expuestos constantemente a una
serie cada vez más creciente de agentes externos (xenobióticos) que finalmente llegan al medio
interno y al intracelular. En el caso del hombre por ejemplo, estos compuestos extraños son subsecuentemente eliminados, sea de manera
intacta o metabolizados por las "enzimas denominadas "enzimas metabolizadoras de drogas" o enzimas detoxificantes. Muchas de las sustancias exógenas son
ingeridas con los alimentos provenientes del ambiente natural o de alimentos procesados [23, 33, 50].
Cuando el xenobiótico es sometido a un proceso de metabolización, este ocurre a través de una o más enzimas del sistema antioxidante. El órgano más importante en esta biotransformación es el hígado, tanto en el aspecto cualitativo y cuantitativo debido a que contiene altos niveles de enzimas y otros compuestos que metabolizan drogas, y porque captan rápidamente xenobióticos de la sangre [26].
En realidad, estas enzimas también actúan normalmente en condiciones fisiológicas, es más, los metabolitos que son sustratos de estas enzimas se forman constantemente a lo largo de toda la vida, de manera que pequeños "cuadros de estrés oxidativo" pueden estar ocurriendo intracelularmente y sólo
si estos mecanismos protectores son agotados o si se pierden en alguna partícula celular, ocurrirá un desbalance y se establecerá el cuadro de estrés oxidativo que desemboca en
lipoperoxidación, oxidación de grupos -SH de proteínas, daño del DNA, etc. [31]
Esquema
N.° 1
|
|
|
En los resultados obtenidos de la medición del grado de peroxidación lipídica, la técnica empleada es la más común para
investigaciones in vitro. El malondialdehído que se detecta por su reacción con el TBA, se forma principalmente durante la degradación oxidativa de los ácidos grasos insaturados, en las últimas etapas del rompimiento de
endoperóxidos producidos por los reacómodos intracelulares necesarios para estabilizar los radicales libres formados en la cadena alifática del ácido graso. El
esquema 1 representa uno de los mecanismos propuestos para la formación del
MDA y otros productos peróxidos a partir del ácido linoleico [5, 51].
La química de los radicales libres de la lipoperoxidación es compleja y va desde la autoxidación por efecto térmico o el provocado por metales de transición, el oxígeno singlete también lleva a otro grupo de productos
además de los generados por
autoxidación por radicales libres como son los dienos trans cis y cis trans.
Esquema
2.
Estos eventos y otros no presentados aquí pueden ocurrir en ácidos grasos libres o en fosfolípidos [23,29].
De la medición de este primer índice de peroxidación lipídica, donde se ha obtenido diferencia significativa, estas son mayores cuando se comparan
IDP con IDC, IDCE y IDPE. El grupo IDP es el que consumió la dieta con el embutido, alimento fabricado a nivel industrial que tiene un alto contenido de grasa (aprox. 25 %) y lleva además como aditivos nitratos y nitritos, este último no es permitido en nuestra legislación nacional [18], aún cuando la Junta del Comité de Expertos de la FAO/OMS en aditivos
alimentarios acordaron que la ingesta diaria aceptable de nitratos
sería de 0 - 25 mg/Kg peso corporal/día (expresado como nitrato de sodio) y de 0
- 0,1 mg/Kg peso corporal/día de nitritos (expresado como nitrito de sodio) [53].
Esquema
N.° 2
En un estudio anterior realizado por Delgado y
Málaga [18], reportaron hasta 185 mg/Kg y 342 mg/Kg de nitratos y nitritos respectivamente según el método de la AOAC. En el presente trabajo, la cantidad de
nitritos hallada en el embutido fue 115 mg/Kg por el mismo método.
Una de las causas principales de esta mayor lipoperoxidación en el grupo IDP se debería a este compuesto. Esta suposición es apoyada por los resultados semejantes que hemos obtenido cuando a un grupo de ratas se
les administró 5 mg de nitrito de sodio por día durante doce semanas
(gráfico
5). Lo que no sabemos es si este fue añadido directamente como nitrito o se formó como producto de la reducción de los nitratos, probablemente por prácticas
inadecuadas de almacenamiento del embutido.
El ácido nitroso (Ka = 5,0 X 10-4) y su forma iónica, nitrito, son moléculas muy reactivas que pueden actuar como oxidantes o reductores.
El dióxido de nitrógeno (NO2) es una molécula que al igual que el superóxido
posee un electrón desapareado, de manera que tiene actividad de radical
libre y el esquema presentado cumple fácilmente con las condiciones para una oxidación autocatalítica. Este radical y otros como el NO, son especies radicálicas difíciles
de detectar in vivo, debido a su gran reactividad y corto tiempo de vida [2].
Estudios previos han demostrado que el ácido nitroso in vitro reacciona con el DNA aislado, también los nitritos son capaces de incrementar los niveles de metahemoglobina [53]. Reportes de
Guengerich [27] señalan que compuestos derivados del nitrógeno (aminas aromáticas, hidrazinas, compuestos azo, nitrocompuestos y otros) siguen su biotransformación a través del citocromo
P-450, NADPH-citocromo P450 reductasa principalmente, sea para ser oxidados o reducidos, produciendo, MRO y radicales libres derivados del nitrógeno, este sistema participa en la propagación de lipoperoxidación [46].
También se ha reportado [25] que el dióxido de nitrógeno es capaz de
iniciar el proceso de lipoperoxidación que perece proceder por sustracción de un átomo de hidrógeno o por la adición del compuesto a la olefina. La reacción es grandemente influenciada por la presencia especial del oxígeno.
Aún cuando Walker [53] reporta que dosis de 10 mg de nitritos/Kg peso corporal/d en ratas no
causan efectos toxicológicos, estos se refieren a los cambios macroscópicos; como aumento del peso del bazo, del corazón, relajación del músculo liso, etc. En el presente trabajo, las ratas consumieron alrededor de 11 mg/Kgld (5 mg/d), valor cercano al supuestamente
inocuo pero en este caso los resultados han sido a nivel bioquímico lo que nos da un margen para presumir
sobre cambios que probablemente no se reflejen a nivel macroscópico.
Las especies reactivas comprometidas en las reacciones mostradas están relacionadas con la iniciación o propagación de radicales lipoperóxidos. Sin embargo también es
importante recalcar el contenido de grasa del alimento que puede ser fuente de radicales libres.
Es interesante notar aún cuando no son diferencias significativas, la mayor lipoperoxidación que resulta en el grupo IDCE con respecto al grupo IDPE, tendencia que también se observa cuando se administra la sal pura, el responsable lógico parece ser la vitamina E. Sobre esta vitamina se sabe que es
liposoluble y que principalmente se encuentra en las diversas membranas de la célula, el papel que cumple fundamentalmente como antioxidante es discutible en estos hallazgos.
Probablemente la concentración de la vitamina sea muy alta (aprox. 250 mg/Kg dieta) para una dieta normal, considerando que para la rata el requerimiento normal va de 15 a 40 mg/Kg dieta [48, 49]. Este requerimiento sólo
aumenta si se incrementa la ingesta de ácidos grasos poliinsaturados. Empleando como patrón el ácido
linoleico, las necesidades de vitamina E se incrementan siempre que este compuesto supere el 1,5 % de la
dieta; en este experimento el aceite de maíz empleado en la preparación de las dietas controles alcanza el 0,25 %. Por otro lado existen reportes sobre tratamientos con altas dosis de vitamina E en que se administran desde 100 a
2 500 mg/Kg, modifícándose algunas funciones inmunocelulares en ratas. Burton y colaboradores [4, 6] reportan que grandes suplementos
de vitamina E no parecen producir grandes cambios en la relación Vit. E/lípidos y antioxidantes/lípidos en relación a los producidos por pequeños suplementos,
significa que un mayor contenido de la vitamina en la dieta normal no va a garantizar un mayor efecto antioxidante.
En estudios de Yang y Desai [56], dosis elevadas de vitamina E administradas en ratas exhiben una mayor acumulación de la vitamina en el tejido adiposo que en el hígado. Desafortunadamente no se ha cuantificado vitamina E en ningún tejido, sería posible que la vitamina de los sub grupos DCE no
esté presente en el hígado en la misma magnitud que los respectivos subgrupos DPE.
Podemos suponer lógicamente que la dosis suplementada de vitamina se justifica sólo en las dietas que llevan
el xenobiótico pues al provocase una mayor lipoperoxidación es la vitamina E la que ejerce su acción antioxidante para cortar la cascada de reacciones por radicales libres [30].
Los resultados para la actividad de SOD, enzima medida como parte
del sistema antioxidante, sugieren que en el metabolismo del o de los xenobióticos del alimento participan los MRO [13, 19].
La actividad de esta enzima tiene estrecha relación con la lipoperoxidación; en diversos trabajos
se han hallado que cuando el grado de peroxidaclón lipídica se incrementa, la actividad de la enzima también se encuentra aumentada y esto se explica por la participación de los MRO en la formación de
radicales libres lipídicos [16, 40, 45].
Nuestros resultados concuerdan con estos hallazgos previos, tanto en el tratamiento con el alimento como con el tratamiento con la sal
nitrito de sodio. Nuevamente es posible recalcar la propuesta que la vía principal
del metabolismo de los xenobióticos del alimento por lo menos en lo concerniente con el nitrito de sodio, ocurra con la participación del ciclo
rédox dependiente de NADPH que es donde se generan los radicales superóxido [10, 14, 54]
a lo que puede añadirse que el aumento de la producción de radicales
superóxido puede también provenir de la lipoperoxidación provocada por el dióxido de nitrógeno, los productos lipídicos peroxidados consumen oxígeno al pasar por este sistema.
Todo ello explicaría la clara diferencia del tratamiento I y II DP donde la actividad está aumentada con respecto a los tratamientos I y IIDC y
I y IIDPE principalmente. Esta menor actividad en el grupo I y II DPE lógicamente debe atribuirse a la presencia del tocoferol.
Los mismos resultados obtenidos en el tratamiento con el embutido y con la sal pura permiten señalar la participación activa del aditivo en la modificación de la actividad de la SOD.
Se sabe que la capacidad antioxidante de la vitamina no sólo es remover radicales libre de los lípidos sino también barrer directamente a los MRO principalmente superóxido [11, 52], pues según estudios
in vitro se ha observado que el peróxido de hidrógeno y otros peróxidos orgánicos no causan oxidación de los tocoferoles,
incluyendo algunos hidroperóxidos de ácidos grasos [36]. Comparando estos resultados con los de lipoperoxidación
(gráfico 4 y
gráfico
8), puede proponerse dos rutas alternativas sobre el metabolismo del xenobiótico, una es que el nitrito al pasar por el sistema microsomal produce la formación de radicales superóxidos que a su vez conducen a un
incremento de la lipoperoxidación, la segunda es que la reacción del nitrito con los lípidos (principalmente de las membranas) produzca radicales lipoperóxidos que
también inducen la formación de superóxidos al atravesar el mismo sistema. En ambas rutas el papel antioxidante de la vitamina E consiste en atrapar los radicales superóxidos y también actuar a nivel de membrana cortando la cadena de reacciones que producen radicales libres especialmente lipoperóxidos. Esta explicación se ve reflejada en la disminución de ambos, lipoperoxidación y actividad de SOD.
En el presente trabajo la actividad do la GSH S-transferasa que emplea como sustrato CDNB no ha mostrado diferencias significativas ni con el embutido ni con la sal pura.
La biotransformación de xenobióticos ocurre básicamente a través de dos fases [49]. La fase I que es la biotransformación donde el principal objetivo es aumentar la reactividad química de la estructura molecular de los xenobióticos con la finalidad de facilitar la reacción de estos con los agentes de conjugación que constituyen la Fase II. Todas las reacciones discutidas anteriormente participan en esa primera fase en coordinación con el complejo sistema de detoxificación microsomal.
Esquema
N.° 3
Cuando el GSH participa en la conjugación lo hace en forma espontánea o
enzimáticamente a través de la GSH S-transferasa, ligando su grupo
-SH y neutralizando los sitios electrofílicos de los xenobióticos o sus metabolitos, llevando además a la formación de compuestos más solubles [12, 28; 38]. La remoción de las
GSH-derivados, productos de la actividad enzimática son removidos por la gamma glutamil transpeptidasa, enzima responsable del paso inicial del metabolismo degradativo del GSH [38].
La GSH S-transferasa se encuentra en cantidades sustanciales en el hígado y otros tejidos de mamíferos como
eritrocitos o intestinos. En hígado de rata llega a constituir el 10 % de la proteína soluble [38], lo que muy probablemente explica
la poca variación entre los diferentes tratamientos coadyuvado por la evidente actividad de los otros mecanismos de defensa ya discutidos. Es también sabido que las diversas actividades de este grupo de enzimas son inducibles por la presencia de drogas como
fenobarbital, aumentando así su actividad frente a los metabolitos producidos en la biotransformación del xenobiótico.
Este resultado por otro lado justificaría la ausencia de efectos toxicológicos a nivel macroscópico reportado por Walker, después de la administración de nitritos en las mismas cantidades que en el presente trabajo se ha suministrado.
Considerando los resultados discutidos al respecto del estrés oxidativo y como el hepatocito pudo defenderse con la participación de la vitamina E, se sugiere el siguiente esquema:
Esquema
N.° 4 |
