XENOBIÓTICOS

BIOTRANSFORMACIONmetabolitos establesmetabolitos reactivos

(tóxico último)

alteraciones metabólicas

ELIMINACIÓN

DETOXIFICACIÓN

NECROSISRESPUESTA

INMUNE

haptenos

unionescovalentes

daño celular

peroxidaciónlipídica Ca++

GSH

MECANISMOS DE TOXICIDAD DE XENOBIÓTICOS

Mutación

CANCER APOPTOSIS

ESTRÉS OXIDATIVO

• Es un estado de la célula en el cual se encuentra alterada la óxido-reducción intracelular (balance prooxidantes-antioxidantes.

ESPECIES REACTIVASDE OXÍGENO (ROS)

DEFENSASANTIOXIDANTES

ESPECIES REACTIVAS DE OXÍGENO

• El oxígeno puede aceptar electrones para formar especies reactivas de oxígeno(ROS) tales como radicales superoxido, peroxido de hidrógeno, y radical hidroxilo .

• La formación de ROS se mantiene baja gracias a los sistemas de defensa antioxidante

• Alrededor de 100 enfermedades se relacionan con el estrés oxidativo y fallos en el sistema antioxidante.

http://laguna.fmedic.unam.mx/mensajebioquimico/MensBioq02v26p019_Hansberg.pdf

http://laguna.fmedic.unam.mx/mensajebioquimico/MensBioq02v26p019_Hansberg.pdf

FUENTES DE RADICALES LIBRES DE OXÍGENO

EXTRACELULARES INTRACELULARES

- Humo de cigarrillos- Luz solar- Oxidación de drogas (CCl4)- Radiaciones ionizantes- Shock térmico

- Sustancias cíclicas de naturaleza redox (paraquat)

- Transporte de electrones mitocondrial - Reacciones del complejo citocromo P450 en RE (metabolismo de xenobióticos) - Metabolismo de ácidos grasos en los peroxisomas - NADPH oxidasa de membrana

(especialmente en células inflamatorias) - Subproductos de R. enzimáticas (xantina oxidasa) - Células fagocíticas

Oxidación del citocromoc por acción del paraquat

O2

H2O

Citocromo c(Fe2+)

Citocromo c(Fe3+)

Cit. oxidasa

(ox)

(red)

(I) (II)

DESTINOS MOLECULARES DEL DAÑO OXIDATIVO

Oxidación de proteínas Grupos de ácidos grasos(enzimas,

poliinsaturados (membranas)sistemas de transporte)

Oxidación de GSH

Dienos conjugadosác. Nucleicos

antioxidantesAc. Grasos hidroxilados

(mutaciones, pentano, etano.transformación)

Oxidación de carbohidratos(ácido hialurónico,sistema inmune)

OXIDANTE

DAÑO A PROTEÍNAS Y LÍPIDOS

• Proteínas: Metaloproteínas(Hb, catalasa, SOD) Presencia de insat. ó S (GA3PDH, SOD)Ca-ATPasa (Homeostasis del Ca)Proteolisis

Subproductos

• Lípidos insaturados: Perox. lipídica

PEROXIDACIÓN LIPÍDICA Rxn

R CH2CH CH CH2 COO-n

2R CH CH CH CH COO-

n

OOHLH

L.

O2LOO

R CH CH CH CH2 COO-n

OHH2O

INICIACIÓN

O2

R CH CH CH CH2 COO-O O

n

PROPAGACIÓN

PEROXIDACIÓN LIPÍDICA Rxn-2

R CH CH CH CH2 COO-O OH

n

R CH CH CH CH2 COO-O

n

Fe2+

Fe3+ + OH-

CH CH CH CH2 COO-O

n

+ R

DESTINO DEL DAÑO OXIDATIVO

1. Proteínas 2. Lípidos insaturados

3. Acidos nucleicos

4. Carbohidratos (despolimerización)

La Vitamina E

Ampliamente utilizada en Parkinson. Por sus propiedades liposolubles inhibe la lipoperoxidación de las membranas biológicas, estabilizándola y regulando su fluidez. Protege las estructuras celulares contra el estrés oxidativo. Inhibe significativamente la síntesis de NO.

Polyphenolics (tea, red wine, fruit, herbs/spices)

Adjacent OH groups – metal binding, interferes metal

absorption

Chain breaking antioxidants –

stop lipid peroxidation propagation

Multiple phenol groups

(OH on benzene) –

active regions

Herbal medicines

‘French Paradox’

Quercetin –apples, onions, tea

Resveratrol – red wine

RECOMMENDED FOR CARCINOMA PREVENTION(Federation of Obstetric & Gynaecological Societies of India)

AOs in Cancer Prevention: -

Antioxidant RDA Recommended Dose

Possible Toxicity Level

Features Causing ↑Req.

Vitamin ‘A’ 5000 IU 12,500 IU Chronic intake of 125,000 IU

Smoking

Vitamin ‘E’ 10-20 IU 200-800 IU >1,200 IU High PUFA intake, Smoking

Vitamin ‘C’ 60 mg 1000 mg Negligible / 1-2Gms

Stress, OCP,Smoking

Selenium None 50-200 mg >200mg Aging, High PUFA intake, Smoking, Heavy metals

http://mimundoupa.com/media/fuentes_de_radicales_libres_y_oxidacion.jpg

EL GLUTATION COMO AGENTE PROTECTOR

Glutamato Acidos mercaptúricos

Cisteína Acetil-CoA

γ- Conjugados tioesterGlutamilcisteinsintasa

Glicina GSH-transferasas

Glutation sintasa DEMCDNB

Glutation reducidoGSH H2O2Glutation

ReductasaGlutationOxidasa

NADPH GSSG 4 2H2O

Glutation oxidado

NADP+w 4

w

EL GLUTATION COMO AGENTE PROTECTOR

Síntesis deproteínas y

DNA

Poderreductordel GSH

Crecimientoy división

celular

Reacciones de reducciónmetabólica

Síntesis deleucotrienos

Regulación de

enzimas-SH

Resistencia a UV,Protección lente/córnea

Conjugación de xenobióticosen hígado

Proteccióncelular/antioxidante

PRINCIPALES FUNCIONES DE LAS CÉLULAS RELACIONADAS CON EL GSH

El Cerebro está en riesgo de sufrir daño oxidativo

Daño Oxidativo Potencial

•El alto uso de oxígeno y glucosa producen ERO

•Alto contenido de ácidos grasos peroxidables

•Áreas enriquecidas de prooxidantes como el Fe/Ascorbato

Capacidad Antioxidante

•Catalasa

•SOD, GSH Px

•GSH, Ascorbato

•α-Tocoferol, Ac. Úrico

H2O2, OH-, O2-, LOOH, Fe, Cu, NO, ONOO2-

Especies Oxidantes

Proteínas, Lípidos, Ác. Nucléicos, Metabolitos

Blancos Celulares

Proteínas Oxidadas, Lipoperóxidos, HNE,

Cadenas rotas, 8-OHdG, Bases Oxidadas

Productos de Oxidación

Reactive Nitrogen Species (RNS)Reactive Nitrogen Species (RNS)

Radicals:

NO. Nitric Oxide

NO2. Nitrogen dioxide

Non-Radicals:ONOO- PeroxynitriteROONO Alkyl peroxynitritesN2O3 Dinitrogen trioxideN2O4 Dinitrogen tetroxideHNO2 Nitrous acidNO2

+ Nitronium anionNO- Nitroxyl anionNO+ Nitrosyl cationNO2Cl Nitryl chloride

DH

ED

HE

DH

E

DHE

K562NB4

DHE

0.5 µM DQA

20 µM DQA

CONTROL

2 µM DQA

0.5 µM DQA

20 µM DQA

CONTROL

2 µM DQA

0.5 µM DQA

20 µM DQA

CONTROL

2 µM DQA

0.5 µM DQA

20 µM DQA

CONTROL

2 µM DQA

0.5 µM DQA0.5 µM DQA

20 µM DQA20 µM DQA

CONTROLCONTROL

2 µM DQA2 µM DQA

0.5 µM DQA

20 µM DQA

CONTROL

2 µM DQA

0.5 µM DQA

20 µM DQA

CONTROL

2 µM DQA

0.5 µM DQA

20 µM DQA

CONTROL

2 µM DQA

0.5 µM DQA

20 µM DQA

CONTROL

2 µM DQA

0.5 µM DQA0.5 µM DQA

20 µM DQA20 µM DQA

CONTROLCONTROL

2 µM DQA2 µM DQA

Producción de anión superóxido%

MU

ER

TE

CE

LULA

R

0

20

40

60

80

100

120

0

20

40

60

80

100

120

2 µM 48 H 2 µM 48 H

% M

UR

TE

CE

LULA

R

0

20

40

60

80

100

120

0

20

40

60

80

100

120

20 µM 16 H 20 µM 16 H

DQA

BSO

NAC

— +

— +

—

—

— —

—

+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—

+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—

+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—

+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—

+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—

+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—

+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—

+ +

+

Muerte células NB4

NecrosisApoptosis

NecrosisApoptosis

butionina sulfoximina (BSO) N-acetil cisteina (NAC)

Niveles de glutation

— +

— +

—

—

— —

—+ +

+

GS

H (

% c

ontr

ol)

0

20

40

60

80

100

120

NB4K562

20 µM 16 H 20 µM 16 H

GS

H (

%C

ontr

ol)

0

20

40

60

80

100

120

NB4K562

2 µM 48 H 2 µM 48 H

DQA

BSO

NAC

— +

— +

—

—

— —

—+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—+ +

+

— +

— +

—

—

— —

—+ +

+

butionina sulfoximina (BSO) N-acetil cisteina (NAC)