L’ESTRÈS OXIDATIU I EL CÀNCER - …premisrecerca.uvic.cat/sites/default/files/webform... ·...
92
INS FREDERIC MARTÍ CARRERAS 9 de Desembre de 2014 L’ESTRÈS OXIDATIU I EL CÀNCER
Transcript of L’ESTRÈS OXIDATIU I EL CÀNCER - …premisrecerca.uvic.cat/sites/default/files/webform... ·...
INS FREDERIC MARTÍ CARRERAS
9 de Desembre de 2014
L’ESTRÈS OXIDATIU I EL CÀNCER
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
1
ÍNDEX INTRODUCCIÓ ............................................................................................................................... 3
1.- ESTRUCTURACIÓ DEL TREBALL ................................................................................................ 5
2.- CONCEPTE DE CÈL·LULA ........................................................................................................... 6
2.1.-TIPUS DE CÈL·LULES ....................................................................................................... 7
2.2.-FORMA I GRANDÀRIA CEL·LULARS ................................................................................. 8
2.3.- DIFERÈNCIA ENTRE UNA CÈL·LULA NORMAL I UNA CÈL·LULA CANCEROSA ................. 9
3.- OXIDACIÓ CEL·LULAR ............................................................................................................. 12
3.1.- FACTORS QUE PORTEN A L’OXIDACIÓ CEL·LULAR ...................................................... 12
3.2.- RADICALS LLIURES ....................................................................................................... 13
3.2.1.- HISTÒRIA .................................................................................................................. 13
3.2.2.- QUÈ SÓN ELS RADICALS LLIURES? ............................................................................ 13
3.2.3.- ROS (REACTIVE OXYGEN SPECIES)- (ESPÈCIES REACTIVES D’OXIGEN) ..................... 14
3.2.4.- ALTRES CLASSIFICACIONS DELS RADICALS LLIURES ................................................. 16
3.2.5.- FONTS DE RADICALS LLIURES ................................................................................... 16
3.2.6.- ROS I MALALTIES ...................................................................................................... 18
3.2.7.- ROS A LA CARCINOGENESIS ..................................................................................... 19
3.2.8.- EL PAPER DELS ROS A L’APOPTOSI ........................................................................... 20
3.2.9.- LA INTERACCIÓ DELS ROS I L’APOPTOSI EN EL CÀNCER .......................................... 22
4.- ESTRÈS OXIDATIU ................................................................................................................... 26
5.- DANY OXIDATIU DEL DNA I EL CÀNCER .................................................................................. 27
5.1.- ESTRÈS OXIDATIU INDUÏT PEL CÀNCER ....................................................................... 29
5.2.- ESTRÈS OXIDATIU INDUÏT PER TRACTAMENTS ONCOLÒGICS .................................... 30
5.3.- RESPOSTA DE LES CÈL·LULES NEOPLÀSTIQUES A L’ESTRÈS OXIDATIU ........................ 32
5.4.- MOLÈCULES SUSCEPTIBLES A L’OXIDACIÓ .................................................................. 33
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
2
5.5.- EL DANY OXIDATIU ...................................................................................................... 37
5.6.- TÈCNIQUES PER DETECTAR L’ESTRÈS OXIDATIU ......................................................... 40
5.7.- SISTEMA DE DEFENSA CONTRA ELS ROS ..................................................................... 41
6.- ANTIOXIDANTS ....................................................................................................................... 44
6.1.- SISTEMES DE DEFENSA ANTIOXIDANTS ...................................................................... 44
6.2.- MECANISMES ANTIOXIDANTS DE L’ORGANISME HUMÀ PER REDUIR L’EXCÉS DE ROS
............................................................................................................................................. 47
6.3.- TERÀPIA ANTIOXIDANT ............................................................................................... 48
6.4.- ANTIOXIDANTS I EL CÀNCER ....................................................................................... 50
7.- TREBALL DE CAMP .................................................................................................................. 54
7.1.- PRIMERA PART: COMPARACIÓ DE LES DUES ENTREVISTES ........................................ 54
7.2.- ELABORACIÓ D’UN MENÚ RIC EN ANTIOXIDANTS ...................................................... 63
CONCLUSIONS ............................................................................................................................. 66
AGRAÏMENTS ............................................................................................................................... 69
REFERÈNCIES ............................................................................................................................... 70
ANNEXOS ..................................................................................................................................... 84
ENTREVISTA A LA DOCTORA RUT PORTA BALANYÀ (ONCÒLOGA) ..................................... 84
ENTREVISTA A LA DOCTORA Mª DEL CARMEN RODRÍGUEZ TORTOSA (CATEDRÀTICA DE
BIOQUIMICA I BIOLOGIA MOLECULAR) .............................................................................. 87
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
3
INTRODUCCIÓ
El títol del present treball de recerca és “L’estrès oxidatiu i el càncer”. La meva recerca
es centra en com afecta l’estrès oxidatiu a les cèl·lules dels diferents teixits i com
aquest procés pot arribar a provocar càncer. També s’hi relacionen altres temes
secundaris com ara els antioxidants.
He triat aquest treball per diverses raons. En primer lloc perquè des de fa molt de
temps que m’interessa el tema de l’estrès. És un concepte que sempre s’escolta i jo
sentia la curiositat de saber-ne més. Volia saber com l’estrès afecta fisiològicament a
les persones i vaig començar a buscar per Internet si hi havia informació suficient per a
fer un treball com aquest. Cada cop m’anava adonant que aquest tema és molt ampli,
hi ha molts tipus d’estrès i pot afectar a les persones de moltíssimes maneres, tant
externament com internament. Vaig llegir sobre l’estrès oxidatiu i em va semblar
interessant veure que l’estrès cel·lular pot provocar moltes malalties importants, com
per exemple el càncer. Vaig centrar la meva recerca en aquest tema.
El meu objectiu principal és:
Esbrinar quins són els mecanismes pels quals l’estrès oxidatiu pot
desencadenar un procés cancerigen.
Els meus objectius secundaris són tres:
Determinar si l’estrès oxidatiu promociona el desenvolupament d’un tipus
concret de càncer.
Conèixer els mecanismes de prevenció de l’estrès oxidatiu.
Elaborar un menú ric en antioxidants per tal que una persona amb elevats
nivells d’estrès oxidatiu cel·lular, pugui reduir o intentar reduir la producció de
radicals lliures al seu cos.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
4
Per tal d’assolir aquests objectius he utilitzat la metodologia següent:
Per fer la recerca bibliogràfica he utilitzat llibres, articles científics de revistes
indexades d’impacte internacional i alguna pàgina web de divulgació científica.
Dues entrevistes a persones expertes, una oncòloga i una biòloga.
L’interès i la originalitat del meu projecte rau en endinsar-me en el terreny de la
investigació per tal d’assolir els meus objectius plantejats i obtenir un major
coneixement possible sobre el tema escollit.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
5
1.- ESTRUCTURACIÓ DEL TREBALL
El treball s’estructura de la següent manera:
La primera part és un marc teòric on parlo sobre el concepte de cèl·lula, les diferències
entre una cèl·lula sana i una cèl·lula cancerosa, els factors que porten a l’oxidació
cel·lular, els radicals lliures, el concepte d’estrès oxidatiu i quines molècules són
susceptibles a l’oxidació, juntament amb tècniques per detectar l’estrès oxidatiu i
antioxidants.
Ja que en aquest treball no es poden fer pràctiques al laboratori, la segona part és una
comparació entre el que saben i pensen dues persones especialistes sobre el tema,
concretament una oncòloga i una biòloga. Per tal de trobar les semblances i les
diferències que es donen en l’estudi dels radicals lliures i de l’estrès oxidatiu en l’àmbit
de la oncologia i l’àmbit de la bioquímica i biologia molecular. En aquesta segona part
també constarà l’elaboració pròpia d’un menú ric en antioxidants.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
6
2.- CONCEPTE DE CÈL·LULA
Al segle XVII, Robert Hooke va ser la persona que per primera vegada va fer servir el
concepte de cèl·lula, per descriure els diferents espais que va observar en un tall de
suro per mitjà d’un microscopi. Aquests espais es delimitaven per una estructura rígida
i tenien l’interior buit. A cada un dels espais petits els va anomenar cèl·lula, que és el
diminutiu de cel·la (habitació).
Fins al segle XIX es va avançar molt poc en aquest camp. Dins la comunitat científica,
les teories fibril·laristes, que consideraven la fibra com la unitat estructural bàsica,
eren les teories acceptades per explicar la constitució estructural dels éssers vius.
A l’any 1838, Matthias Schleiden (botànic Alemany), després d’observar moltes
estructures vegetals, va arribar a la conclusió que tots els teixits vegetals
s’organitzaven en cèl·lules. Va ser a l’any 1839 quan Theodor Schwann va arribar a la
mateixa conclusió amb els teixits animals. A partir d’aquest moment es va poder
formular el primer enunciat de la teoria cel·lular que deia:
“Tots els éssers vius, animals o plantes, estan constituïts per cèl·lules”.
A l’any 1858, Rudolf Virchow va ampliar el concepte de teoria cel·lular afirmant que:
“Una cèl·lula només es pot formar a partir d’una altra cèl·lula preexistent”.
D’aquesta manera, la cèl·lula va passar de ser una unitat sense funcions, a ser una
unitat que com a mínim tenia la funció de fabricar altres cèl·lules.
Omnis cellula e cellula (tota cèl·lula prové d’una altra cèl·lula), és la perífrasi d’una
sentència de William Harvey que diu així: Omne vivum ex ovo (tot ésser prové d’un
ou).*
* Sentència de William Harvey.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
7
A partir d’aquesta formulació, de les observacions i els estudis posteriors, la teoria
cel·lular actual defensa que la cèl·lula és la unitat estructural, funcional i genètica de
tot ésser viu; és a dir, la cèl·lula és la part més petita de tot ésser viu (unitat
estructural) que és capaç de nodrir-se, reproduir-se i relacionar-se (unitat funcional). A
més, des del punt de vista evolutiu, les cèl·lules actuals provenen de les primeres
cèl·lules que van aparèixer a la Terra, fa més de 3.500 milions d’anys (unitat genètica).
A l’any 1861, Brucke va completar la teoria cel·lular considerant que la cèl·lula és
l’organització més elemental que pot tenir vida. La teoria cel·lular implica que malgrat
la gran diversitat morfològica, totes les cèl·lules presenten una mínima estructura
bàsica formada per un embolcall, el contingut cel·lular i el material hereditari.
L’embolcall (membrana) separa o comunica la cèl·lula de l’exterior i regula l’intercanvi
amb l’entorn.
El contingut cel·lular (citoplasma) és on es duen a terme tots els processos químics.
El material hereditari (DNA) codifica tota la informació genètica. L’estructura bàsica del
DNA és comuna en tots els éssers vius i es troba al nucli o nucleoide1.
2.1.-TIPUS DE CÈL·LULES
Hi ha dos tipus d’organitzacions cel·lulars, el de la cèl·lula procariota i el de la cèl·lula
eucariota.
El nom de cèl·lula procariota, literalment significa “cèl·lula abans de tenir nucli” (pro
“abans” i karyon “cor o nucli”) i el nom de cèl·lula eucariota vol dir “cèl·lula amb nucli
veritable” (eu “veritable o verdader”).
A la cèl·lula procariota, el DNA es troba dispers al nucleoide, que és una regió del
citoplasma, i no està envoltada per una membrana nuclear ni constitueix els
cromosomes típics de les cèl·lules eucariotes. Les cèl·lules procariotes tenen el
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
8
citoplasma sense compartimentar, o sigui, sense espais fixos separats per membranes,
de manera que cada espai fa una funció.
La cèl·lula eucariota es caracteritza pel fet de tenir un embolcall membranós
(membrana nuclear) que separa el material genètic de la resta del citoplasma. Aquest
embolcall juntament amb el contingut, constitueix el nucli cel·lular. El citoplasma es
troba compartimentat en espais separats per membranes. Cada espai forma un
orgànul cel·lular que a més, desenvolupa una funció específica.
S’han diferenciat dos tipus de cèl·lules eucariotes, la cèl·lula eucariota animal i la
cèl·lula eucariota vegetal.
La cèl·lula eucariota animal correspon al model de cèl·lula de tots els éssers del regne
animal i no presenta ni paret cel·lular ni plasts. La forma és variable però sol ser
arrodonida. Les reserves de glúcids són en forma de glicogen.
La cèl·lula eucariota vegetal correspon al model de cèl·lula de tots els éssers del regne
vegetal i es caracteritza perquè a més de la membrana citoplasmàtica, té un altre
embolcall extern anomenat paret cel·lular, de comportament rígid, que és de la
naturalesa cel·lulòsica. El citoplasma d’aquesta cèl·lula conté uns orgànuls especials
anomenats plasts (com els cloroplasts), que són exclusius de les cèl·lules vegetals. La
forma d’aquestes cèl·lules sol ser poligonal i fixa. Té les reserves glucídiques en forma
de midó1.
2.2.-FORMA I GRANDÀRIA CEL·LULARS
No totes les cèl·lules d’un organisme són idèntiques. Cada cèl·lula està especialitzada
en una funció determinada i això comporta una morfologia cel·lular particular.
Al cos humà es troben cèl·lules de formes molt variades:
- esfèriques (limfòcits)
- cèl·lules estrellades (neurones, cèl·lules òssies)
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
9
- cèl·lules allargades (cèl·lules musculars)
- cèl·lules flagel·lades (espermatozoides)
- cèl·lules amb pols diferents (cèl·lules intestinals)
L’especialització cel·lular també la trobem en les cèl·lules d’un organisme vegetal:
- cèl·lules allargades conductores de saba (vasos llenyosos i vasos liberians)
- cèl·lules prismàtiques (parènquima)
- cèl·lules amb lignina (paret cel·lular)
Pel que fa a la mida, hi ha una gran diversitat. En general, les cèl·lules procariotes són
més petites (al voltant de 3 μm) que les eucariotes (al voltant de 15 μm). No obstant
això, en els dos grups trobem espècies que s’allunyen d’aquestes mesures 1.
2.3.- DIFERÈNCIA ENTRE UNA CÈL·LULA NORMAL I UNA CÈL·LULA CANCEROSA
La cèl·lula normal passa a convertir-se en una cèl·lula cancerosa degut a un canvi o
mutació en el DNA. A vegades, aquestes cèl·lules, la càrrega genètica de les quals ha
canviat, moren o són eliminades als ganglis limfàtics. Però, altres vegades, segueixen
amb vida i es reprodueixen.
Les cèl·lules canceroses tenen un aspecte diferent, perquè la seva forma ha canviat o
perquè contenen nuclis o més grans o més petits. Aquestes cèl·lules són incapaces de
realitzar les funcions que corresponen a les cèl·lules pertanyents a aquell teixit.
Generalment es multipliquen molt ràpidament perquè els falta un mecanisme de
control del creixement. Amb freqüència, són immadures degut a que es multipliquen
d’una forma molt ràpida i no tenen temps suficient per créixer plenament abans de
dividir-se. Al formar-se un gran nombre de cèl·lules canceroses, s’amunteguen,
pressionen o bloquegen a altres òrgans i els impedeixen realitzar el seu treball.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
10
Com no es limiten a l’espai originari on es formen, i s’estenen a altres zones, es diu que
són invasives.
Tendeixen a emigrar cap a altres llocs, a través de la sang o de la limfa. Les cèl·lules
que s’encarreguen de la defensa de l’organisme solen destruir-les, així separades, però
si sobreviuen poden produir un nou creixement en un lloc diferent (metàstasi) i danyar
a altres òrgans 2.
Les cèl·lules cancerígenes presenten unes característiques específiques que les
distingeixen de les cèl·lules normals. Aquestes característiques permeten a cada
cèl·lula individual formar una massa de tumor i eventualment metastatitzar-se a altres
parts del cos.
Durant la transformació d’una cèl·lula normal a una cèl·lula capaç de formar un
creixement cancerós, succeeixen una gran quantitat de canvis. Totes les cèl·lules
canceroses adquireixen l’habilitat de créixer i dividir-se sense la necessitat dels senyals
apropiats i/o en la presència de senyals inhibitòries. També existeixen canvis
detectables en les propietats físiques de les cèl·lules. Aquests canvis inclouen:
- Canvis en el citoesquelet- La distribució i l’activitat dels microfilaments i
microtúbuls poden canviar. Aquestes alteracions canvien les maneres en les
que la cèl·lula interactua amb els seus veïns, així com l’aparença de les cèl·lules.
Els canvis en el citoesquelet també poden alterar l’adhesió cel·lular i el seu
moviment.
- Adhesió/Mobilitat cel·lular- La reducció de l’adhesió entre dos cèl·lules i de
l’adhesió entre cèl·lula i matriu extracel·lular permet la formació de grans
masses de cèl·lules. Les cèl·lules canceroses no mostren inhibició per contacte, i
així poden continuar creixent encara quan estan rodejades per altres cèl·lules.
Aquestes alteracions en l’adhesió cel·lular també tenen efecte en l’habilitat de
les cèl·lules per moure’s. Les cèl·lules canceroses deuen tenir l’habilitat de
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
11
poder moure’s i migrar per així poder propagar, i l’adhesió cel·lular juga un rol
molt important en la regulació de la mobilitat cel·lular.
- Canvis nuclears- La forma i la organització dels nuclis en les cèl·lules canceroses
poden ser molt diferents a les que es troben en les cèl·lules normals del mateix
origen. Aquest canvi en aparença pot ser útil en el diagnòstic i determinació de
l’ etapa dels tumors.
- Producció d’enzims- Les cèl·lules canceroses freqüentment secreten enzims
que les permeten envair els teixits veïns. Aquests enzims digereixen les
barreres de la migració i la propagació de les cèl·lules cancerígenes 3.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
12
3.- OXIDACIÓ CEL·LULAR
3.1.- FACTORS QUE PORTEN A L’OXIDACIÓ CEL·LULAR
Per evitar l’aparició en excés dels Radicals Lliures hem d’evitar els elements externs
que augmenten el nombre de Radicals Lliures. Entre aquests factors desencadenants
tenim els següents:
- Ingestió de tòxics (drogues, tabac, alcohol...), productes químics (detergents,
insecticides, herbicides, sabons industrials...).
- Contaminants ambientals (fàbriques, fum dels cotxes...).
- Estrès. Una situació d’un estat d’angoixa personal disminueix les defenses del
nostre organisme afavorint l’augment de Radicals Lliures i impedint que els
enzims específics puguin neutralitzar-los.
- Alimentació animal. Alguns aliments d’origen animal, especialment els que són
rics en greixos mono insaturats, provoquen l’aparició de Radicals Lliures. Una
bona manera d’evitar-los és escollir peix o carn que siguin magres (peix blau...),
ja que són molt rics en aminoàcids antioxidants com la cisteïna, o en minerals
útils en el mateix sentit com el Seleni o el Coure.
Imatge extreta de web: http://3.bp.blogspot.com/-
i35KBPDSUwk/UIxrEZJoWjI/AAAAAAAABAc/520TsJAeo4o/s1600/Estr%C3%A9s+oxidativo-
3.jpg
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
13
3.2.- RADICALS LLIURES
3.2.1.- HISTÒRIA
Durant la història de la medicina, hi ha hagut pocs esdeveniments que hagin tingut
l’impacte i les respostes com a conseqüència del coneixement dels radicals lliures per
la seva influència variable en els éssers vius.
En un principi les reaccions en que participen els radicals lliures van estar fora de
l’àmbit de la medicina i la biologia, però aquests van ser coneguts pels professionals
que estaven interessats en el camp de la destrucció per radiacions, preservació
d’aliments, combustió i la indústria de l’hule i les pintures.
Aquest terreny era patrimoni dels químics, biòlegs i físics, però la medicina es va
introduir amb passos ferms, amb molts professionals de la salut que estaven
interessats en els fenòmens d’oxidació cel·lular. Des de la dècada dels 70 s’ha produït
un gran interès en les àrees d’investigació i la clínica relatives als Radicals Lliures i als
antioxidants.
La primera teoria dels radicals lliures la va originar el Dr.Denham Harman, de la
Universitat de Nebraska, a l’any 1950, però a l’any 1972 la va tornar a retocar.
3.2.2.- QUÈ SÓN ELS RADICALS LLIURES?
Els radicals lliures, des del punt de vista químic, són totes les espècies químiques amb
càrrega o sense, que a la seva estructura química presenten un electró desaparellat o
imparell a l’orbital extern. Això dóna una configuració amb una gran inestabilitat.
Tenen una estructura birradicalica, són molt reactius i la seva mitjana de vida és curta,
per això actuen propers al lloc on es formen, i són difícils de dosificar. Des del punt de
vista molecular, els radicals lliures són petites molècules ubiqües que es produeixen
per diferents mecanismes entre els que es troben: la cadena respiratòria mitocondrial,
la cadena de transport d’electrons a nivell microsomal i als cloroplasts, i les reaccions
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
14
d’oxidació. Per aquest motiu, produeixen dany cel·lular (oxidatiu) en interactuar amb
les principals biomolècules de l’organisme.
Podríem dir que els radicals lliures són àtoms de
qualsevol element químic de la naturalesa que han
perdut un electró. Són inestables i busquen poder
recuperar l’electró perdut, que agafaran d’un altre
àtom que els travessi. D’aquesta manera
converteixen a un àtom que estava complet en un
nou radical lliure.
3.2.3.- ROS (REACTIVE OXYGEN SPECIES)- (ESPÈCIES REACTIVES D’OXIGEN)
El terme ROS avarca els radicals lliures d’oxigen, com el radical anió superòxid (O2.- ) i el
radical hidroxil (.OH), i oxidants no radicals com ara el peròxid d’hidrogen (H2O2) i
l’oxigen singlet (1O2). Els efectes perjudicials de l’oxigen són el resultat de la seva
reducció metabòlica d’aquestes espècies altament reactives i tòxiques.
Els ROS es poden convertir d’un a un altre (depenent de la variació de l’energia lliure
(∆G) de processos pertinents) per mecanismes enzimàtics i no enzimàtics. El ROS
primari i més abundant és el radical anió superòxid que té una capacitat oxidativa
comparativament alta. L’ H2O2 és generat espontàniament o a través de l’enzim
superòxid dismutasa (SOD)- dismutació catalitzada d’ O2.-(4).
El radical hidroxil, que té una vida mitjana relativament curta, és l’oxidant més potent i
agressiu principalment responsable del dany oxidatiu de bases de DNA. El .OH pot ser
generat a través d’una varietat de mecanismes. Se sap que el radical hidroxil és
generat pel peròxid d’hidrogen i el radical anió superòxid, el qual és catalitzat per ions
de ferro a través de la reacció d’Haber-Weiss 5 amb un cas concret de Fe2+ mitjançant
la descomposició del H2O2. La radiació ionitzant produeix la descomposició del H2O2,
Estructura dels Radicals lliures. Reelaboració de:
http://cellularplus.mex.tl/blog_12341_Estres-oxidativo--
radicales-libres-y-antioxidantes--parte-I-.html
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
15
que també resulta en la formació del .OH i àtoms d’hidrogen. El .OH podria també ser
generat per la descomposició fotolítica d’ hidroperòxids d’alquil 6.
A més, un nombre d’altres radicals lliures que contenen oxigen són capaços de causar
l’oxidació de components cel·lulars essencials com l’òxid nítric (NO), peroxinitrit,
hidroperòxids de lípids (LOOH), radical alcoxil (RO.), radical peroxil (.OOH), radical
centrat de nitrogen, radical sulfat (SO4.-) i complexes metall-oxigen. Aquests radicals
combinats amb els ROS mencionats anteriorment d’un grup gran i important d’agents
redox reactius, juguen un paper crític en un nombre de processos intracel·lulars i
extracel·lulars.
Els ROS normalment existeixen en totes les cèl·lules aeròbiques en balanç amb
antioxidants bioquímics. L’estrès oxidatiu es dóna quan aquest balanç crític és
interromput amb un excés de ROS, una interrupció d’antioxidants o per les dues coses.
Per contrarestar els efectes oxidants i per recuperar el balanç redox, les cèl·lules han
de restablir uns paràmetres homeostàtics importants. Els ROS no són sempre derivats
metabòlics perjudicials; quan estan estrictament regulats, els ROS poden actuar com a
molècules de senyalització intracel·lular 7,8 .
En les cèl·lules vives, la principal font de ROS endògens són el peròxid d’hidrogen i
l’anió superòxid, els quals es generen com a productes del metabolisme cel·lular com
ara la respiració mitocondrial 9. Alternativament, el peròxid d’hidrogen es pot convertir
en aigua, pels enzims catalasa o glutatió peroxidasa. La variabilitat o canvis inductius a
l’expressió d’aquests enzims poden influir significativament el potencial redox cel·lular.
Els ROS poden causar dany als teixits mitjançant la reacció amb els lípids en les
membranes, els nucleòtids al DNA 10, grups sulfhídrics a les proteïnes11 i reticulació o
fragmentació de ribonucleoproteines12. El radical anió superòxid relativament no
reactiu, és convertit per la superòxid dismutasa (SOD) en H2O2, el que al seu torn
participa en la “reacció Fenton”, amb ions de metall de transició (coure o ferro) com a
catalitzadors, per produir el radical hidroxil que és molt reactiu 13-16.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
16
3.2.4.- ALTRES CLASSIFICACIONS DELS RADICALS LLIURES
Els radicals lliures es poden classificar en tres grups, els radicals lliures inorgànics o
primaris, els radicals lliures orgànics o secundaris, o els intermediaris estables
relacionats amb els Radicals lliures de l’oxigen.
Els radicals lliures inorgànics o primaris són originats per la transferència d’electrons
sobre l’àtom d’oxigen, i representen diferents estats en la reducció d’aquest àtom. Es
caracteritzen per tenir una vida molt curta. En aquest grup trobem l’anió superòxid, el
radical hidroxil i l’òxid nítric.
Els radicals lliures orgànics o secundaris es poden originar de dues maneres diferents.
Per la transferència d’un electró d’un radical primari a un àtom d’una molècula
orgànica, o per la reacció de dos radicals primaris entre ells mateixos. Aquest tipus de
radicals lliures tenen una mitjana de vida una mica més llarga que els radicals lliures
primaris. Els principals àtoms de les biomolècules són el Carboni, el Nitrogen, l’Oxigen i
el Sofre.
Per últim, també es poden classificar com a intermediaris estables relacionats amb els
radicals lliures de l’oxigen. En aquest grup s’inclouen un grup d’espècies químiques que
encara que no són radicals lliures, en generen o resulten de la seva reducció o del seu
metabolisme. En aquest grup trobem l’oxigen singlet, el peròxid d’hidrogen, l’àcid
hipoclorós, el peroxinitrit i hidroperòxids orgànics.
3.2.5.- FONTS DE RADICALS LLIURES
La principal font de ROS es troba en els components de la cadena de transport
electrònic: NADPH oxidasa, xantina oxidasa, lipooxigenasa, citocrom P450 i
prostaglandina endoperòxid sintasa 17.
La respiració mitocondrial, que comprèn la reducció coordinada mitjançant quatre
electrons de l’oxigen a aigua, sent la donació dels electrons realitzada pel NADH o
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
17
succinat dels complexes I i II respectivament de la cadena de transport d’electrons
mitocondrial. Aparentment, el sistema de transport mitocondrial no és perfecte i es
produeixen ions superòxid, la dismutació enzimàtica de la qual condueix a la formació
de peròxid d’hidrogen.
La oxidació peroximal dels àcids grassos que genera peròxid d’hidrogen com a
subproducte.
Enzims microsomals citocrom P450 encarregats de metabolitzar productes xenobiòtics,
generalment d’origen vegetal o medicaments, redueixen habitualment l’oxigen a
superòxid.
L’activitat de les cèl·lules fagocitàries durant el seu atac a gèrmens patògens que
produeix una barreja d’oxidants i radicals lliures incloent superòxid, peròxid
d’hidrogen, peroxinitrits i hipoclorit 18.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
18
3.2.6.- ROS I MALALTIES
Els ROS poden causar dany oxidatiu al DNA i a les proteïnes. S’ha demostrat que el
dany als gens supressors de tumors i l’augment de l’expressió dels proto-oncogens 19-21
i l’estrès oxidatiu, indueixen la transformació maligna de les cèl·lules en cultiu 22.
Malalties associades amb l’estrès oxidatiu com ara la diabetis mellitus i el càncer
mostren un canvi pro-oxidatiu en l’estat redox i l’aclariment de la glucosa, la qual cosa
suggereix que els mitocondris dels músculs és el lloc principal de la producció elevada
de ROS.
Aquesta condició por ser referida com “l’estrès oxidatiu mitocondrial”. Els pacients de
càncer, majoritàriament han disminuït la capacitat d’eliminació de la glucosa, l’alta
activitat glicolítica i la producció de lactat. Per tant, és suggerit que el canvi pro-
oxidatiu observat està intervingut per un augment de la disponibilitat de substrat
d’energia mitocondrial. Les “condicions oxidants inflamatòries” s’associen típicament
amb una simulació excessiva de NAD(P)H oxidasa per citoquines i altres factors.
L’augment de la producció de ROS o canvis en els nivells de glutatió intracel·lular sovint
estan involucrats amb canvis patològics indicatius d’una desregulació de les cascades
de senyalització o l’expressió gènica 23.
Els ROS són carcinògens potencials perquè faciliten la mutagènesis, la promoció i la
progressió del tumor. El creixement de la promoció pels efectes dels ROS està
relacionada amb les cascades de senyalització de les cèl·lules redox-sensibles
(Receptives). Encara que a vegades, les cèl·lules normals mostren un augment de la
proliferació i l’expressió de gens relacionats amb el creixement si s’exposen amb el
H2O2 o el O2.-. Certs tipus de cèl·lules canceroses també produeixen quantitats
significatives de ROS. La producció de ROS és causada després de l’expressió de
diversos gens associats amb un fenotip transformat, incloent el H-Ras o Mox-1.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
19
3.2.7.- ROS A LA CARCINOGENESIS
A part de danyar al DNA, els ROS poden actuar com a segons missatgers i controlar
varies cascades de senyalització que causen un manteniment del fenotip oncogènic de
les cèl·lules canceroses24.
Els efectes dels ROS inclouen activitats anticàncer (detenció del cicle cel·lular,
senescència, apoptosi o necrosi, la inhibició de l’angiogènesi) i activitats pro-càncer
(promoció de l’invasivitat de la proliferació cel·lular, l’angiogènesi, metàstasis i
supressió de l’apoptosi) 25.
La freqüència de neoplasmes malignes augmenta amb l’edat. Els atacs vitalicis dels
radicals lliures estan considerats un dels principals culpables d’això. La taxa mitjana de
generació de productes oxidatius és aproximadament d’1 de 10 bases de DNA. Es va
trobar que els radicals lliures primàriament malmeten seqüències genòmiques
específiques que són importants per la carcinogenesis 25, 26. Per exemple, el dany
oxidatiu al DNA de la mucosa gàstrica en pacients amb una infecció de l’Helicobacter
pylori, està distribuït desigualment entre els gens, amb un tropisme pel gen TP53 27.
Hi ha un nombre significant de sistemes enzimàtics i no enzimàtics que protegeixen la
cèl·lula dels efectes tòxics dels ROS. La seva deficiència també podria conduir als
efectes deteriorants dels ROS. El Glutatió (GSH), és un guardià important contra el
dany oxidatiu. Està acumulat abundantment dins els mitocondris de les cèl·lules
canceroses9. Estudis “in vivo” han demostrat que la disminució del GSH sensibilitza les
cèl·lules tumorals a citòlisi oxidativa28,29. Un estudi en ratolins derrotats amb la
deficiència de coure-zinc dismutasa (Cu/Zn SOD), l’enzim el qual és el principal
eliminador intracel·lular dels radicals superòxid, va demostrar la freqüència d’augment
de càncer de fetge en uns quants animals30. La deficiència del Superòxid Dismutasa de
Manganès (Mn-SOD), el qual és el principal O2- netejador a la matriu mitocondrial,
condueix als ratolins a una mortalitat ràpida després de néixer. Els animals que són
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
20
heterozigots pel Mn-SOD, sobreviuen, però porten un risc elevat de desenvolupar un
limfoma, adenocarcinoma i adenoma pituïtari.
La radiació causa carcinogènesis. Això està basat en gran part amb la generació d’uns
radicals HO- molt reactius, els quals interaccionen amb el DNA causant la formació de
purins mutagènics, pirimidines i productes desoxiribosa oxidatius, com el 8-hidroxi-2-
desoxiguanosina (8OHdG)25,31. Els defectes en els enzims que són responsables en la
reparació del dany oxidatiu del DNA, augmenten el nivell de l’8OHdG i d’altres bases
mutagèniques, donant lloc a una major incidència de càncer relacionat amb l’edat dels
animals32.
El DNA mateix o els seus precursors poden ser alterats pels ROS. En els ratolins amb la
deficiència de l’enzim MTH1, que hidrolitza precursors de DNA danyats per
mecanismes oxidatius, la incorporació d’aquests nucleòtids defectuosos al DNA està
habilitat. Això augmenta la velocitat de la tumorigènesi espontània principalment en
els pulmons, l’estómac i el fetge 32, 33.
3.2.8.- EL PAPER DELS ROS A L’APOPTOSI
Està verificat que els intercessors de l’apoptosi poden causar producció intracel·lular
de ROS. Vàries espècies reactives poden iniciar l’apoptosi o modificar el seu curs34.
L’apoptosi pot ser causada per senyals extracel·lulars o intracel·lulars, i pot ser duta a
terme per dos vies importants, pels mitocondris (essencial) o per la mort del receptor
(innecessari, extern).
La via externa (innecessària) de l’apoptosi, és desencadenada per la interacció del
receptor mort i el seu lligam amb la membrana plasmàtica cel·lular 35, la que activa la
nicotinamida adenina dinucleòtid fosfat (NADPH) oxidasa i genera ROS. Això ens
condueix més a l’activació de l’àcid esfingomielinasa, la generació de ceramida i
l’agrupació dels receptors. Els processos descrits formen la plataforma del senyal que
indueix l’apoptosi en cascada36. L’activació del camí de supervivència NF-kB, augmenta
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
21
la transcripció de les proteïnes antiapoptòtiques (FLIP, Mn-SOD, Bel-X, IAP) i bloqueja
l’apoptosi. Amb la presència d’altes concentracions de ROS, la impossibilitat d’inducció
de NF-kB desencadena l’activació de quinases ASK1/JNK, que inicien l’apoptosis37.
La cascada apoptotica essencial està associada amb els canvis en la permeabilitat de la
membrana mitocondrial externa, que permet l’alliberament de proteïnes
proapoptòtiques. Els ROS són ben coneguts com els desencadenants de la via
apoptotica essencial a través de la interacció amb proteïnes de la membrana
mitocondrial externa38. Proteïnes de la família Bcl-2, determinen la susceptibilitat a
l’apoptosi, modificant l’equilibri entre els pro-apoptotic (Bax, Bak, Bad, Bim i Bid) i els
anti-apoptotic (Bcl-2, Bcl-XL i Bcl-w) membres de la família a favor de l’apoptosi o en
contra d’ella. En la presència d’estimulants apotpotics com els ROS, la forma truncada
de la proteïna Bid, causa l’oligomerització Bax/Bak que condueix a la creació de porus
molt grans a la membrana mitocondrial39. Posteriorment, el complex apoptosoma es
forma al citosol, activant l’iniciador de la Caspasa 9 i després de la Caspasa 3, que
executa els passos finals de l’apoptosi.
La mort cel·lular programada és sempre caracteritzada per la generació de grans
quantitats de ROS o per una explosió oxidativa transitòria22. La catalasa prevé
l’apoptosi (mediada) pel H2O2, indicant l’important paper que té el H2O2 a
l’apoptosis40. Recentment s’ha trobat que el H2O2 inicia l’activació de la Caspasa, la
qual depèn de l’alliberament mitocondrial del citocrom c (41). Encara que grans dosis de
H2O2 o altres ROS causen necrosi de les cèl·lules. Això implica que el procediment de la
mort cel·lular causada per l’estrès oxidatiu és dependent de la dosi. Des de que
l’apoptosi representa un procés actiu, dependent de l’energia, sembla que el nivell
d’ATP intracel·lular és un determinant crucial que suporta el que resultaria la cascada
apoptòtica.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
22
3.2.9.- LA INTERACCIÓ DELS ROS I L’APOPTOSI EN EL CÀNCER
Tot i que l’apoptosi i el càncer representen coses oposades, els ROS juguen un paper
important als dos processos. Nivells moderats de ROS, on la paraula moderats depèn
del tipus de cèl·lula, promouen apoptosi en cèl·lules tumorals42. Però en algunes
cèl·lules malignes, els ROS poden exercir un efecte oposat. En el melanoma de la línia
cel·lular M14, la sobre-expressió del Zn-Cu SOD causa la disminució d’O2- i per tant
promou l’apoptosi43. La generació de ROS pel sistema enzimàtic NADPH oxidasa, actua
com anti-apoptotic. Actua potenciant la proliferació cel·lular en línies cel·lulars de
càncer de pàncrees44. La capacitat del factor inductor d’apoptosi mitocondrial a NADPH
oxidasa i generar l’anió superòxid contribueix a la viabilitat d’algunes línies cel·lulars de
càncer45.
Els mecanismes pels quals els ROS exerceixen el seu efecte anti-apoptotic, no estan
completament declarats fins ara. Està hipotetitzat que l’inactivació de la Caspasa
podria ser responsable. En algunes cèl·lules, tenir un nivell elevat d’O2- causa un
augment en el valor de pH del citosol, el qual deté l’activació de la Caspasa46.
Oposadament, el H2O2 disminueix el pH en el citosol i per tant actua a favor de la
iniciació de l’apoptosi. A més, el H2O2 promou l’apoptosi a través de la conversió en el
radical HO- que directament ataca al DNA o danya el mitocondri47. Un mecanisme
alternatiu inclou la inactivació de la proteïna PTEN (“product of tumor supressor gene
PTEN”), la que augmenta l’activació de la via de senyalització Akt. Encara que la senyal
Akt normalment té diferents papers ambigus atribuïts, alguns estudis han indicat que
l’activació d’aquesta ruta suporta la supervivència de cèl·lules canceroses, però
suprimeix la invasió i la metàstasi48.
El fenomen de l’apoptosi ha estat investigat en molts tipus de càncer i la seva
significació ha estat establida pel carcinoma urotelial49-50. Troballes recents han
suggerit que l’estrès oxidatiu sensibilitza les cèl·lules tumorals a la necrosi tumoral
relacionat amb el factor inductor d’apoptosi amb el lligam TRAIL, intercedint l’apoptosi
per la baixa regulació de proteïnes anti-apoptòtiques. A més, la proteïna TRAIL ha
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
23
guanyat molta atenció com a un nou objectiu terapèutic gràcies a la seva propietat de
causar apoptosi només en cèl·lules amb càncer, però no en cèl·lules normals51. Encara
que alguns carcinomes urotelials desenvolupen resistència al TRAIL, després el
restabliment d’aquesta sensitivitat té una gran importància. La causa de l’estrès
oxidatiu amb una baixa concentració de H2O2 pot oposar la resistència al TRAIL per un
descens significant de l’expressió de la curta vida de les proteïnes anti-apoptòtiques
com la FLIP, XIAP i Survivin52. Estudis més a fons, estan determinant la rellevància de
l’aplicació del H2O2 com un agent intravesical (adjuvant) en el tractament de càncer
urotelial, per tant de baixar el llindar (l’entrada) per iniciar l’apoptosi en les cèl·lules
malignes.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
24
Elaboració pròpia.
Elaboració pròpia.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
25
*Principals àtoms de les molècules orgàniques.
Elaboració pròpia.
Elaboració pròpia.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
26
4.- ESTRÈS OXIDATIU
L’estrès oxidatiu és una condició bioquímica que es caracteritza pel desequilibri entre
els radicals lliures, principalment les espècies reactives d’oxigen (ROS) i del nitrogen i
els mecanismes de defensa antioxidants. L’entorn normal reductor de la cèl·lula es
preserva per l’acció dels enzims mitocondrials que mantenen l’estat reduït gràcies a la
constant aportació d’energia.
Els efectes tòxics de l’estrès oxidatiu sobre les cèl·lules normals podrien contrarestar-
se amb l’ús d’antioxidants, però, aquests podrien anular els efectes nocius de l’estrès
oxidatiu sobre les cèl·lules neoplàstiques i impedir l’apoptosi.17
L’estrès oxidatiu ha estat implicat en l’apoptosi i la patogènesi del càncer
proporcionant suport artificial per dues nocions: les reaccions dels radicals lliures
poden augmentar en les cèl·lules malignes i els sistemes de destrucció oxidant poden
ser útils en la teràpia del càncer34.
L’estrès oxidatiu pot provenir de:
- Una deficiència del sistema de defensa antioxidant.
- Un increment de la formació de ROS. La alta reactivitat dels quals pot provocar
peroxidació lipídica, dany de la membrana cel·lular, trencament del DNA i
degradació proteica.
L’augment de varis d’aquests agents oxidants a la vegada, provoca canvis biològics de
manera progressiva a l’organisme, seguint més o menys un patró comú. L’acumulació
progressiva d’aquests canvis ocasiona la malaltia.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
27
5.- DANY OXIDATIU DEL DNA I EL CÀNCER
El dany que es produeix al DNA pels efectes dels ROS ha estat àmpliament acceptat
com una gran causa del càncer53. En pacients amb malalties associades amb risc de
càncer indiquen un augment en la taxa de dany oxidatiu del DNA o en alguns casos el
sistema de reparació deficient com la anèmia Fanconi, hepatitis crònica, fibrosi quística
i vàries malalties autoimmunes54-58. Estudis en humans recolzen la noció basada
experimentalment del dany oxidatiu del DNA com un factor mutagènic o aparentment
cancerígen important59. Els ROS poden danyar el DNA i la divisió de les cèl·lules amb
danys irreparables o danys reparats incorrectament, els quals guien a mutacions. La
majoria de les mutacions causades pels ROS apareixen per implicar la modificació de la
Guanina, causant transversions G-T 60-63. Si es refereix a gens crítics com oncògens o
gens supressors de tumors, pot resultar la iniciació/ progressió del tumor64. Certament,
aquestes espècies poden actuar en diversos passos de moltes etapes de la
carcinogènesi. Per tant, se suposa que els ROS estan implicats tant en la iniciació i la
progressió del càncer 65.
Les mutacions causades pel dany oxidatiu del DNA inclouen una gamma de purines i
piramidines oxidades específicament, llocs làbils alcalins, trencaments de cadena
simple i la inestabilitat formada directament o per processos de reparació66-70. Degut a
la multitud de les modificacions del DNA produïdes pels ROS, ha estat difícil establir la
freqüència i l’especificitat de mutacions pel radical individual d’oxigen que indueix
lesions. Algunes d’aquestes bases modificades han estat trobades per posseir
propietats mutagèniques. Per això, si no es repara, pot conduir a la carcinogènesis. Els
estudis mostren que tot i que les quatre bases són modificades pels ROS, les mutacions
normalment estan relacionades amb els parells de bases GC, mentre que el parell de
bases AT estranyament condueixen a mutacions71. Aquestes mutacions normalment
són substitucions de parells de bases, mentre que la supressió i la inserció de bases són
menys freqüents. En tumors humans, les transversions G-T són les mutacions més
freqüents en el gen supressor p53 72-74. Fent servir la plantilla de cadena simple de DNA
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
28
en un sistema sensible i avançat de mutació, diverses mutacions, incloent el tàndem
doble en la substitució de CC-TT, han estat observades en el DNA tractat amb radicals
lliures d’oxigen75. Nivells elevats de bases modificades en teixit cancerós poden ser
degudes a la producció d’una gran quantitat de H2O2, el qual és trobat per ser
característic de tumors en cèl·lules humanes76,77. La iniciació del càncer pels ROS en
humans és suportada per la presencia de modificacions oxidatives al DNA en teixits de
càncer64,78.
El fum dels cigarrets, que és ric en carcinògens com nitrosamines i hidrocarburs
aromàtics policíclics79-81, causa una acumulació de 8-hidroxideoxiguanosina (8-OHdG).
Els pulmons dels fumadors de cigarrets contenen de 2 a 3 vegades més gran la 8-
OHdG. Això pot conduir a mutacions, algunes de les quals poden ser causades pels
radicals lliures d’oxigen, resultants de respostes inflamatòries, fibrosis i
desenvolupament tumoral82. La orina obtinguda dels fumadors també té una elevació
de 4 a 10 en nucleòtids alterats que estan coneguts per ser produïts pels ROS 83. La 8-
OHdG urinària és un bio marcador de l’estrès oxidatiu, el càncer, aterosclerosi i
diabetis84.
El dany oxidatiu del DNA pot ser involucrat en el desenvolupament del càncer de pit.
L’augment dels nivells d’estat estacionari del dany de bases de DNA amb un patró
característic d’atac d’OH han estat declarats en la malaltia inflamatòria de pit 85 on pot
ocórrer la progressió maligna. S’ha declarat que els nivells elevats de 8-OHdG adductes
en el DNA tenen un paper fonamental en el càncer de mama 86. També hi ha evidència
de la progressió de tumor de pit per a l’estat metastàtic i és un important factor
etiològic87. El carcinoma de cèl·lules hepàtiques s’associa sovint amb una infecció
crònica per hepatitis B o C o de la ingestió d’aflatoxines88-92. L’estrès oxidatiu induït per
aquests virus representa un dels esdeveniments intracel·lulars que causen la gènesi del
carcinoma hepatocel·lular93. La transició G-T ha estat ensenyada per ser un dels tipus
més comuns de mutació produïda per una lesió d’aflatoxina i pel dany dels ROS al
DNA94. La 8-OHdG també ha estat declarada d’acumular-se en el carcinoma
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
29
hepatocel·lular95,96. El mesurament del dany en el DNA i la mutació en el fetge humà
com una funció de la persistència de l’hepatitis crònica podria ser predictiu per a
l’aparició de càncer de fetge. L’hipertròfia crònica de la pròstata es diagnostica en la
majoria d’homes amb l’edat de 40 anys. Però l’aparició tardana de carcinoma de
pròstata suggereix que en la tumorigènesi està implicat un procés de múltiples etapes.
L’escassetat d’agents químics coneguts associats amb el càncer de pròstata indica una
associació amb els processos cel·lulars endògens97-100. Els ROS són els candidats més
raonables per ser genotoxines endògenament formades que s’acumulen en l’edat
adulta.
Els estudis epidemiològics que impliquen la mesura de típiques bases de DNA
modificades en una gran varietat de teixit tumoral i els seus respectius teixits normals
poden proporcionar coneixements sobre el mecanisme de la carcinogènesi relacionada
amb els ROS. El mesurament de la purina i la piramidina que provenen de lesions del
DNA en teixits, pot ser útil en la determinació d’una associació entre agents productors
de radicals lliures i el risc de càncer.
5.1.- ESTRÈS OXIDATIU INDUÏT PEL CÀNCER
El càncer és una malaltia inductora d’estrès oxidatiu. Les cèl·lules neoplàstiques
produeixen de forma intrínseca una quantitat major de ROS que les cèl·lules
normals101. Alguns estudis han observat que pacients amb càncer avançat presenten
concentracions plasmàtiques de ROS més elevades que els subjectes sans, mentre que,
els nivells d’activitat enzimàtica dels sistemes antioxidants com GPX i SOD es troben
disminuïts 102,103.
Hi ha múltiples mecanismes pels quals les cèl·lules neoplàstiques presenten nivells de
ROS més elevats que les cèl·lules normals. En primer lloc, les cèl·lules neoplàstiques
tenen incrementades les seves necessitats metabòliques, pel que requereixen majors
quantitats d’ATP produït pels mitocondris per mantenir el seu elevat ritme de
creixement i proliferació. La síntesi desmesurada d’ATP mitocondrial contribueix a la
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
30
producció de ROS 104. A això se li afegeix que les cèl·lules tumorals utilitzen en major
grau la via de la glicòlisi per a la síntesi d’ATP (efecte Warburg) que és molt menys
efectiva que la cadena respiratòria mitocondrial105. Aquesta alteració en el
funcionament mitocondrial afavoreix la fuga d’electrons des del complex respiratori
fins al citoplasma, originant-se una major quantitat de radicals lliures intracel·lulars106.
A l’estrès oxidatiu generat per les alteracions metabòliques de les cèl·lules
neoplàstiques se li afegeix la producció de grans quantitats de ROS per part de les
cèl·lules inflamatòries que infiltren el teixit tumoral i que incrementen l’estrès oxidatiu
al microambient tumoral107. A més, la majoria dels pacients oncològics pateixen
anorèxia, fet que impedeix l’aportament correcte de nutrients i per tant un dèficit de
vitamines i altres antioxidants que compensen la producció de radicals lliures. Aquest
dèficit es pot veure agreujat per les nàusees i els vòmits originats pels tractaments
oncològics o per la pròpia malaltia que dificulten la ingesta d’aliments. A tots aquests
factors se’ls ha d’afegir els radicals lliures generats pels tractaments oncològics
específics com la quimioteràpia o la radioteràpia108.
5.2.- ESTRÈS OXIDATIU INDUÏT PER TRACTAMENTS ONCOLÒGICS
En varis estudis s’ha demostrat com els tractaments de quimioteràpia eleven els nivells
d’estrès oxidatiu als pacients que els reben. Durant el tractament amb citostàtics
(substàncies tòxiques per a les cèl·lules), s’han detectat nivells més elevats dels
productes derivats de la peroxidació lipídica; una reducció de la capacitat antioxidant
total en plasma i dels nivells d’antioxidants (vitamina C, E i carotens); així com una
reducció dels nivells tissulars de glutatió109, 110.
Entre els agents quimioteràpics que generen majors quantitats de ROS es troben les
antraciclines, els derivats del platí, els agents alquilants, les epipodofilotoxines i les
camptotecines. Es coneix que nivells elevats de ROS “in vitro” interfereixen en alguns
dels processos cel·lulars necessaris per que els citostàtics exerceixin la seva funció
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
31
eficaçment, com la progressió a través del cicle cel·lular o l’apoptosi. Així doncs, nivells
elevats d’estrès oxidatiu podrien disminuir la citotoxicitat induïda per la quimioteràpia.
En concret, la peroxidació lipídica induïda pels radicals lliures generats durant el
tractament de quimioteràpia origina nivells elevats d’aldehids electrofílics que poden
interaccionar amb algunes dianes cel·lulars i alentir el cicle cel·lular i inclús parar-lo en
algun punt, el que interfereix en la capacitat citotòxica de la quimioteràpia111, 112.
Les antraciclines generen grans quantitats de radicals lliures i és per això que han estat
àmpliament estudiades. Les antraciclines competeixen amb el coenzim Q10 com
receptors d’electrons i desvien els electrons del sistema de transport mitocondrial fins
les molècules d’oxigen formant radicals superòxid a nivell cardíac113. Aquest fenomen
és el principal responsable de la cardiotoxicitat limitant de dosi induïda per
antraciclines. En canvi, existeixen estudis que avalen la combinació de doxorrubicina
amb antioxidants per alleujar el dany oxidatiu sense reduir la eficàcia del
tractament114, 115.
Un altra de les teràpies utilitzades pel tractament del càncer són les radiacions
ionitzants que eradiquen a les cèl·lules mitjançant la formació de radicals lliures.
Segons el seu origen i mecanisme d’acció, les radicacions es poden classificar en
directes o indirectes. Les directes són les originades pels protons o neutrons i ionitzen
directament als àtoms de les molècules diana com el DNA, desencadenant alteracions
moleculars. Les radiacions indirectes, que predominen als tractaments amb raigs-X o
raigs-γ, interaccionen principalment amb l’aigua produint radicals lliures que danyen
biomolècules com el DNA, lípids i proteïnes. L’eficàcia de la radioteràpia no només
depèn del tipus i dosi de la radiació, sinó que també depèn de la radiosensibilitat del
teixit irradiat, la fase del cicle cel·lular en la que es troben les cèl·lules, la concentració
d’oxigen i els nivells d’antioxidants intracel·lulars. De manera que en presència de
concentracions elevades d’oxigen, les radiacions ionitzants generen grans quantitats
de ROS provocant que el dany cel·lular induït sigui permanent 116.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
32
5.3.- RESPOSTA DE LES CÈL·LULES NEOPLÀSTIQUES A L’ESTRÈS OXIDATIU
La elevació dels nivells d’estrès oxidatiu intracel·lulars produeixen un desequilibri a
l’estat redox de la cèl·lula, el que pot desencadenar reaccions intracel·lulars no
desitjades117.
Els ROS desenvolupen un paper rellevant en alguns processos fisiològics de
senyalització i regulació intracel·lular actuant com segons missatgers118, en canvi, quan
es produeix una elevació excessiva dels nivells de ROS intracel·lulars, aquests
interfereixen en l’expressió d’alguns gens i vies de transducció de senyal 117, 119.
Existeixen estudis que suggereixen que la resposta de les cèl·lules tumorals als ROS pot
ser dosi- dependent ja que nivells elevats d’estrès oxidatiu són tòxics per les cèl·lules
estudiades mentre que nivells baixos poden estimular la proliferació cel·lular120. Alguns
mecanismes de defensa adaptativa cel·lular com els enzims antioxidants i els sistemes
de protecció redox ajuden a regular l’estrès oxidatiu lleu, no obstant aquests
mecanismes tenen una capacitat limitada en les cèl·lules neoplàstiques, pel que una
producció excessiva de ROS durant el tractament de quimioteràpia pot elevar els
nivells d’estrès oxidatiu fins tal punt que desencadenin la mort cel·lular121.
Per altra banda, els ROS poden actuar com missatgers a les vies de transducció de
senyal intracel·lulars i promoure el creixement i proliferació cel·lular contribuint al
desenvolupament del càncer. A més, canvis en l’estat redox d’alguns factors de
transcripció pot contribuir a la proliferació cel·lular incontrolada 122.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
33
5.4.- MOLÈCULES SUSCEPTIBLES A L’OXIDACIÓ
El dany cel·lular produït per les espècies reactives de l’oxigen succeeix sobre diferents
macromolècules com els lípids, les proteïnes, els carbohidrats i sobre el DNA.
Als lípids és on es produeix el major dany. El procés es diu peroxidació lipídica i afecta a
les estructures que són riques en àcids grassos poliinsaturats. S’altera la permeabilitat
de la membrana cel·lular, aquesta s’infla i la cèl·lula mor. També es danyen les
lipoproteïnes. Els àcids grassos insaturats són components essencials de les
membranes cel·lulars, són essencials pel seu funcionament normal. En canvi, són
vulnerables a l’atac oxidatiu que s’inicia pels radicals lliures de l’oxigen. Les
característiques que té la oxidació lipídica són que un àcid gras quan s’oxida, es
converteix en radical d’àcid gras amb la capacitat d’oxidar a una molècula veïna, i això
es converteix en una cadena. Aquest procés, la peroxidació lipídica, que representa
una forma de dany que afecta sobre un determinat teixit de l’organisme, pot ser
desencadenat per l’oxigen, l’oxigen singlet, el peròxid d’hidrogen i el radical hidroxil.
FASES DE LA PEROXIDACIÓ LIPÍDICA
a) Iniciació:
RH + Iniciador (OH.) R. + H2O
b) Propagació:
R. + O2 ROO.
ROO. + RH ROOH + R.
c) Ramificacions:
ROOH RO. + OH.
2ROOH ROO. + RO. + H2O
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
34
d) Terminació:
ROO. + ROO. O2 + productes no radicals (ceto)
RH = àcid gras insaturat OH. = radical hidroxil
R. = radical alil RO. = radical alcoxil
ROO. = radical peroxil ROOH = hidroperòxid
Reelaboració d’una font extreta d’un document d’universitat.
Les proteïnes són modificades pels ROS de diferent manera. Aquestes, per exemple:
Poden reaccionar directament amb el lligant metàl·lic de moltes
metaloproteïnes. S'ha comprovat que el ferro de l'hemoglobina pot reaccionar
amb el radical superòxid o el peròxid d'hidrogen per formar metahemoglobina.
Una altra hemoproteïna citoplasmàtica important, la catalasa, és inhibida pel
O2-., Que la converteix en les seves formes inactives ferroxi i ferril. Finalment, el
peròxid d'hidrogen, també pot reduir el Cu2+ de la superòxid dismutasa CuZn a
CU1+, reaccionant després amb ell generant radical hidroxil. Al seu torn, aquest
radical hidroxil, ataca un residu adjacent d'histidina del centre actiu de l'enzim,
necessari per a l'activitat catalítica.
A causa de la reactivitat dels radicals lliures amb les molècules insaturades o
que contenen sofre, les proteïnes amb proporcions elevades de Trp, Tyr, Phe,
His, Met i Cys poden patir modificacions d'aminoàcids intervingudes per
radicals lliures. En aquest sentit s'ha observat que enzims com ara el
gliceraldehid-3-fosfat deshidrogenasa o superòxid dismutasa, que depenen
d'aquests aminoàcids per presentar la seva activitat, s'inhibeixen en presència
de radicals lliures. Les reaccions dels radicals lliures amb aquests aminoàcids
donen lloc també a alteracions estructurals en les proteïnes provocant
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
35
entrecreuaments i fenòmens d'agregació, que es veuen afavorits per la
formació de ponts disulfur intra i intermoleculars.
Els processos d'oxidació, poden al seu torn alterar l'homeòstasi del calci,
probablement com a conseqüència d'una disminució en l'activitat de la Calci-
ATPasa en les membranes plasmàtiques secundària a l'oxidació de tiols
essencials en la proteïna o per formació d'adductes covalents. Això suposa
l'alteració en els processos en què està implicat el calci, com ara la contracció
muscular, sistemes de transport, etc, que danyen greument les cèl · lules.
Els enllaços peptídics també són susceptibles de ser atacats pels radicals lliures
(proteòlisi). Aquests enllaços poden trencar després de la oxidació de residus
de prolina per radicals hidroxil o superòxid.
Finalment, la reacció dels radicals lliures amb les proteïnes també pot generar
subproductes que amplificarien el dany inicial. Un exemple el constitueix
l'oxidació del Trp fins H2O2.
Els carbohidrats són danyats pels radicals lliures en menor proporció que altres
molècules. Sucres com la glucosa, manitol o certs desoxisucres poden reaccionar amb
el radical hidroxil per produir substàncies reactives. Així mateix, els polisacàrids poden
patir l’atac dels radicals lliures, en aquest cas, fragmentant-se a unitats més senzilles
(despolimerització de l’àcid hialurònic).
Pel que fa al DNA, realment la citotoxicitat d'aquestes espècies químiques, en gran
part, és una conseqüència de les aberracions cromosòmiques produïdes per les
modificacions químiques que pateixen les bases i els sucres del DNA en reaccionar amb
els radicals lliures, especialment amb el radical hidroxil, amb conseqüències similars les
dels agents carcinògens.
Les modificacions químiques dels nucleòtids provoquen, en molts casos, la ruptura de
les fibres del DNA. Si el dany que s'origina és tan gran que no pot ser reparat, es
produeix una mutació, o bé, la cèl·lula mor.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
36
Al DNA succeeixen fenòmens de mutacions i carcinogènesi (procés pel qual es
produeix el càncer. Les cèl·lules normals es transformen en cèl·lules canceroses). Es
produeix pèrdua d’expressió o síntesi d’una proteïna a conseqüència d’un dany a un
gen específic o mutacions que provoquen canvis d’aminoàcids en una proteïna, que
després no fa bé la seva funció. També es produeixen modificacions oxidatives de les
bases, delecions, fragmentacions, interaccions estables DNA-proteïnes, reordenaments
cromosòmics i desmetilació de citosines del DNA que activen gens. El dany es pot
realitzar per l’alteració (inactivació o pèrdua d’alguns gens supressors de tumors que
poden conduir a la iniciació, progressió o ambdues, de la carcinogènesi), com per
exemple el gen de la proteïna p53. Els gens supressors de tumors poden ser modificats
per un simple canvi en una base crítica de la seqüència de DNA perquè aquest canvi
canvia l’estructura de la proteïna.
Font reelaborada.
Dany oxidatiu
8-hidroxiguanina DNA abasic
Pèrdua de base
XA
Canvi de base
GT
O
Es trenca la cadena de fosfat
desoxiribosa
La cadena es trenca (simple i
doble)
Inserció/eliminació
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
37
5.5.- EL DANY OXIDATIU
El dany oxidatiu es pot mesurar de forma directa o indirecta.
Mètodes directes
Medició de la concentració d’agents oxidants. Durant els últims anys s’ha tractat de
mesurar la concentració d’agents oxidants a l’organisme, però ha resultat difícil en
moltes ocasions, ja que aquests tenen una mitjana de vida molt curta. El radical
hidroxil té una vida d’un nanosegon. La espectrometria de la ressonància de la rotació
(espín) d’electrons és la única tècnica analítica que mesura directament els ROS, però
la seva aplicació a l’ésser humà encara no és factible, a part que els equips necessaris
són molt cars.
Recentment s’ha desenvolupat un equip fotomètric amb reactius inclosos per
determinar els nivells de ROS en sang (anunciat en Clin Lab International 1998;
22(5):12).
La prova està basada en el fet de que els metalls de transició, un cop alliberats de la
seva forma quelant (forma que conté complexes amb ions de metalls pesants), forma
en que generalment es troben en el plasma i dins de les cèl·lules, tenen la capacitat de
catalitzar reaccions de tipus redox, els productes de les quals són atrapats per derivats
fenòlics, que resulten en la formació d’una solució acolorida que pot ser mesurada
espectrofotomètricament.
Mètodes indirectes
1. Determinació de productes terminals de l’acció oxidant. S’han desenvolupat
mètodes per mesurar alguns dels ROS, però indirectament, mitjançant productes
terminals de la seva acció oxidant sobre proteïnes, DNA i lípids.
Els ROS indueixen a les proteïnes l’acumulació de grups carbonils, que poden ser
avaluats després de la condensació amb 2-4 dinitrofenilhidrazina (2,4-DNFH),
comunament utilitzat per avaluar la oxidació de proteïnes cel·lulars. Aquest mètode és
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
38
molt llarg i laboriós, i utilitza gran quantitat de solvents, pel que recentment s’ha
desenvolupat un nou mètode ELISA per mesurar aquest compost.
Més de 12 metabòlits (molècules utilitzades o produïdes durant el metabolisme) es
produeixen durant l’atac radicàlic al DNA, però només alguns han pogut ser utilitzats
com marcadors d’aquest atac: timidina glicol (TG) i 8-hidroxideoxiguanosina (8-OHdG).
La peroxidació lipídica és un procés complex, en el qual els àcids grassos no saturats en
els fosfolípids de les membranes cel·lulars són atacats per radicals que provoquen
l’abstracció d’un hidrogen, formant-se hidroperòxids que són de medició difícil ja que
es degraden ràpidament. No obstant, la lipoperoxidació constitueix el patró d’or quan
es tracta de provar la funció dels radicals lliures en algun tipus de dany cel·lular.
Existeixen diferents maneres de mesurar-la:
- Medició de compostos que reaccionen amb l’àcid tiobarbitúric: es basa en la
reacció del tiobarbitúric amb el malondialdehid (MDA), producte aquest del
desdoblament dels hidroperòxids, formant-se així un color susceptible de ser
mesurat directament. El seu anàlisi s’utilitza per la seva bona practicabilitat i
senzillesa, però li falta sensibilitat. Per augmentar-la es recomana utilitzar
procediments fluoromètrics o cromatogràfics.
- Medició d’altres aldehids procedents també de la lipoperoxidació: el 4-
hidroxinonenal, susceptible de ser mesurat per HPLC ( High-performance liquid
chromatography. Tipus de cromatogrfia en columna utilitzada freqüentment en
bioquímica i química analítica) amb detecció ultraviolada.
- Medició d’hidrocarburs volàtils a l’aire expirat: principalment età i pentà,
respectivament derivats dels hidroperòxids dels àcids grassos insaturats de les
series omega-3 i omega-6. No és un mètode invasiu, però per lo complicat
resulta molt molest als pacients.
- Medició de compostos fluorescents de la lipoperoxidació: mesura la lipofuscina,
producte final de la destrucció oxidativa dels lípids, però només és útil per
etapes tardanes de la peroxidació.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
39
Tota aquesta sèrie d’indicadors que mesuren els productes del dany oxidatiu a
proteïnes, DNA i lípids, en el millor dels casos proveeixen dades semi-quantitatives
sobre la seva presència en alguns fluids orgànics.
2. Medició de la concentració d’antioxidants. Els resultats de diferents estudis
mostren que els nivells d’antioxidants poden disminuir o augmentar per diferents
malalties, pel que al monitoritzar-los poden ser utilitzats com marcadors de malalties i
pel seguiment terapèutic.
S’han desenvolupat productes diagnòstics que concedeixen, segons els seus autors
(Randox Free radicals and reactive oxigen species. Clin Lab International 1998; 22(5):6),
una exacta i ràpida medició del rang de paràmetres antioxidants.
Dins d’aquesta àmplia gamma, els més comercialitzats són els que mesuren
antioxidants de tipus enzimàtics: superòxid dismutasa i catalasa.
Algunes cases comercials també produeixen jocs de reactius per determinar
antioxidants no enzimàtics com les vitamines E, A i C, i la ubiquinona. A més, es poden
mesurar antioxidants de segona línia, com són els enzims reparadors del dany al DNA,
anomenats redoxiendonucleases.
3. Medició de l’estat antioxidant total. L’estat antioxidant reflexa el balanç dinàmic
entre el sistema antioxidant i els prooxidants (ROS) i és utilitzat com instrument per
estimar el risc de dany oxidatiu.
La medició de l’estat antioxidant és beneficiosa en un sens fi de malalties.
De la mateixa manera que les substàncies relacionades amb el dany oxidatiu són
mesures innombrables, els mètodes que s’empren en la medició ,són múltiples. Van
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
40
des de la simple espectrometria, passant pel HPLC, fins arribar a la moderna
quimioluminiscència.
Els esforços que es realitzen a escala mundial pel desenvolupament de nous i més
mètodes senzills que ens portaran a la major utilització de les dades aportades per la
medició del dany oxidatiu, són enormes. Potser dintre d’alguns anys els metges
indicaran als seus pacients, de forma rutinària, junt al colesterol o la glucosa, la
medició d’aquest tipus de dany123.
5.6.- TÈCNIQUES PER DETECTAR L’ESTRÈS OXIDATIU
Marcadors d’estrès oxidatiu:
O2.- (radical anió superòxid): la quantificació d’aquest radical es realitza per
quimioluminiscència 124.
TBARS (espècies reactives a l’àcid tiobarbitúric, marcador de lipoperoxidació):
la medició de TBARS és una mesura indirecta de lipoperoxidació. Consisteix en
la medició plasmàtica de malondialdehid125.
Isoprostà (marcador de lipoperoxidació): la seva formació és una mesura
directa de la formació de lipoperòxids independent i de ciclooxigenasa. Es
mesura per tècniques d’enzim immuno anàlisi (EIA) 126.
NF Kappa B: és un factor de transcripció nuclear que està involucrat en
l’activació de gens que participen en la patofisiologia de la paret vascular i en el
desenvolupament de la malaltia ateroscleròtica. En condicions d’estrès
oxidatiu, aquest factor es troba activat. La seva quantificació es realitza
habitualment per tècniques de mobilitat electroforètica (EMSA)127.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
41
Marcadors de defensa antioxidant
Glutatió (GSH): la medició del contingut total de glutatió es determina en sang
sencera o, més específicament en glòbul vermell per tècniques
espectrofotomètriques128.
Superòxid dismutasa (SOD): la medició de la seva activitat es determina en
glòbul vermell, segons C. Nebot i col·laboradors (1993) 129.
Glutatió peroxidasa (GPx): la medició de la seva activitat es determina en glòbul
vermell, d’acord amb MK Cha i col·laboradors (1996) 130.
Avantatges d’un mòdul integral de detecció precoç d’estrès oxidatiu
1. Facilita l’estudi complet en pacients en una única sessió, evitant la seva
mobilització excessiva.
2. Disminueix el cost de l’estudi ja que el valor total és inferior al sumatori de
costos de les pràctiques individuals.
3. L’estudi integrat comprèn tant l’enfocament etiològic i funcional de l’estrès
oxidatiu i de la disfunció endotelial, com així també del conjunt de factors de
risc associats amb la malaltia cardiovascular.
5.7.- SISTEMA DE DEFENSA CONTRA ELS ROS
Tots els éssers vius que utilitzen l’oxigen per obtenir energia, alliberen ROS. Aquesta
situació és incompatible amb la vida, a menys que existeixin mecanismes de defensa
en les cèl·lules que les neutralitzin. A aquestes defenses se les denomina antioxidants i
es considera com a tal, qualsevol substància que en concentracions normals posseeixi
una afinitat major que qualsevol altra molècula per interaccionar amb un radical lliure.
L’antioxidant, al col·lisionar amb un radical lliure d’oxigen, li cedeix un electró, que
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
42
s’oxida a la vegada i es transforma en un radical lliure d’oxigen dèbil no tòxic (la
vitamina E). No tots actuen d’aquesta manera, en el cas dels enzims, catalitzen o
acceleren reaccions químiques que utilitzen substrats que a la vegada reaccionen amb
els radicals lliures d’oxigen.
Existeix una primera línia de defensa antioxidant constituïda per enzims i scavengers
(eliminadors de radicals) 123.
Enzims:
- La citocrom oxidasa està encarregada d’evitar la reducció univalent de l’oxigen.
- La superòxid dismutasa (SOD) està especialitzada en captar el radical anió
superòxid mitjançant una dismutació i així convertir-lo en peròxid d’hidrogen.
- Catalasa i peroxidases –glutatió peroxidasa (GPx) i glutatió reductasa (GR),
neutralitzen al H2O2 i el converteixen en aigua.
Scavengers o eliminadors:
- La vitamina E o α-tocoferol neutralitza al radical ·OH per la seva ubicació a les
membranes on la seva protecció és particularment important.
- La vitamina C pel seu caràcter reductor, reacciona ràpidament a l’ O2· i amb l’
·OH. També es captador de l’oxigen singlet i de l’ió hipoclorit.
- El glutatió (GSH), a més de captar el H2O2 com substrat de la GPx, també capta a
l’1O2 i a l’ ·OH.
- La transferrina i la ceruloplasmina són transportadores de metalls de transició,
ferro i coure respectivament, que són generadors de radicals lliures d’oxigen.
Aquest sistema defensiu, que pot estar tant al citosol com a les membranes, no és
totalment efectiu, pel que hi ha involucrada una segona línia constituïda per:
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
43
- Sistemes reparadors de biomolècules que reparen el dany produït al DNA i que
poguessin propiciar trastorns genètics o cancerígens.
- Sistemes eliminadors de components cel·lulars oxidats com les macroxiprote-
inases i les endonucleases.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
44
6.- ANTIOXIDANTS
Els antioxidants són compostos químics que interactuen amb els radicals lliures i els
neutralitzen, el que els impedeix causar dany. Poden ser artificials o naturals. Les
dietes altes en fruites i vegetals són unes grans fonts d’antioxidants. No obstant això,
les investigacions no han mostrat que els suplements d’antioxidants siguin
beneficiosos en la prevenció de malalties 17.
El cos produeix alguns dels antioxidants que utilitza per neutralitzar els radicals lliures.
Aquests antioxidants es diuen antioxidants endògens. No obstant, el cos depèn de
fonts externes (exògenes), la dieta principalment, per obtenir la resta dels antioxidants
que necessita. Aquests antioxidants exògens, comunament s’anomenen antioxidants
alimentaris. Les fruites, les verdures i els cereals són fonts riques d’antioxidants
alimentaris. Alguns antioxidants alimentaris es troben disponibles també com
complements alimentaris132, 133.
Exemples d’antioxidants alimentaris són el betacarotè, el licopè i les vitamines A, C i E
(alfatocoferol). Es pensa amb freqüència que l’element mineral seleni és un
antioxidant alimentari, però els efectes antioxidants del seleni es deuen amb més
probabilitat a l’activitat antioxidant de les proteïnes en les que el seleni és un compost
essencial (és a dir, proteïnes que contenen seleni) i no del seleni mateix134.
6.1.- SISTEMES DE DEFENSA ANTIOXIDANTS
El sistema de defensa antioxidant està constituït per un grup de substàncies que a
l’estar present en concentracions baixes en respecte al substrat oxidable, retarden o
prevenen significativament la oxidació d’aquest. Totes les molècules orgàniques o
inorgàniques que es troben a les cèl·lules vives, com proteïnes, lípids, hidrats de
carboni i molècules de DNA es poden considerar com a substrat oxidable. Els
antioxidants impedeixen que altres molècules s’uneixin a l’oxigen, al reaccionar-
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
45
interactuar més ràpid amb els radicals lliures de l’oxigen i les espècies reactives
d’oxigen que amb la resta de les molècules presents, en un microambient determinat
(membrana plasmàtica, citosol, nucli o líquid extracel·lular). L’acció de l’antioxidant és
de sacrifici de la seva pròpia integritat molecular per evitar alteracions de molècules
(lípids, proteïnes, DNA, etc) funcionalment vitals o més importants. La seva acció la
realitzen tant en mitjans hidrofílics com hidrofòbics. Actuen com eliminadors, amb
l’objectiu de mantenir l’equilibri prooxidant/antioxidant. Els antioxidants exògens
actuen com a molècules suïcides ja que s’oxiden al neutralitzar al radical lliure, per el
que la reposició d’ells deu ser contínua, mitjançant la ingestió dels nutrients que els
contenen 135.
Taula 1. Classificació dels antioxidants segons el lloc on exerceixen la seva acció.
Intracel·lular Membrana Extracel·lular
Superòxid dismutasa Vitamina E Ceruloplasmina
Catalasa Betacarotens Transferines
Peroxidasa Ubiquinol- 10 Lactoferines
DT- deafarasa Albúmines
GSH Haptoglobines
Proteïnes que lliguen
metalls
Vitamina C
Sistemes protoelítics Àcid úric
Vitamina C Vitamina E
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
46
Taula 2. Classificació dels antioxidants segons el seu origen.
Origen Acció
Exògens
Vitamina E Neutralitza l’oxigen singlet
Captura radicals lliures hidroxil
Captura O2
Neutralitza peròxids
Vitamina C Neutralitza l’oxigen singlet
Captura radicals lliures d’hidroxil
Captura O2
Regenera la forma oxidada de la
vitaminaE
Betacarotens Neutralitza l’oxigen singlet
Flavonoides, Licopens
Endògens
- Enzimàtics Cofactor
Superòxid dismutasa (SOD) Coure, Sodi, Manganès
Catalasa (CAT) Ferro
Glutatió peroxidasa (GPx) Seleni
- No enzimàtics
Glutatió Barreres fisiològiques que enfronta
l’oxigen al seu pas des de l’aire fins les
cèl·lules
Coenzim Q
Àcid Tioctic Transportadors de metalls (transferrina i
ceruloplasmina)
Taula 1 i 2. Venereo Gutiérrez J.R. Daño oxidativo, radicales libres y antioxidantes. Rev Cub Med
Mil [Internet]. 2002 Juny [citat 08 Octubre 2014] ; 31(2): 126-133. Disponible a:
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0138-65572002000200009&lng=es.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
47
6.2.- MECANISMES ANTIOXIDANTS DE L’ORGANISME HUMÀ PER REDUIR L’EXCÉS DE
ROS
Els mecanismes antioxidants amb els que l’organisme humà compta per reduir l’excés
de ROS causat per factors endògens o exògens poden classificar-se de la manera
següent.
Mecanisme preventiu: en aquest mecanisme prenen part diverses proteïnes que
posseeixen nuclis coordinats o amb capacitat d’enllaç de metalls, tals com la albúmina,
metalotioneina i ceruloplasmina, que posseeixen un nucli central de coure (Cu); i la
ferritina, transferrina i mioglobina, que posseeixen un nucli central de ferro (Fe).
D’aquesta manera es prevé la formació de ROS molt nocius, com per exemple els
radicals hidroxil, a partir d’altres molècules. La diferència d’alguna d’aquestes
proteïnes en l’organisme o dels metalls Cu i Fe, al voltant dels quals es formen tals
complexes de coordinació, o la seva alteració estructural per causes genètiques o
fisiològiques, deixa a l’organisme sense protecció contra la sobreproducció endògena
de ROS.
Mecanisme reparador: està constituït per enzims que reparen o eliminen les
biomolècules que han estat danyades per l’atac de ROS, com el glutatió peroxidasa
(GPx), glutatió reductasa (GR) i la metionina-sulfòxidreductasa (MSR). Aquests enzims
actuen com intermediaris en el procés reparador del dany oxidatiu, per l’atac de ROS
produïts en excés. Tots els factors del medi que modifiquen o inhibeixen la seva
activitat, es converteixen en una condició que afavoreix l’aparició o el reforçament de
l’estrès oxidatiu. Per tant, això requereix el coneixement de la química dels enzims
reparadors del dany oxidatiu. Per exemple, s’ha demostrat que el seleni (Se) actua com
un cofactor del GR, si l’organisme té deficiència de Se, les funcions del GR es veuran
inhibides i s’afavorirà el dany oxidatiu. Per tant, en aquests casos la complementació
del Se, deu constituït una alternativa terapèutica per disminuir el dany oxidatiu i la
progressió de la malaltia.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
48
Mecanisme segrestador: aquest mecanisme consisteix en l’eliminació de l’excés de
ROS formats a l’organisme, el qual es pot aconseguir per l’acció d’enzims com la
superòxid dismutasa (SOD), GPx, catalasa i altres metal·loenzims o la presència
d’entitats químiques amb la capacitat segrestadora de radicals lliures com els àcids
grassos poliinsaturats, àcid úric i àcid ascòrbic (vitamina C), els tocoferols (vitamina E),
la bilirubina, els carotenoides i els flavonoides136.
Aquests mecanismes de defensa antioxidant poden ser insuficients quan hi ha un
desequilibri molt alt a favor de la generació excessiva de ROS o hi ha un debilitament
dels sistemes antioxidants endògens. Per tant, resulta imprescindible tenir en compte
alguna d’aquestes alternatives
- Eliminar hàbits tòxics com el consum d’alcohol i tabac.
- Disminuir el consum de greixos i aliments fregits.
- Incrementar el consum d’hortalisses, vegetals i fruites.
- Complementar la dieta amb productes antioxidants amb una eficàcia provada.
6.3.- TERÀPIA ANTIOXIDANT
Aquest tema és molt controvertit dins de la comunitat científica i mèdica. La majoria
relaciona aquest terme amb l’administració de formulacions que continguin productes
antioxidants, de forma única o complementària, a la teràpia d’una malaltia específica.
S’accepta que existeix alguna relació entre la progressió o etiologia de la malaltia i la
presència d’estrès oxidatiu en alguna de les seves formes. Però en la majoria dels
protocols d’assaigs clínics que es realitzen sota el terme de “teràpia antioxidant” no es
té en compte o es desconeixen les característiques de la variabilitat de l’estrès oxidatiu
interpacient. No obstant totes les evidències de la literatura científica sobre la relació
entre estrès oxidatiu i la progressió de malalties, sobretot cròniques, l’administració de
productes antioxidants als pacients es considera de forma molt freqüent com
suplementària o de segona importància en la metodologia terapèutica. Un dels factors
que pot contribuir-hi és l’entorn regulador actual, on els antioxidants no es consideren
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
49
medicaments, sinó suplements nutricionals o productes naturals per a la salut, ja que
l’estrès oxidatiu no es considera una categoria terapèutica.
Les primeres evidències de la relació entre l’estrès oxidatiu i els factors de risc es van
notificar pel sistema cardiovascular. Però més de 25 anys després de l’estudi
epidemiològic (la paradoxa francesa) encara s’afirma que:
“Les evidències dels estudis observacionals suggereixen que l’administració
d’antioxidants pot disminuir el risc de malalties cardiovasculars. Però les limitacions
d’aquells estudis impliquen que encara es deuen veure aquells resultats com
observacions preliminars d’efectes que necessiten estudis superiors en assajos
controlats aleatoritzats”91.
En general, els antioxidants s’han d’administrar d’acord amb l’origen fisiològic de
l’estrès oxidatiu, el lloc de generació de ROS, així com el tipus de ROS involucrat en el
dany oxidatiu i la seva severitat.
Potser la major controvèrsia actual de la teràpia antioxidant es troba en el tractament
del càncer. Mentre uns reclamen que la teràpia antioxidant es deu evitar durant la
quimioteràpia i la radioteràpia, el qual pot reduir l’eficàcia de la teràpia antitumoral,
altres diuen tot el contrari i recomanen l’ús d’antioxidants, tant en la quimioprevenció
del càncer (un exemple és el seleni), com en la reducció dels efectes secundaris de la
quimioteràpia i la radioteràpia i en la potenciació de l’efecte de la teràpia del càncer
amb els mètodes convencionals. Una informació recent d’un equip d’investigadors de
la Universitat “Thomas Jefferson”, EE.UU., publicat al juliol de 2006, conclou, de forma
encertada, que:
“Els antioxidants s’utilitzen de forma rutinària per atenuar la toxicitat dels agents
quimioterapèutics i la radioteràpia, mentre preserven l’eficàcia de la teràpia”. Això
fonamenta l’argument que la complementació amb antioxidants naturals pot ser
combinada de forma segura amb la quimioteràpia i la radioteràpia. No obstant, es
reconeix que s’haurien de dissenyar assajos clínics controlats i aleatoritzats per
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
50
determinar la dosi òptima i el temps d’administració d’antioxidants durant aquests
tractaments135.
6.4.- ANTIOXIDANTS I EL CÀNCER
En relació al càncer, ja que és una de les malalties més temuda i de les principals
causes de mort en els països desenvolupats, s’ha descrit la possible relació
fisiopatològica entre aquesta malaltia i les alteracions trobades al metabolisme dels
lípids i la peroxidació lipídica, pel que els antioxidants també juguen un paper
predominant en la prevenció de diferents tipus de càncer.
Les principals evidències d’una associació entre la vitamina E i la disminució en el risc
de desenvolupar algun tipus de càncer en humans es descriuen a partir d’estudis
epidemiològics longitudinals. Estudis prospectius de concentracions sanguínies de
vitamina E en pacients cancerosos i subjectes no cancerosos suggereixen que existeix
una relació entre un nivell menor de α- tocoferol en plasma i determinats tipus de
càncer sobretot de pulmó i de mama, encara que altres estudis van demostrar que la
complementació de vitamina E no va reduir la incidència de càncer de pulmó ni d’altres
càncers.
S’ha demostrat que la vitamina E indueix la mort cel·lular en cèl·lules del càncer
colorrectal i augmenta la inhibició del creixement d’aquestes cèl·lules pel 5-fluoruracil
(possiblement l’únic tractament més eficaç pel càncer colorrectal avançat), el que
suggereix que és útil com a tractament complementari per aquest tipus de càncer.
Encara que la vitamina E sembla ser beneficiosa en certs casos i experiments amb
animals suggereixen que les altes dosis de vitamina E poden augmentar l’eficàcia dels
quimioteràpics, l’Institut Americà per la Investigació sobre el Càncer (American
Institute for Cancer Research, AICR), conclou que no hi ha evidències suficients per
justificar la ocupació habitual de la vitamina E en els pacients que reben quimioteràpia
o radioteràpia.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
51
S’ha descobert que el consum d’aliments amb beta- carotè protegeix contra els danys
produïts pels rajos X; a més de que el consum d’aliments amb vitamina C i beta-
carotens disminueixen el risc de desenvolupar alguns tipus de càncers.
Amb la complementació de beta- carotens no s’han trobat evidències que disminueixin
les morts per càncer, ni que disminueixin les malalties del cor utilitzant dosis de 50 mg
d’aquesta substància; en canvi estudis clínics en fumadors utilitzant tetraterpenoides,
especialment el beta- carotè, van mostrar un risc major de desenvolupar càncer de
pulmó i un augment de la mortalitat per aquest càncer, en comparació a aquells
subjectes que no van rebre aquesta complementació de beta- carotens. Aquest efecte
negatiu s’ha atribuït a que l’atmosfera lliure de radicals lliures als pulmons dels
individus exposats al fum del cigar pot augmentar l’oxidació del beta- carotè i la
formació de certs metabolits que acceleren el procés de tumorogènesi.
En canvi, l’AICR recomana que els pacients no han de rebre beta- carotens en
quantitats majors a les d’una alimentació normal i que seria més beneficiós menjar
fruites i verdures riques en carotenoides.
Estudis han demostrat que l’àcid ascòrbic és: 1.- inhibidor de la nitrosació amb
potencial importància com a eliminador de nitrits “in vivo”; 2.- permet disminuir els
riscos d’aparició de càncer d’estómac i esòfag; 3.- augmenta la funció immunitària a
l’augmentar les cèl·lules “killer” naturals (NK) i la funció dels limfòcits T i B; 4.- inhibeix
el creixement de diferents cèl·lules de melanoma humà i indueix apoptosi en cèl·lules
leucèmiques promielocítiques HL- 60 i en fibroblasts d’éssers humans; 5.- combat el
càncer al promoure la síntesi de col·làgen i així prevenir que els tumors envaeixin altres
teixits; 6.- a més s’ha suggerit que un complement diari d’1 g de vitamina C podria
protegir a les persones contra la mutagènesi induïda per la quimioteràpia.
Un estudi que va analitzar la incidència del càncer de pròstata i el possible benefici de
la complementació amb un complex antioxidant (Meyer et al 35); van avaluar a 5032
homes, els quals van ser dividits de forma aleatòria i doble cec per rebre un complex
antioxidant format per 120 mg de vitamina C, 30 mg d’alfatocoferol, 6 mg de beta-
carotè, 100 µg de seleni i 20 mg de zinc diaris durant 8 anys, o placebo 35.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
52
Durant l’estudi SU.VI.MAX es van produir 103 nous casos de càncer de pròstata; a més
d’un augment significatiu del tumor en els pacients d’edat avançada i amb antigen
prostàtic específic elevat; en canvi es va trobar que el grup que va rebre
complementació d’antioxidants va tenir una menor tendència a desenvolupar càncer
de pròstata i aquesta diferència es va tornar altament significativa quan es va analitzar
el subgrup d’individus amb antigen prostàtic específic < 3 µg/ i que representava el
90% de la població. L’estudi SU.VI.MAX va demostrar que en individus amb antigen
prostàtic específic dins de valors normals, la complementació amb un complex
antioxidant redueix el risc de càncer de pròstata.
Referent a l’associació entre el càncer gàstric i la infecció per l’Helicobacter pylori seria
degut a que aquest bacteri és el principal causant de gastritis crònica, una condició que
evoluciona cap a la metaplàsia que és una lesió precancerosa; en aquest procés
existeixen moltes evidències de la participació d’un estrès oxidatiu que amplifica la
lesió.
Amb respecte a les possibles funcions protectores de la vitamina C a la carcinogènesi
gàstrica associada a l’Helicobacter pylori, no està clar el mecanisme pel qual la
vitamina C redueix el risc de càncer gàstric; en canvi hi ha estudis que suggereixen que
la seva acció antioxidant contra l’estrès oxidatiu de la mucosa gàstrica es pot deure a la
vitamina C, al ser un antioxidant potent soluble en aigua, atrapa i neutralitza una
varietat d’espècies reactives d’oxigen com hidroxil, alcoxil, peroxil, anió superòxid,
radicals hidroperoxil i radicals reactius del nitrogen a concentracions molt baixes; a
més pot regenerar altres antioxidants com l’alfa- tocoferoxil i el beta- carotè a partir
de les seves espècies radicals.
Un altre efecte directe que té la vitamina C sobre les cèl·lules gàstriques canceroses
associades a l’Helicobacter pylori consisteix en que les dues formes de la vitamina C, la
forma reduïda (àcid ascòrbic) i la forma oxidada (àcid deshidroascòrbic) poden afectar
al creixement cel·lular a l’alterar la proliferació cel·lular o induir la mort cel·lular en
diversos sistemes cel·lulars.
S’especula que grans concentracions d’àcid ascòrbic en les cèl·lules canceroses podrien
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
53
interferir amb la quimioteràpia o la radioteràpia, ja que indueixen la mort cel·lular
principalment per un mecanisme oxidatiu; pel que grans quantitats d’àcid ascòrbic
podria tornar menys eficaç al tractament contra el càncer ja que al ser un antioxidant
fort podria neutralitzar l’estrès oxidatiu induït per la quimioteràpia als pacients.
També l’Institut Americà per la Investigació sobre el Càncer (AICR), ha recomanat que
pacients amb càncer deuen rebre una alimentació raonable que els proporcioni
vitamina C d’acord al nivell de les aportacions alimentàries diàries recomanades
(Recommended Dietary Allowances, RDA), o no més del doble de la quantitat 137.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
54
7.- TREBALL DE CAMP
El meu treball de camp consta de dos parts.
La primera part ha consistit en fer dues entrevistes. La primera a la Dra. Rut Porta
Balanyà. És oncòloga del Institut Català d’Oncologia, a l’Hospital Universitari Dr. Josep
Trueta de Girona i també és professora associada de la Universitat de Girona. La
segona a la Dra. Mª Carmen Ramírez Tortosa, catedràtica de bioquímica i biologia
molecular a la Universitat de Granada; especialitzada en el camp de l’estrès oxidatiu. El
meu objectiu és, un cop realitzades les entrevistes, a part d’obtenir la informació
desitjada, comparar-la des del punt de vista oncològic i des del punt de vista bioquímic.
D'aquesta manera podré trobar les semblances i diferències que es donen en la
manera d’estudiar i entendre el tema de l’estrès oxidatiu i la seva relació amb el
càncer.
La segona part del meu treball de camp ha consistit en l'elaboració d'un menú ric en
antioxidants per tal que una persona amb elevats nivells d’estrès oxidatiu cel·lular,
pugui reduir o intentar reduir la producció de radicals lliures al seu cos.
7.1.- PRIMERA PART: COMPARACIÓ DE LES DUES ENTREVISTES
Les preguntes de les dues entrevistes realitzades van ser les mateixes, per poder
comparar els punts de vista de les dues especialistes. Les preguntes van ser les
següents:
- Què són els radicals lliures i com es formen?
- Què s’entén per estrès oxidatiu? Com el definiries?
- Com pot arribar una cèl·lula a oxidar-se/estressar-se?
- Com l’estrès oxidatiu intervé en la transformació d’una cèl·lula sana a una
cèl·lula cancerígena?
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
55
- Hi ha gaire diferència entre una cèl·lula sana i una cèl·lula oxidada? O entre una
cèl·lula oxidada i una cancerosa?
- Quin és el tipus de càncer més comú que pot causar l’estrès oxidatiu? Se n’ha
trobat algun cas? S’ha trobat molts pacients que pateixin d’estrès oxidatiu i
tinguin càncer?
- L’oxidació cel·lular produeix símptomes que la persona pugui notar?
- Hi ha alguna manera de prevenir l’estrès oxidatiu?
- Pot una persona arribar a morir per culpa dels ROS o l’estrès oxidatiu?
- Hi ha alguna edat en que sigui més freqüent l’oxidació cel·lular o es pot donar
en qualsevol edat?
- Recomanaries l’ús d’antioxidants com a manera de prevenció?
- Quan els investigadors van adonar-se d’aquest tema? Fa molt que se’n parla?
- Actualment en quins països s’estudia i/o s’aplica aquest tema?
- Com veus el futur d’aquest tema?
Què són els radicals lliures i com es formen? Què s’entén per estrès oxidatiu? Com el
definiries? Com pot arribar una cèl·lula a oxidar-se/estressar-se?
En aquestes tres primeres preguntes, on demano la definició de radicals lliures,
d’estrès oxidatiu i com pot arribar una cèl·lula a oxidar-se, evidentment les dues
especialistes contesten el mateix (dit amb unes altres paraules) ja que els conceptes
són els mateixos i no haurien de dir definicions que fossin contradictòries entre elles.
Tot i així, es nota una diferència a l’hora de definir. La Dra. Ramírez fa definicions més
extenses i detallades, molt centrades en la bioquímica, i la Dra. Porta fa definicions
més curtes i generalistes.
La Dra. Porta defineix els radicals lliures com molècules inestables que es formen entre
reaccions químiques. Són inestables ja que tenen electrons desaparellats i per això
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
56
tenen facilitat per reaccionar amb altres molècules. Defineix l’estrès oxidatiu com el
dany que provoquen els radicals lliures sobre les cèl·lules. Aquests, al reaccionar amb
les biomolècules, s’oxiden i s’alteren, és a dir, s’uneixen i alteren l’estructura. Ens
defineix el procés de com la cèl·lula pot arribar a oxidar-se o estressar-se quan aquesta
està en contacte amb els radicals lliures, tant a la mateixa cèl·lula (reaccions internes
de l’organisme), com per reaccions externes com els químics —tabac— o el menjar.
La Dra. Ramírez defineix els radicals lliures com a molècules molt reactives, ja que
tenen un electró desaparellat, i que generen una sèrie de reaccions generalment en les
que intervé l’oxigen. Ens afegeix que a part de radicals lliures d’oxigen, també
existeixen radicals lliures de nitrogen, de sofre, etc. Aquestes molècules tendeixen a
captar un electró per aparellar l’electró desaparellat. Ens diu que els radicals lliures, a
vegades, es formen de manera natural. Per exemple, l’anió hiperòxid (derivat de
l’oxigen) es forma a la cadena de transport d’electrons. El problema d’aquesta
producció de radicals lliures sorgeix quan hi ha un desequilibri i es produeix més del
que l’organisme és capaç d’esmorteir. Resumidament, ella defineix que tot són una
presència d’electrons desaparellats que busquen ràpidament reaccionar per aparellar-
se. Per tant, ella defineix l’estrès oxidatiu a partir de que existeix aquest desequilibri,
és a dir, la capacitat que tenim a l’organisme d’esmorteir aquesta presència i formació
de radicals lliures. Ho fem mitjançant les defenses, com per exemple el sistema
antioxidant, els enzims antioxidants, etc. S’arriba a l’estrès oxidatiu quan la formació
de radicals lliures és major que les defenses de l’organisme. Ens diu que el normal (que
no és comú), és un repòs oxidatiu quan les defenses que generem són majors que la
quantitat de radicals lliures que es produeixen. Arribar a l’equilibri seria l’ideal, i això es
coneix com distrès oxidatiu. Per explicar-nos com pot arribar una cèl·lula a oxidar-se,
ens diu que els radicals lliures actuen a nivell proteic, a nivell de lípids, a nivell de
glúcids i a nivell de DNA. Qualsevol molècula capaç de produir dany al DNA, podria
considerar-se com un carcinogen, per mutació o alteració. Per tant, com els radicals
lliures actuen danyant al DNA, també se’ls considera carcinògens.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
57
Com l’estrès oxidatiu intervé en la transformació d’una cèl·lula sana a una cèl·lula
cancerígena?
En aquesta pregunta, les dues especialistes arriben a la mateixa conclusió. Els radicals
lliures (carcinògens) produeixen una alteració a la cèl·lula. Interaccionen amb les
biomolècules i alteren la seva estructura. Quan aquesta alteració o dany es dona en el
DNA, la cèl·lula no és capaç de reparar-lo, i per tant el DNA no transcriurà
correctament, és a dir, aquest dany alterarà la síntesi de proteïnes. Per tant es
produirà una transformació genotípica a la cèl·lula, que farà que aquesta es comenci a
reproduir, a proliferar i a fer-se una cèl·lula neoplàstica. A partir d’aquí ja deriva al
tumor.
Hi ha gaire diferència entre una cèl·lula sana i una cèl·lula oxidada? O entre una
cèl·lula oxidada i una cancerosa?
La Dra. Porta ens enfoca la resposta a nivell morfològic, i en canvi la Dra. Ramírez ens
fa l’enfocament a nivell bioquímic. La Dra. Porta diu que al microscopi no s’observen
canvis entre una cèl·lula sana i una cèl·lula oxidada. El dany oxidatiu no es pot
diferenciar morfològicament. Només es pot diferenciar amb reaccions químiques o
mitjançant anàlisis bioquímics. També ens explica que les cèl·lules canceroses
presenten canvis morfològics: són allargades i a vegades poden tenir varis nuclis. La
Dra. Ramírez ens explica que la cèl·lula oxidada té la presència d’una gran quantitat de
radicals lliures, que generen danys a nivell de membrana, danys a nivell de cascades de
senyalització, danys en el DNA, en proteïnes, etc. La cèl·lula cancerosa, a diferència
d’una cèl·lula normal, és capaç de suportar nivells alts d’estrès oxidatiu. Les cèl·lules
neoplàstiques són les que suporten majoritàriament aquests nivells alts d’estrès
oxidatiu. Es busquen teràpies que van encaminades a disminuir aquest estrès oxidatiu,
o a augmentar-lo, per tal que la cèl·lula no sigui capaç de suportar la quantitat de
radicals lliures. Hi ha teràpies que es dediquen a oxidar molt més les cèl·lules o a
inhibir els radicals lliures per que no convisquin amb la cèl·lula cancerosa, ja que
l’afavoririen per a proliferar.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
58
Quin és el tipus de càncer més comú que pot causar l’estrès oxidatiu? Se n’ha trobat
algun cas? S’ha trobat molts pacients que pateixin d’estrès oxidatiu i tinguin càncer?
Les dues especialistes arriben a la mateixa conclusió. No hi ha un tipus de càncer
causat per l’estrès oxidatiu que sigui més comú que altres. La Dra. Ramírez argumenta
que això és un procés que desenvolupa la cèl·lula cancerígena. Aquests canvis
genotípics esmentats anteriorment, la transformen en una cèl·lula cancerosa. Per tant,
el càncer pot ser de qualsevol tipus, no hi ha de més vulnerables que altres. Totes les
cèl·lules canceroses estan sotmeses a aquest estrès oxidatiu que són capaces de
suportar. Per tant, no es relaciona l’estrès oxidatiu amb un tipus de càncer concret.
La Dra. Porta també ens respon la pregunta amb un enfocament diferent. Ella ho
enfoca a partir del seu àmbit, l’oncologia. Explica que no hi ha càncers que produeixen
més estrès oxidatiu que altres. Després, des de l’altre punt de vista (el que està
encaminat cap al de la Dra. Ramírez), afegeix que no ha un tipus comú de càncer que
sigui provocat per culpa de l’estrès oxidatiu. Aquest càncer es pot produir a qualsevol
part del cos, a no ser que sigui a partir de tòxics que provoquen estrès oxidatiu. Dona
l’exemple del càncer de pulmó, que podria ser ocasionat pel tabac, ja que aquest conté
molts radicals lliures. Afegeix que, per tant, el càncer de mama no tindria tantes
possibilitats de sorgir perquè no s’ocasiona pels radicals lliures.
A diferència de la Dra. Ramírez, ella atén a pacients amb càncer i ens contesta a la
pregunta de si s’ha trobat molts pacients que pateixin d’estrès oxidatiu i tinguin
càncer. Explica que no s’avalua si els pacients que tenen càncer, també tenen estrès
oxidatiu. No es mesura habitualment, només es fa en casos de recerca si s’han de fer
estudis. Per tant, no se sap.
L’oxidació cel·lular produeix símptomes que la persona pugui notar?
A la resposta d’aquesta pregunta, veiem una gran diferència de punts de vista. Les
dues especialistes contesten que no. La Dra. Porta només es centra en l’envelliment
cel·lular i descarta altres patologies. En canvi, la Dra. Ramírez fa un enfocament més a
nivell bioquímic. Menciona més patologies que pot causar l’oxidació cel·lular, i no ens
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
59
parla de l’envelliment. Explica que l’oxidació cel·lular no produeix símptomes que la
persona pugui notar a no ser que produeixi danys importants a nivell de membrana,
que altera el transport a nivell de membrana amb l’entorn. A nivell de senyalització
cel·lular o de DNA, pot alterar l’expressió d’alguns gens. Per tant, la persona no ho
nota, però si que dona lloc a certes patologies com per exemple l’esclerosi múltiple
(que està molt relacionada amb l’estrès oxidatiu), la presència de la macula o
alteracions oculars. També estan molt relacionades les malalties pulmonars (i
patologies com l’asma, ja que té un contacte fàcil amb l’oxigen), perquè com l’oxigen
és oxidant, actuaria de manera més sensible als pulmons, ja que l’oxigen té un accés
molt fàcil en ells i és més fàcil que es generin quantitats de radicals lliures. Arriba a la
conclusió que el càncer de pulmó podria ser un tipus de càncer que es podria donar
fàcilment per culpa de l’estrès oxidatiu (hipòtesi que ja ens havia dit anteriorment la
Dra. Porta).
Hi ha alguna manera de prevenir l’estrès oxidatiu?
Les dues especialistes coincideixen en la menció dels antioxidants, tot i que la Dra.
Ramírez ens fa una explicació més extensa. La Dra. Porta ens diu que la manera
preferent és evitar els tòxics. Menciona altres mètodes com la ingestió de vitamines,
tot i que no hi ha estudis que siguin concloents, és a dir, hi ha estudis diversos que
tenen conclusions diferents i no es posen d’acord. Com a últim mètode, menciona els
antioxidants ja que contraresten els efectes de l’estrès oxidatiu.
La Dra. Ramírez primer de tot ens diu que és molt important que tinguem un equilibri
(com havia esmentat anteriorment). Per tant el procés consisteix en que el sistema de
defensa antioxidant de l’organisme estigui suficientment potenciat per que pugui
inhibir un creixement anormal o una presència anormal de radicals lliures. Això es fa a
través d’antioxidants, d’una dieta equilibrada (ingesta de substàncies que ajuden a que
s’indueixi el sistema antioxidant enzimàtic i a la vegada la presència d’antioxidants
dintre de l’organisme).
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
60
Pot una persona arribar a morir per culpa dels ROS o l’estrès oxidatiu?
En aquest cas, també trobem una diferència a l’hora de valorar les respostes. La Dra.
Porta diu que no se sap, que com a única causa és molt estrany, però que una persona
aparentment sana pot morir indirectament per culpa del càncer. En canvi, la Dra.
Ramírez està totalment segura de que una persona si que pot arribar a morir per culpa
d’això. Diu que això es complica, genera patologies, genera producció de càncer a
través de radicals lliures i carcinògens, i aquest càncer pot provocar la mort.
Hi ha alguna edat en que sigui més freqüent l’oxidació cel·lular o es pot donar en
qualsevol edat?
Les dues especialistes ens parlen de l’envelliment. La Dra. Porta ja ens havia parlat de
l’envelliment anteriorment, i la Dra. Ramírez ens en comença a parlar ara. La Dra.
Porta diu que l’oxidació cel·lular és més freqüent en les persones grans, ja que els
enzims antioxidants tenen menys capacitat de contrarestar i reparar els efectes dels
radicals lliures. En canvi, la Dra. Ramírez no es centra en cap franja d’edat. Diu que en
el moment que estem en contacte amb l’oxigen, ja comencem a tenir oxidació. Afegeix
que molts radicals lliures provenen dels mitocondris, i en el procés d’envelliment el
que passa és que els mitocondris perden part de la seva funcionalitat i entre ells hi ha
un desacoblament de la cadena de transport d’electrons. Per tant això pot portar a una
producció fàcil de radicals lliures. Resumeix dient que el procés d’envelliment
comporta a que hi hagi una major producció de radicals lliures.
Recomanaries l’ús d’antioxidants com a manera de prevenció?
En aquesta pregunta, tornem a trobar una diferència a l’hora de respondre de les dues
especialistes. La Dra. Porta directament no els recomanaria perquè no se’n refia ja que
no hi ha estudis concloents que ho demostrin. En canvi, la Dra. Ramírez recomana l’ús
d’antioxidants a través dels aliments, mai per complementació. Recomana una dieta
rica en compostos acolorits (fruites i verdures riques en antioxidants), evitar els tòxics
que es troben a l’ambient i viure de la manera més sana possible.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
61
Quan els investigadors van adonar-se d’aquest tema? Fa molt que se’n parla?
Actualment en quins països s’estudia i/o s’aplica aquest tema?
Responent a aquestes dues preguntes, veiem com les parts de les dues branques
(oncologia i bioquímica) que es dediquen a l’estudi de l’estrès oxidatiu, estan al corrent
de tots els estudis i articles que surten sobre aquest camp. Ens diuen que aquest tema
es parla des dels anys 80 i que actualment hi ha molts científics que estan estudiant
sobre aquests camps (radicals lliures, estrès oxidatiu, antioxidants, càncer i
tractaments de càncer que produeixen radicals lliures). Tots aquests estudis es duen a
terme en els països desenvolupats en recerca. La Dra. Ramírez ens afegeix que ella i el
seu grup de treball estudien molt el tema del càncer. Es centren en si en el càncer de
mama, la presència d’antioxidants pot prevenir aquest excés o producció de radicals
lliures en les cèl·lules que no són canceroses, ja que molts tractaments de
quimioteràpia produeixen radicals lliures com a efectes secundaris. El dany que fa a
l’organisme és més gran, i si es tenen substàncies oxidants que protegeixin a les
cèl·lules que no són canceroses, s’evita un efecte secundari. La majoria dels països
desenvolupats en recerca són els que estudien aquests camps. Segons la Dra. Porta, hi
ha més aplicació del tema pel que fa a l’envelliment, les cremes, vitamines...
Com veus el futur d’aquest tema?
Responent a aquesta última qüestió, com veuen el futur d’aquest tema, les dues
especialistes diuen que és un tema molt interessant tant a nivell fisiològic com
patològic. Estan d’acord en que encara falta molta recerca sobre el tema. La Dra. Porta
diu que falta més recerca concloent per poder combatre l’estrès oxidatiu, ja que avui
en dia no hi ha res clar, i que s’ha de buscar la manera per tal que els tractaments
antioxidants siguin eficaços, perquè avui en dia no se sap.
A la Dra. Ramírez li fascina aquest tema, ja que treballa en ell. Diu que la població
hauria de tenir més coneixement sobre aquest tema i així hi hauria més consciència de
la ingesta d’aliments rics en antioxidants per a que no hi hagi problemes i que no
sorgeixin patologies.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
62
Havent analitzat aquestes dues entrevistes, noto clarament una diferència a l’hora en
que les dues especialistes s’expressen i defineixen els conceptes i les seves visions. La
Dra. Ramírez respon des del punt de vista de l’àmbit bioquímic, ja que és al que es
dedica; en canvi, la Dra. Porta, ja que és oncòloga, la seva visió és potser més escèptica
perquè la relació que ella estableix a la seva feina amb els pacients, és molt més
directa. Una cosa són els experiments que un científic pugui fer en un laboratori i una
altra cosa molt diferent és que aquests experiments després tinguin l’efecte desitjat
dins del cos d’una persona malalta.
En algunes respostes, es pot observar una certa controvèrsia a l’hora de respondre,
com per exemple a l’hora de la recomanació de l’ús d’antioxidants; una directament
diu que si, i l’altra diu que no. En altres preguntes, com per exemple la de si una
persona pot arribar a morir per culpa dels ROS o de l’estrès oxidatiu, la Dra. Ramírez
respon clarament que si, i en canvi la Dra. Porta respon que no se sap.
Per tant, la visió del metge és bastant més generalista perquè, encara que el científic
de laboratori també és conscient de la complexitat del tema amb el que tracta, el
metge veu el problema d’una manera més global, perquè el metge rep persones i no
pas plaques de cèl·lules.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
63
7.2.- ELABORACIÓ D’UN MENÚ RIC EN ANTIOXIDANTS
L’elaboració del menú següent està feta amb l’objectiu de que una persona amb
elevats nivells d’estrès oxidatiu cel·lular, pugui reduir o intentar reduir la producció de
radicals lliures al seu cos.
Per a elaborar aquest menú ric en antioxidants, m’he basat en l’elecció d’aliments rics
en vitamina E, C, A com les fruites i les verdures; coenzim Q10, present als espinacs, en
alguns fruits secs i en la soja; zinc, seleni i coure, presents en baixa concentració als
cereals, el marisc, també en alguns fruits secs, en carns i llegums; flavonoides presents
en verdures de fulla verda, en fruits vermells, i en cítrics; isoflavones de la soja;
aliments amb licopenoides, com el tomàquet; betacarotens presents en la pastanaga i
vitamina B6, present en la llet.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
64
DILLUNS DIMARTS DIMECRES DIJOUS DIVENDRES DISSABTE DIUMENGE
ESMORZAR
-1 got de llet de
soja
-Fruita
-Te verd
-Pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
-Fruita
-1 got de llet
desnatada
-Cereals
-Fruita
-1 got de suc
natural
-Pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
-Fruita
-1 got de llet de
soja
-Fruits secs
-Fruita
-1 got de suc
natural
-Cereals
-Fruita
-Te verd
-Pa de cereals
amb mantega i
melmelada
DINAR
-Amanida fresca
-Pit de pollastre
a la planxa
-Pa de cereals
-Fruita
-Amanida
d’enciam i
tomàquet
fresc
-Salmó a la
planxa
-Pa de cereals
-Iogurt
-Verdures
saltejades
-1 ou ferrat
-Pa de cereals
-Iogurt
-Amanida de
patata
-Carn a la
planxa
-Pa de cereals
-Fruita
-Macarrons
integrals amb
tomàquet
-Carn a la planxa
-Fruita
-Verdures
saltejades
-Marisc
-Fruita/ Iogurt
-Llenties/
mongetes/
cigrons
-Sardines a la
planxa
-Fruita / iogurt
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
65
DILLUNS DIMARTS DIMECRES DIJOUS DIVENDRES DISSABTE DIUMENGE
BERENAR
-Fruits secs/
iogurt/ fruita/
pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
-Fruits secs/
iogurt/ fruita/
pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
-Fruits secs/
iogurt/ fruita/
pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
-Fruits secs/
iogurt/ fruita/
pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
-Fruits secs/
iogurt/ fruita/
pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
-Fruits secs/
iogurt/ fruita/
pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
-Fruits secs/
iogurt/ fruita/
pa de cereals
amb oli d’oliva
verge
SOPAR
-Crema de
pastanaga
-Truita francesa
-Iogurt
-Sopa de
verdures
-Pa de cereals
torrat i
formatge
-Fruita
-Crema de
carbassó
-Pa de cereals
amb unes
rodanxes de
gall d’indi cuit
-Fruita
-Sopa de peix
-Espinacs
saltejats amb
panses i
pinyons
-Iogurt
-Sopa de
pollastre
-Truita de
patates
-Fruita
-Amanida de
tonyina i
formatge de
cabra
-Fruita
-Amanida verda
amb fruits secs
i daus de pinya
-Iogurt
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
66
CONCLUSIONS
Objectiu 1. Esbrinar quins són els mecanismes pels quals l’estrès oxidatiu pot
desencadenar un procés cancerigen.
1. L'estrès oxidatiu és el desequilibri entre les espècies reactives d’oxigen (ROS) i
els mecanismes de defensa antioxidants. Per tant, la cèl·lula patirà estrès
oxidatiu quan fabriqui més ROS de les que pot esmorteir. L’estrès oxidatiu pot
provenir d’una deficiència del sistema de defensa antioxidant o d’un increment
de la formació de ROS. Aquestes molècules poden causar dany oxidatiu als
lípids, les proteïnes, als carbohidrats i al DNA. El dany oxidatiu al DNA, pot
causar mutacions a l’hora de realitzar la síntesi de proteïnes. La majoria de les
mutacions causades per les ROS modifiquen la base nitrogenada Guanina,
causant transversions G>T. Si el canvi es produeix en gens crítics, com per
exemple oncògens o gens supressors de tumors, aquest pot iniciar o fer
progressar un procés cancerigen. En els tumors humans, les transversions G>T
són les mutacions més freqüents en el gen supressor de tumors p53. Per tant,
es pot dir que les ROS són carcinògens potencials, ja que faciliten la
mutagènesis, promocionant l'aparició i la progressió de tumors.
Objectiu 2. Determinar si l’estrès oxidatiu promociona el desenvolupament d’un tipus
concret de càncer.
2. A priori, de manera generalista, no es relaciona l’estrès oxidatiu amb un tipus
de càncer concret. Un cop es produeix una mutació al DNA, la cèl·lula pateix
canvis genotípics. Aquestes mutacions són les que poden transformar una
cèl·lula sana en una de cancerosa. Ja que aquests canvis poden afectar a
qualsevol de les cèl·lules del cos, el tumor pot sorgir a qualsevol teixit
susceptible de patir estrès oxidatiu. No obstant, hi ha casos concrets en els que
sí que pot relacionar-se l'estrès oxidatiu amb l'aparició de tumors d'un tipus
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
67
concret. És el cas, per exemple, del tabac i de l'aparició de càncer de pulmó. El
tabac conté una gran quantitat de radicals lliures. Els grans fumadors poden
propiciar un escenari adequat per l'aparició de càncer de pulmó, ja que fumant
propicien l'augment de ROS, desestabilitzant l'equilibri oxidatiu cel·lular.
Objectiu 3. Conèixer els mecanismes de prevenció de l’estrès oxidatiu.
3. Els mecanismes que prevenen l’estrès oxidatiu són mecanismes de defensa
cel·lular que neutralitzen els efectes perjudicials de les ROS a les cèl·lules.
Aquestes defenses són els antioxidants: molècules que, en concentracions
normals, posseeixen una afinitat major que qualsevol altra molècula per
interaccionar amb un radical lliure. Quan un antioxidant interactua amb un
radical lliure d’oxigen, li cedeix un electró, que s’oxida a la vegada i es
transforma en un radical lliure d’oxigen no tòxic. Els antioxidants poden ser
naturals o artificials. Els antioxidants que produeix el nostre cos s’anomenen
endògens i els antioxidants que obtenim de la dieta, és a dir, els antioxidants
alimentaris, s’anomenen exògens. Per tal d’evitar l’augment de ROS al nostre
cos és recomanable evitar la ingestió de tòxics com ara drogues, tabac, alcohol,
aliments d'origen animal rics en greixos mono insaturats, productes químics,
detergents, insecticides i contaminants ambientals, com el fum de vehicles
motoritzats. Cal també evitar en la mesura del possible situacions d’estrès i
angoixa continuades en el temps. Aquests estats provoquen la disminució de
les defenses del nostre organisme, afavorint l’augment de radicals lliures i
impedint que enzims específics puguin neutralitzar-los.
Objectiu 4. Elaboració d'un menú ric en antioxidants per tal que una persona amb
elevats nivells d’estrès oxidatiu cel·lular, pugui reduir o intentar reduir la producció de
radicals lliures al seu cos.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
68
4. Després de conèixer i aprofundir en els tipus d'aliments rics en antioxidants que
hi ha, vaig poder elaborar un menú útil per tal que una persona amb elevats
nivells d’estrès oxidatiu cel·lular, pugui reduir o intentar reduir la producció de
radicals lliures al seu cos.
Havent finalitzat el meu treball de recerca, he pogut assolir els objectius que em
plantejava al principi. En general estic molt satisfeta del treball que he realitzat.
El treball m’ha semblat motivador. M’ha ajudat a conèixer professionals que treballen
en el camp i que tenen un punt de vista fruit del treball quotidià amb el tema tractat.
També m’he pogut familiaritzar amb les publicacions científiques publicades en
revistes amb índex d’impacte.
Una possible proposta d’ampliació d’aquest treball seria enfocar-lo des del punt de
vista molecular i del cultiu cel·lular. Ara que tinc les bases sobre la ruta molecular que
dóna lloc a les ROS, es podrien decidir diversos gens diana d'aquesta ruta. Per
mutagènesi dirigida podria dissenyar-se un vector artificial que introduís als cultius
cel·lulars (provinents de biòpsia o cultius estàndard) les mutacions desitjades.
D'aquesta manera, i mitjançant la comparació amb un teixit control no modificat
genèticament, podríem comparar els diferents nivells de producció de ROS, avaluar el
balanç oxidatiu dels nostres cultius o inclús fer un seguiment de l'evolució de les
nostres cèl·lules cap a un fenotip de cèl·lula cancerígena. Cada un d'aquests punts seria
avaluable mitjançant observació directa dels cultius i recompte cel·lular al microscopi
(avaluació visual de la integritat de les membranes cel·lulars), mitjançant tècniques
moleculars de quantificació de biomolècules i inclús amb protocols de citometria, per
separar una població de cèl·lules en subgrups diferenciats.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
69
AGRAÏMENTS
M’agradaria donar les gràcies als meus tutors del treball de recerca, Adolfo Carbón
(tutor a 1r de Batxillerat) i a la Victòria Ballabrera i Poy (tutora a 2n de Batxillerat).
Agrair a la coordinadora de Batxillerat, la Montse Ordóñez per haver-me ajudat a
tramitar la Beca Botet i Sisó. També m’agradaria donar les gràcies a la meva tutora
associada de la Beca Botet i Sisó, la Dra. Anna Rodríguez i Morera. A les dues
especialistes entrevistades, la Dra. Rut Porta i Balanyà, i a la Dra. Mª del Carmen
Ramírez i Tortosa. Per últim m’agradaria agrair als meus familiars per tot el
recolzament que m’han donat durant la recerca.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
70
REFERÈNCIES
1. Arias M, Barrachina J, Closas MC, Ferrer R. L’estudi de la cèl·lula i la teoria cel·lular:
Els tipus de cèl·lules. Dins: Rius Dolors, editora. Biologia 1. Barcelona: Castellnou
Edicions; 2011. p. 74-76.
2. Elmundo.es [Internet]. Madrid: elmundosalud. [actualitzada 2 de setembre de 2014,
actualizada a les 22:07 hores; citada 2 de setembre de 2014]. Disponible a:
http://www.elmundo.es/elmundosalud/especiales/cancer/basicos1.html
3. Cancerquest.org [Internet]. Atlanta GA: Emory Winship Cancer Institute.
*actualitzada 21 de setembre de 2009; citada 7 d’agost de 2014+. Disponible a:
http://www.cancerquest.org/index.cfm?page=55&lang=spanish
4. Fukai T, Ushio-Fukai M. Superoxide dismutases: role in redox signaling, vascular
function, and diseases. Antioxid Redox Signal 15: 1583-1606, 2011.
5. Haber F, Weiss J. Über die Katalyse des Hydroperoxydes. Naturweissenshaften 20:
948-950, 1932.
6. Valko M, Izkovic M, Mazur M, Rhodes CJ, Telser J. Role of oxygen radicals in DNA
damage and cancer indicence. Mol Cell Biochem 266: 37-56, 2004.
7. Scandalios JG: The rise of ROS. TIBS 2002, 27:483-486.
8.Klein JA, Ackerman SL: Oxidative stress, cell cycle, and neurodegeneration. J Clin
Invest 2003, 111:785-793.
9.Nohl H, Kozlov AV, Gille L, Staniek K: Cell respiration and formation of reactive
oxygen species: facts and artifacts. Biochem Soc Trans 2003, 31:1308-11.
10. Ahsan H, Ali A, Ali R: Oxygen free radicals and systemic autoimmunity. Clin Exp
Immunol 2003, 31:398-404.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
71
11. Knight JA: Diseases related to oxygen-derived free radicals. Ann Clin Lab Sci 1995,
25:111-21.
12. Waris G, Alam K: Attenuated antigenicity of ribonucleoproteins modified by
reactive oxygen species. Biochem Mol Biol Int 1998, 45:33-45.
13. Aruoma OI, Halliwell B, Dizdaroglu M: Iron ion-dependent modification of bases in
DNA by the superoxide radical-generating system hypoxanthine/xanthine oxidase. J
Biol Chem 1989, 264:13024-8.
14. Halliwell B, Gutteridge JM: Role of free radicals and catalytic metal ions in human
disease: an overview. Methods Enzymol 1990, 186:1-85.
15. Halliwell B, Gutteridge JM: Biologically relevant metal iondependent hydroxyl
radical generation. An update. FEBS Lett 1992, 307:108-12.
16. Halliwell B: The chemistry of free radicals. Toxicol Ind Health 1993, 9:1-21.
17. Vinyas G, Puig T, Porta R. Estrés oxidativo en pacientes con càncer: Las dos caras de
una misma moneda. 2006. 2-19
18. Vinya Ribes J, Vento Torres M. Fisiología Básica de los Radicales Libres de Oxígeno.
19. Wei H: Activation of oncogenes and/or inactivation of antioncogenes by reactive
oxygen species. Med Hypotheses 1992, 39:267-7.
20. Cerutti PA: Oxy-radicals and cancer. Lancet 1994, 344:862-3.
21. Bohr VA, Dianov GL: Oxidative DNA damage processing in nuclear and
mitochondrial DNA. Biochimie 1999, 81:155-60.
22. Weitzman SA, Gordon LI: Inflammation and cancer: role of phagocyte-generated
oxidants in carcinogenesis. Blood 1990, 76:655-63.
23. Droge W: Free Radicals in the physiological control of cell function. Physiol Rev
2002, 82:47-95.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
72
24. Storz P. Reactive oxygen species in tumor progression. Front Biosci 2005; 10: 1881-
96.
25. Halliwell B. Oxidative stress and cancer: have we moved forward? Biochem J 2007;
401(1): 1-11.
26. Stojnev S, Golubovi M, Babovi P. TP53 gene mutations – from guardian of the
genome to oncogene. Acta Medica Medianae 2010; 49(1): 59-63.
27. Choi J, Yoon SH, Kim JE, Rhee KH, Youn HS, Chung MH. Genespecific oxidative DNA
damage in Helicobacter pylori-infected human gastric mucosa. Int J Cancer 2002;
99(4): 485–90.
28. Engel RH, Evens AM. Oxidative stress and apoptosis: a new treatment paradigm in
cancer. Front Biosci 2006; 11: 300-12.
29. Nathan CF, Arrick BA, Murray HW, DeSantis NM, Cohn ZA. Tumor cell anti-oxidant
defenses. Inhibition of the glutathione redox cycle enhances macrophage mediated
cytolysis. J Exp Med 1981; 153(4): 766-82.
30. Elchuri S, Oberley TD, Qi W, Eisenstein RS, Jackson Roberts L, Van Remmen H, et al.
CuZnSOD deficiency leads to persistent and widespread oxidative damage and
hepatocarcinogenesis later in life. Oncogene 2005; 24(3): 367–80.
31. Ozben T. Oxidative stress and apoptosis: impact on cancer therapy. J Pharm Sci
2007; 96(9): 2181-96.
32. Nakabeppu Y, Sakumi K, Sakamoto K, Tsuchimoto D, Tsuzuki T, Nakatsu Y.
Mutagenesis and carcinogenesis caused by the oxidation of nucleic acids. Biol Chem
2006; 387(4): 373–9.
33. Nakabeppu Y, Tsuchimoto D, Furuichi M, Sakumi K. The defense mechanisms in
mammalian cells against oxidative damage in nucleic acids and their involvement in
the suppression of mutagenesis and cell death. Free Radical Res 2004; 38(5): 423–9.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
73
34. Matés JM, Sánchez-Jiménez FM. Role of reactive oxygen species in apoptosis:
implications for cancer therapy. Int J Biochem Cell Biol 2000; 32 (2): 157-70.
35. Berg D, Lehne M, Muller N, Siegmund D, Munkel S, Sebald W, et al. Enforced
covalent trimerization increases the activity of the TNF ligand family members TRAIL
and CD95L. Cell Death Differ 2007; 14(12): 2021–34.
36. Zhang AY, Yi F, Jin S, Xia M, Chen QZ, Gulbins E, Li PL. Acid sphingomyelinase and its
redox amplification in formation of lipid raft redox signaling platforms in endothelial
cells. Antioxid Redox Signaling 2007; 9(7): 817–28.
37. Micheau O, Lens S, Gaide O, Alevizopoulos K, Tschopp J. NFkappaB signals induce
the expression of c-FLIP. Mol Cell Biol 2001; 21(16): 5299–305.
38. Ryter SW, Kim HP, Hoetzel A, Park JW, Nakahira K, Wang X, Choi AM. Mechanisms
of cell death in oxidative stress. Antioxid Redox Signaling 2007; 9(1): 49–89.
39. Eskes R, Desagher S, Antonsson B, Martinou JC. Bid induces the oligomerization
and insertion of Bax into the outer mitochondrial membrane. Mol Cell Biol 2000; 20(3):
929–35.
40. Simon HU, Haj-Yehia A, Levi-Schaffer F. Role of reactive oxygen species (ROS) in
apoptosis induction. Apoptosis 2000; 5(5): 415-8.
41. Haddad JJ. Redox and oxidant-mediated regulation of apoptosis signaling
pathways: Immuno-pharmaco-redox conception of oxidative siege versus cell death
commitment. Int Immunopharmacol 2004; 4(4): 475–93.
42. Chandra J, Samali A, Orrenius S. Triggering and modulation of apoptosis by
oxidative stress. Free Radical Biol Med 2000; 29 (3-4): 323–33.
43. Pervaiz S, Clement MV. Tumor intracellular redox status and drug resistance:
serendipity or a causal relationship? Curr Pharm Des 2004; 10(16): 1969–77.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
74
44. Vaquero EC, Edderkaoui M, Pandol SJ, Gukovsky I, Gukovskaya AS. Reactive oxygen
species produced by NAD(P)H oxidase inhibit apoptosis in pancreatic cancer cells. J Biol
Chem 2004; 279(33): 34643–54.
45. Urbano A, Lakshmanan U, Choo PH, Kwan JC, Ng PY, Guo K, et al. AIF suppresses
chemical stress-induced apoptosis and maintains the transformed state of tumor cells.
EMBO J 2005; 24(15): 2815–26.
46. Akram S, Teong HF, Fliegel L, Pervaiz S, Clement MV. Reactive oxygen species-
mediated regulation of the Na+-H+ exchanger 1 gene expression connects intracellular
redox status with cells’ sensitivity to death triggers. Cell Death Differ 2006; 13(4): 628–
41.
47. Toker A, Yoeli-Lerner M. Akt signaling and cancer: surviving but not moving on.
Cancer Res 2006; 66(8): 3963–6.
48. Ristic A, Jankovic Velickovic Lj, Stokanovic D. Prognostic value of apoptotic activity
in muscle-invasive bladder cancer. Vojnosanit Pregl 2011; 68(6): 511-4.
49. Jankovic-Velickovic L, Hattori T, Stefanovic V. Molecular markers in upper urothelial
carcinoma associated to Balkan endemic nephropathy. Aristolochic acid as the major
risk factor of the worldwide disease. ScientificWorldJournal 2009; 9: 1360-73.
50. Dolicanin Z, Jankovic Velickovic Lj, Katic V. Biomarkers for detection, treatment
decision and prognosis of the urinary bladder cancer. Facta Universitatis 2007; 14(1):
1-5.
51. White-Gilbertson SJ, Kasman L, McKillop J, Tirodkar T, Lu P, Voelkel-Johnson C.
Oxidative stress sensitizes bladder cancer cells to TRAIL mediated apoptosis by down-
regulating antiapoptotic proteins. J Urol 2009; 182(3): 1178-85.
52. Falschlehner C, Emmerich CH, Gerlach B, Walczak H. TRAIL signaling: decisions
between life and death. Int J Biochem Cell Biol 2007; 39(7-8): 1462–75.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
75
53. Ames BN: Dietary carcinogens and anticarcinogens. Oxygen radicals and
degenerative diseases. Science 1983, 221:1256-64.
54. Takeuchi T, Morimoto K: Increased formation of 8-hydroxydeoxyguanosine, an
oxidative DNA damage, in lymphoblasts from Fanconi's anemia patients due to
possible catalase deficiency. Carcinogenesis 1993, 14:1115-20.
55. Hagen TM, Huang S, Curnutte J, Fowler P, Martinez V, Wehr CM, Ames BN, Chisari
FV: Extensive oxidative DNA damage in hepatocytes of transgenic mice with chronic
active hepatitis destined to develop hepatocellular carcinoma. Proc Natl Acad Sci U S A
1994, 91:12808-12.
56. Shimoda R, Nagashima M, Sakamoto M, Yamaguchi N, Hirohashi S, Yokota J, Kasai
H: Increased formation of oxidative DNA damage, 8-hydroxydeoxyguanosine, in human
livers with chronic hepatitis. Cancer Res 1994, 54:3171-2.
57. Brown RK, McBurney A, Lunec J, Kelly FJ: Oxidative damage to DNA in patients with
cystic fibrosis. Free Radic Biol Med 1995, 18:801-6.
58. Waris R, Turkson J, Hassanein T, Siddiqui A: Hepatitis C virus constitutively activates
STAT-3 via oxidative stress: Role of STAT-3 in HCV replication. J Virol 2005, 79(3):1569-
1580.
59. Loft S, Poulsen HE: Cancer risk and oxidative DNA damage in man. J Mol Med 1996,
74:297-312.
60. Higinbotham KG, Rice JM, Diwan BA, Kasprzak KS, Reed CD, Perantoni AO: GGT to
GTT transversions in codon 12 of the K-ras oncogene in rat renal sarcomas induced
with nickel subsulfide or nickel subsulfide/iron are consistent with oxidative damage to
DNA. Cancer Res 1992, 52:4747-51.
61. Du MQ, Carmichael PL, Phillips DH: Induction of activating mutations in the human
c-Ha-ras-1 proto-oncogene by oxygen free radicals. Mol Carcinogen 1994, 11:170-5.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
76
62. Denissenko MF, Venkatachalam S, Ma YH, Wani AA: Site-specific induction and
repair of benzo[a]pyrene diol epoxide DNA damage in human H-ras protooncogene as
revealed by restriction cleavage inhibition. Mutat Res 1996, 363:27-42.
63. Lunec J, Holloway KA, Cooke MS, Faux S, Griffiths HR, Evans MD: Urinary 8-oxo-2'-
deoxyguanosine: redox regulation of DNA repair in vivo? Free Rad Biol Med 2002,
33:875-85.
64. Ames BN, Shigenaga MK, Gold LS: DNA lesions, inducible DNA repair, and cell
division: three key factors in mutagenesis and carcinogenesis. Environ Health Perspect
1993, 101(Suppl 5):35-44.
65. Moller P, Wallin H: Adduct formation, mutagenesis and nucleotide excision repair
of DNA damage produced by reactive oxygen species and lipid peroxidation product.
Mutat Res 1998, 410:271-90.
66. Breen AP, Murphy JA: Reactions of oxyl radicals with DNA. Free Rad Biol Med 1995,
18:1033-77.
67. Wang D, Kreutzer DA, Essigmann JM: Mutagenicity and repair of oxidative DNA
damage: insights from studies using defined lesions. Mutat Res 1998, 400:99-115.
68. Dizdaroglu M, Jaruga P, Birincioglu M, Rodriguez H: Free radicalinduced damage to
DNA: mechanisms and measurement. Free Rad Biol Med 2002, 32:1102-15.
69. Cooke MS, Evans MD, Dizdaroglu M, Lunec J: Oxidative DNA damage: mechanisms,
mutation, and disease. FASEB J 2003, 17:1195-214.
70. Jaruga P, Theruvathu J, Dizdaroglu M, Brooks PJ: Complete release of (5'S)-8,5'-
cyclo-2'-deoxyadenosine from dinucleotides, oligodeoxynucleotides and DNA, and
direct comparison of its levels in cellular DNA with other oxidatively induced DNA
lesions. Nucleic Acids Res 2004, 32:e87.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
77
71. Retel J, Hoebee B, Braun JE, Lutgerink JT, van den Akker E, Wanamarta AH, Joenje
H, Lafleur MV: Mutational specificity of oxidative DNA damage. Mutat Res 1993,
299:165-82.
72. Brash DE, Rudolph JA, Simon JA, Lin A, McKenna GJ, Baden HP, Halperin AJ, Ponten
J: A role for sunlight in skin cancer : UV-induced p53 mutations in squamous cell
carcinoma. Proc Natl Acad Sci U S A 1991, 88:10124-8.
73. Hollstein M, Sidransky D, Vogelstein B, Harris CC: p53 mutations in human cancers.
Science 1991, 253:49-53.
74. Harris CC, Hollstein M: Clinical implications of the p53 tumorsuppressor gene. N
Engl J Med 1993, 329:1318-27.
75. Reid TM, Loeb LA: Effect of DNA-repair enzymes on mutagenesis by oxygen free
radicals. Mutat Res 1993, 289:181-6.
76. Szatrowski TP, Nathan CF: Production of large amounts of hydrogen peroxide by
human tumor cells. Cancer Res 1991, 51:794-8.
77. Poulsen HE, Prieme H, Loft S: Role of oxidative DNA damage in cancer initiation and
promotion. Eur J Cancer Prev 1998, 7:9-16.
78. Rodgman A, Smith CJ, Perfetti TA: The composition of cigarette smoke: a
retrospective, with emphasis on polycyclic components. Hum Exp Toxicol 2000,
19:573-95.
79. Shields PG: Epidemiology of tobacco carcinogenesis. Curr Oncol Rep 2000, 2:257-
62.
80. Pfeifer GP, Denissenko MF, Olivier M, Tretyakova N, Hecht SS, Hainaut P: Tobacco
smoke carcinogens, DNA damage and p53 mutations in smoking-associated cancers.
Oncogene 2002, 21:7435-51.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
78
81. Das SK: Harmful health effects of cigarette smoking. Mol Cell Biochem 2003,
253:159-65.
82. Olinski R, Zastawny T, Budzbon J, Skokowski J, Zegarski W, Dizdaroglu M: DNA base
modifications in chromatin of human cancerous tissues. FEBS Lett 1992, 309:193-8.
83. Zienolddiny S, Ryberg D, Haugen A: Induction of microsatellite mutations by
oxidative agents in human lung cancer cell lines. Carcinogenesis 2000, 21:1521-6.
84. Fraga CG, Motchnik PA, Wyrobek AJ, Rempel DM, Ames BN: Smoking and low
antioxidant levels increase oxidative damage to sperm DNA. Mutat Res 1996, 351:199-
203.
85. Wu LL, Chiou CC, Chang PY, Wu JT: Urinary 8-OHdG: a marker of oxidative stress to
DNA and a risk factor for cancer, atherosclerosis and diabetics. Clin Chim Acta 2004,
339:1-9.
86. Jaiyesimi IA, Buzdar AU, Hortobagyi G: Inflammatory breast cancer: a review. J Clin
Oncol 1992, 10:1014-24.
87. Malins DC, Haimanot R: Major alterations in the nucleotide structure of DNA in
cancer of the female breast. Cancer Res 1991, 51:30-2.
88. Malins DC, Polissar NL, Gunselman SJ: Progression of human breast cancers to the
metastatic state is linked to hydroxyl radical-induced DNA damage. Proc Natl Acad Sci
U S A 1996, 93:2557-63.
89. Kountouras J, Lygidakis NJ: New epidemiological data on liver oncogenesis.
Hepatogastroenterology 2000, 47:855-61.
90. El-Serag HB: Hepatocellular carcinoma: an epidemiologic view. J Clin Gastroenterol
2002, 35(5 Suppl 2):S72-8.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
79
91. Kensler TW, Egner PA, Wang JB, Zhu YR, Zhang BC, Qian GS, Kuang SY, Gange SJ,
Jacobson LP, Munoz A, Groopman JD: Strategies for chemoprevention of liver cancer.
Eur J Cancer Prev 2002, 11(Suppl 2):S58-64.
92. Smela ME, Hamm ML, Henderson PT, Harris CM, Harris TM, Essigmann JM: The
aflatoxin B(1) formamidopyrimidine adduct plays a major role in causing the types of
mutations observed in human hepatocellular carcinoma. Proc Natl Acad Sci U S A
2002, 99:6655-60.
93. Fecht WJ Jr, Befeler AS: Hepatocellular carcinoma: updates in primary prevention.
Curr Gastroenterol Rep 2004, 6:37-43.
94. Waris G, Siddiqui A: Regulatory mechanisms of viral hepatitis B and. J Biosci 2003,
28:311-21.
95. McBride TJ, Preston BD, Loeb LA: Mutagenic spectrum resulting from DNA damage
by oxygen radicals. Biochemistry 1991, 30:207-13.
96. Schwarz KB, Kew M, Klein A, Abrams RA, Sitzmann J, Jones L, Sharma S, Britton RS,
Di Bisceglie AM, Groopman J: Increased hepatic oxidative DNA damage in patients with
hepatocellular carcinoma. Dig Dis Sci 2001, 46:2173-8.
97. Ichiba M, Maeta Y, Mukoyama T, Saeki T, Yasui S, Kanbe T, Okano J, Tanabe Y,
Hirooka Y, Yamada S, Kurimasa A, Murawaki Y, Shiota G: Expression of 8-hydroxy-2'-
deoxyguanosine in chronic liver disease and hepatocellular carcinoma. Liver Int 2003,
23:38-45.
98. Feig DI, Reid TM, Loeb LA: Reactive oxygen species in tumorigenesis. Cancer Res
1994, 54(7 Suppl):1890s-1894s.
99. Sikka SC: Role of oxidative stress response elements and antioxidants in prostate
cancer pathobiology and chemoprevention – a mechanistic approach. Curr Med Chem
2003, 10:2679-92.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
80
100. Retter AS, Gulley JL, Dahut WL: Novel therapeutic strategies in
prostate cancer. Cancer Biol Ther 2004, 3:371-6.
101. Hileman EO, Liu J, Albitar M, Keating MJ, Huang P. Intrinsic oxidative stress in
cancer cells: a biochemical basis for therapeutic selectivity. Cancer Chemother
Pharmacol. 2004 Mar;53(3):209-19.
102. Sharma A, Tripathi M, Satyam A, Kumar L. Study of antioxidant levels in patients
with multiple myeloma. Leuk Lymphoma. 2009 May;50(5):809- 15.
103. Stachowicz-Stencel T, Synakiewicz A, Bien E, Adamkiewicz-Drozynska E,
Wybieralska-Dubaniewicz M, Balcerska A. Multiple primary craniospinal tumours in a
13-year-old female with neurofibromatosis type 2 management strategy. Childs Nerv
Syst. Jan;27(1):175-8.
104. Pelicano H, Carney D, Huang P. ROS stress in cancer cells and therapeutic
implications. Drug Resist Updat. 2004 Apr;7(2):97-110.
105. Warburg O. On respiratory impairment in cancer cells. Science. 1956 Aug
10;124(3215):269-70.
106. Pelicano H, Carew JS, McQueen TJ, et al. Targeting Hsp90 by 17-AAG in leukemia
cells: mechanisms for synergistic and antagonistic drug combinations with arsenic
trioxide and Ara-C. Leukemia. 2006 Apr;20(4):610-9.
107. Essick EE, Sam F. Oxidative stress and autophagy in cardiac disease, neurological
disorders, aging and cancer. Oxid Med Cell Longev. May- Jun;3(3):168-77.
108. Kikawa KD, Herrick JS, Tateo RE, Mouradian M, Tay JS, Pardini RS. Induced
oxidative stress and cell death in the A549 lung adenocarcinoma cell line by ionizing
radiation is enhanced by supplementation with docosahexaenoic acid. Nutr
Cancer.62(8):1017-24.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
81
109. Faber M, Coudray C, Hida H, Mousseau M, Favier A. Lipid peroxidation products,
and vitamin and trace element status in patients with cancer before and after
chemotherapy, including adriamycin. A preliminary study. Biol Trace Elem Res. 1995
Jan-Mar;47(1-3):117-23.
110. Suhail N, Bilal N, Khan HY, et al. Effect of vitamins C and E on antioxidant status of
breast-cancer patients undergoing chemotherapy. J Clin Pharm Ther. Jan 4.
111. Shacter E, Williams JA, Hinson RM, Senturker S, Lee YJ. Oxidative stress interferes
with cancer chemotherapy: inhibition of lymphoma cell apoptosis and phagocytosis.
Blood. 2000 Jul 1;96(1):307-13.
112. Rungtabnapa P, Nimmannit U, Halim H, Rojanasakul Y, Chanvorachote P.
Hydrogen peroxide inhibits non-small cell lung cancer cell anoikis through the
inhibition of caveolin-1 degradation. Am J Physiol Cell Physiol. Feb;300(2):C235-45.
113. Conklin KA. Chemotherapy-associated oxidative stress: impact on
chemotherapeutic effectiveness. Integr Cancer Ther. 2004 Dec;3(4):294- 300.
114. Granados-Principal S, Quiles JL, Ramirez-Tortosa C, et al. Hydroxytyrosol inhibits
growth and cell proliferation and promotes high expression of sfrp4 in rat mammary
tumours. Mol Nutr Food Res. Dec 1. 14
115. Kockar MC, Naziroglu M, Celik O, Tola HT, Bayram D, Koyu A. Nacetylcysteine
modulates doxorubicin-induced oxidative stress and antioxidant vitamin
concentrations in liver of rats. Cell Biochem Funct. Dec 2;28(8):673-7.
116. Cataldi A, Di Giacomo V, Rapino M, Zara S, Rana RA. Ionizing radiation induces
apoptotic signal through protein kinase Cdelta (delta) and survival signal through Akt
and cyclic-nucleotide response elementbinding protein (CREB) in Jurkat T cells. Biol
Bull. 2009 Oct;217(2):202- 12.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
82
117. Yalcin S, Marinkovic D, Mungamuri SK, et al. ROS-mediated amplification of
AKT/mTOR signalling pathway leads to myeloproliferative syndrome in Foxo3(-/-) mice.
EMBO J. Dec 15;29(24):4118-31.
118. Palmer HJ, Paulson KE. Reactive oxygen species and antioxidants in signal
transduction and gene expression. Nutr Rev. 1997 Oct;55(10):353-61.
119. Hsieh HL, Wang HH, Wu WB, Chu PJ, Yang CM. Transforming growth factor-beta1
induces matrix metalloproteinase-9 and cell migration in astrocytes: roles of ROS-
dependent ERK- and JNK-NF-kappaB pathways. J Neuroinflammation.7:88.
120. Kurata S. Selective activation of p38 MAPK cascade and mitotic arrest caused by
low level oxidative stress. J Biol Chem. 2000 Aug 4;275(31):23413-6.
121. Liou GY, Storz P. Reactive oxygen species in cancer. Free Radic Res.
May;44(5):479-96.
122. Storz P. Reactive oxygen species in tumor progression. Front Biosci.
2005;10:1881-96.
123. Pérez Gastell PL, Pérez de Alejo. Métodos para medir el daño oxidativo. Rev
Cubana Med Milit. 16 juny 2000; 29(3):192-8
124. Trolliet MR, Rudd MA, Loscalzo J: Oxidative stress and renal dysfunction in salt-
sensitive hypertension. Kidney Blood Press Res 2001; 24: 116-123
125. Ohkawa H, Ohishi N, Yagi K: Essay for lipid peroxides in animal tissues by
thiobarbituric acid reaction. Analytical Biochemistry 1979; 95: 351-358.
126. Wang Z, Ciabattoni G, Creminon C y col: Immunological characterization of urinary
8-epi-prostaglandin F2 alpha excretion in man. J Pharmacol Exp Ther 1995; 275: 94-
100.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
83
127. van den Berg R, Haenen GR, Van den Berg H y col: Transcription factor NF-kappaB
as a potential biomarker for oxidative stress. Br J Nutr 2001; 86: S121-S127.
128. Richie JP Jr: Blood glutathione concentrations in a large-scale human study. Clin
Chem 1996; 42: 64 -70.
129. Nebot C: Spectrophotometric assay of superoxide dismutase activity based on the
activited autoxidation of a tetracyclic catechol. Anal Biochem 1993; 214: 442 -451.
130. Cha MK, Kim IH: Glutathione -linked thiol peroxidase activity of human serum
albumin: a possible antioxidant role of serum albumin in blood plasma. Biochem
Biophys Res Commun 1996; 222: 619 -625.
132. Diplock AT, Charleux JL, Crozier-Willi G, et al. Functional food science and defence
against reactive oxygen species. British Journal of Nutrition 1998; 80(Suppl 1):S77-
S112.
133. Bouayed J, Bohn T. Exogenous antioxidants—double-edged swords in cellular
redoc state: health beneficial effects at physiologic doses versus deleterious effects at
high doses. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2010; 3(4): 228-237.
134. Davis CD, Tsuji PA, Milner JA. Selenoproteins and Cancer Prevention. Annual
Review of Nutrition2012; 32:73-95.
135. Venereo Gutiérrez JR. Daño oxidativo, radicales libres y antioxidantes. Rev Cub
Med Mil. La Habana, abr-jun. 2002. v.31 n.2.
136. Núñez Sellés AJ. Antioxidant therapy, oxidative stress and antioxidant products:
challenges and opportunities. Rev Cubana Salud Pública. La Habana 2011. vol.37 supl.5
137. ZAMORA S, Juan Diego.ANTIOXIDANTES: MICRONUTRIENTES EN LUCHA POR LA
SALUD. Rev. chil. nutr.[internet]. 2007, vol.34, n.1, pp. 17-26. ISSN 0717- 7518.
Disponible a: http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182007000100002.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
84
ANNEXOS
ENTREVISTA A LA DOCTORA RUT PORTA BALANYÀ (ONCÒLOGA)
• Què són els radicals lliures i com es formen?
Els radicals lliures són molècules que es formen quan hi ha una reacció química, o sigui,
es formen entre reaccions químiques. Són inestables ja que tenen electrons
desaparellats, per això tenen facilitat per reaccionar amb altres molècules.
• Què s’entén per estrès oxidatiu? Com el definiries?
L’estrès oxidatiu és el dany que provoquen els radicals lliures sobre les cèl·lules. Al
reaccionar amb les biomolècules, s’oxiden i s’alteren. S’uneixen i alteren l’estructura.
• Com pot arribar una cèl·lula a oxidar-se/ estressar-se?
Una cèl·lula pot arribar a oxidar-se quan estigui en contacte amb els radicals lliures,
tant a la mateixa cèl·lula, reaccions internes de l’organisme, com per reaccions
externes com els químics (per exemple el tabac) o el menjar.
• Com l’estrès oxidatiu intervé en la transformació d’una cèl·lula sana a una
cèl·lula cancerígena?
Els radicals lliures interaccionen amb les biomolècules i alteren la seva estructura. Això
comporta al mal funcionament de la cèl·lula.
Si es dona en el DNA, no transcriurà correctament (síntesi de proteïnes) i per tant la
proteïna no serà la correcta.
Els protooncògens són unes proteïnes que tenen el potencial de provocar càncer, es
transformen en oncògens.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
85
• Hi ha gaire diferència entre una cèl·lula sana i una cèl·lula oxidada? O entre una
cèl·lula oxidada i una cancerosa?
Una cèl·lula sana i una cèl·lula oxidada, al microscopi es veuen iguals, no es veuen els
canvis. El dany oxidatiu no es pot diferenciar morfològicament, només amb reaccions
químiques o anàlisis bioquímics.
Les cèl·lules canceroses tenen canvis morfològics, són més allargades i a vegades
poden tenir varis nuclis.
• Quin és el tipus de càncer més comú que pot causar l’estrès oxidatiu? Se n’ha
trobat algun cas? S’ha trobat molts pacients que pateixin d’estrès oxidatiu i
tinguin càncer?
No hi ha càncers que produeixen més estrès oxidatiu que altres.
No hi ha un tipus comú de càncer, et por afectar a qualsevol part del cos a no ser que
sigui a partir de tòxics que provoquen estrès oxidatiu. Per exemple el càncer de pulmó
podria ser ocasionat pel tabac, ja que aquest conté molts radicals lliures. En canvi, el
càncer de mama no tindria tantes possibilitats.
No s’avalua si els pacients que tenen càncer, també tenen estrès oxidatiu, només en
casos de recerca, si s’han de fer estudis. No es mesura habitualment, no se sap.
• L’oxidació cel·lular produeix símptomes que la persona pugui notar?
No. Només l’envelliment, que és una conseqüència, entre d’altres, de l’envelliment de
les cèl·lules.
• Hi ha alguna manera de prevenir l’estrès oxidatiu?
Evitar els tòxics.
Les vitamines, però no hi ha estudis que siguin concloents, no tots es posen d’acord.
També es poden fer servir els antioxidants, que contraresten els efectes de l’estrès
oxidatiu.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
86
• Pot una persona arribar a morir per culpa dels ROS o l’estrès oxidatiu?
No se sap. Com a única causa és molt estrany. Però si és una persona aparentment
sana, indirectament si que pot morir, per exemple per culpa del càncer.
• Hi ha alguna edat en que sigui més freqüent l’oxidació cel·lular o es pot donar
en qualsevol edat?
Les persones grans.
Quan les persones són més velles, tenen menys capacitat de contrarestar els efectes
dels ROS. Els enzims antioxidants tenen menys capacitat de reparació.
• Recomanaries l’ús dels antioxidants com a manera de prevenció?
De forma general, no. En alguna malaltia específica pot anar bé, però no hi ha estudis
que demostrin que poden evitar malalties.
• Quan els investigadors van adonar-se d’aquest tema? Fa molt que se’n parla?
A finals dels anys 70 i principis dels 80.
• Actualment en quins països s’estudia i/o s’aplica aquest tema?
S’estudia en tots els països desenvolupats en recerca.
Hi ha més aplicació pel que fa a l’envelliment, amb cremes, vitamines...
• Com veus el futur d’aquest tema?
És un tema molt interessant. Falta més recerca concloent per poder combatre l’estrès
oxidatiu ja que avui en dia no hi ha res concloent.
S’ha de buscar la manera que els tractaments antioxidants siguin eficaços, ja que avui
en dia no se sap.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
87
ENTREVISTA A LA DOCTORA Mª DEL CARMEN RODRÍGUEZ TORTOSA (CATEDRÀTICA
DE BIOQUIMICA I BIOLOGIA MOLECULAR)
• Què són els radicals lliures i com es formen?
Els radicals lliures són molècules que tenen un electró desaparellat. Són molt reactives
i generen una sèrie de reaccions generalment en les que intervé l’oxigen, tot i que
també existeixen radicals lliures del nitrogen, del sofre, etc. Són molt reactives i
tendeixen a captar un electró per emparellar l’electró que tenen desaparellat.
A vegades es generen de forma natural, per exemple a la cadena de transport
d’electrons es genera l’anió hiperòxid, que és un derivat de l’oxigen. Hi ha un 2% que
dona lloc a això en el propi transport d’electrons. Això és fisiològicament normal. El
problema sorgeix quan hi ha un desequilibri quan es produeix més del que l’organisme
és capaç d’esmorteir. Però tot són una presència d’electrons desaparellats que
busquen ràpidament reaccionar per aparellar-se.
• Què s’entén per estrès oxidatiu? Com el definiries?
Parlem d’estrès oxidatiu quan existeix aquest desequilibri, és a dir, a l’organisme, la
capacitat que tenim d’esmorteir aquesta presència i formació de radicals lliures, és a
través de les defenses, com per exemple el sistema antioxidant, enzims antioxidants,
etc. Quan, diguem-ne, en una balança, la formació de radicals lliures és major que les
defenses de l’organisme, s’arriba a un estrès oxidatiu. El normal que no és comú, és un
repòs oxidatiu quan les defenses que generem són majors que la quantitat de radicals
lliures que es produeixen. L’ideal seria arribar a l’equilibri, al que es coneix amb el nom
de distrès oxidatiu.
• Com pot arribar una cèl·lula a oxidar-se/ estressar-se?
Els radicals lliures actuen a nivell proteic, a nivell de lípids, a nivell de glúcids i a nivell
de DNA. Doncs qualsevol molècula capaç de produir dany al DNA, podria considerar-se
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
88
com un carcinogen, per mutació o alteració. Els radicals lliures, com actuen danyant al
DNA, se’ls considera també carcinògens.
• Com l’estrès oxidatiu intervé en la transformació d’una cèl·lula sana a una
cèl·lula cancerígena?
És la presència d’un carcinogen, que seria el radical lliure, que produeix una alteració o
un dany en el DNA en el qual la cèl·lula no és capaç de reparar-lo. Es produeix una
transformació de la cèl·lula que genotípicament varia, i aquesta transformació
genotípica fa que comencin a reproduir-se, a proliferar i a fer-se una cèl·lula
neoplàstica. D’aquí ja deriva al que és el tumor.
• Hi ha gaire diferència entre una cèl·lula sana i una cèl·lula oxidada? O entre una
cèl·lula oxidada i una cancerosa?
Una cèl·lula oxidada té la presència d’una gran quantitat de radicals lliures, que
generen danys a nivell de membrana, danys a nivell de cascades de senyalització, en el
DNA, en proteïnes, etc.
El que li passa a la cèl·lula cancerosa és que és capaç de suportar alts nivells d’estrès
oxidatiu, cosa que això no ho fa la cèl·lula normal. El límit de suportar aquest estrès
oxidatiu, curiosament és major a les cèl·lules neoplàstiques. Es busquen teràpies que
van encaminades a disminuir aquest estrès oxidatiu perquè la cèl·lula cancerosa amb
poc estrès oxidatiu és més capaç de proliferar, o augmentar molt l’estrès oxidatiu en
aquesta cèl·lula per que tampoc sigui capaç de suportar aquella quantitat de radicals
lliures. Per tant, hi ha teràpies que es dediquen a oxidar molt més les cèl·lules o a
inhibir aquells radicals lliures per que no convisquin amb la cèl·lula cancerosa, ja que
l’afavoririen per a proliferar.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
89
• Quin és el tipus de càncer més comú que pot causar l’estrès oxidatiu? Se n’ha
trobat algun cas? S’ha trobat molts pacients que pateixin d’estrès oxidatiu i
tinguin càncer?
Pot provocar qualsevol tipus de càncer, no hi ha algun que sigui més comú que altres.
Perquè diguem-ne, és un procés que desenvolupa la cèl·lula cancerígena. Aquests
canvis genotípics la transformen en una cèl·lula cancerosa. Per tant el càncer pot ser
de qualsevol tipus, no n’hi ha de més vulnerables que altres. No es relaciona l’estrès
oxidatiu amb un tipus de càncer concret. Totes les cèl·lules canceroses estan sotmeses
a aquest estrès oxidatiu que són capaces de suportar.
• L’oxidació cel·lular produeix símptomes que la persona pugui notar?
No, a no ser que produeixi danys importants com per exemple a nivell de membrana,
que altera tot el que és transport a nivell de membrana amb l’entorn. A nivell de
senyalització cel·lular o de DNA, pot alterar l’expressió d’alguns gens. Per tant, no ho
notes, però si que dona lloc a certes patologies com per exemple l’esclerosi múltiple
que està molt relacionada amb l’estrès oxidatiu, la presència de la macula, alteracions
oculars, també estan molt relacionades les malalties pulmonars (i patologies com
l’asma ja que té un contacte fàcil amb l’oxigen), perquè com l’oxigen és oxidant i per
tant actuaria més sensible en el pulmó ja que l’oxigen té un accés molt fàcil en ells i és
més fàcil que es generin quantitats de radicals lliures. Per tant el càncer de pulmó
podria ser un tipus de càncer que es podria donar fàcilment per culpa de l’estrès
oxidatiu.
• Hi ha alguna manera de prevenir l’estrès oxidatiu?
Si, és molt important que tinguem un equilibri, com he esmentat anteriorment. Per
tant consisteix en que el sistema de defensa antioxidant de l’organisme estigui
suficientment potenciat per que pugui inhibir un creixement anormal o una presència
anormal de radicals lliures. Això es fa a través d’antioxidants, a través d’una dieta
equilibrada, ingesta de substàncies que ajuden a que s’indueixi el sistema antioxidant
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
90
enzimàtic, i a la vegada la presència d’antioxidants dintre de l’organisme (i això
s’ingereix a través de la dieta).
• Pot una persona arribar a morir per culpa dels ROS o l’estrès oxidatiu?
Si, totalment. Perquè això es complica, genera patologies, la producció de càncer a
través de radicals lliures i carcinògens, i aquest càncer pot provocar la mort.
• Hi ha alguna edat en que sigui més freqüent l’oxidació cel·lular o es pot donar
en qualsevol edat?
En el moment que estem en contacte amb l’oxigen ja comencem a tenir oxidació. Però
sobretot molts radicals lliures provenen dels mitocondris, i en el procés d’envelliment
el que passa és que els mitocondris perden part de la seva funcionalitat, i entre ells hi
ha un desacoblament a la cadena de transport d’electrons. I això pot portar a una fàcil
producció de radicals lliures.
El procés d’envelliment comporta a que hi hagi una major producció de radicals lliures.
• Recomanaries l’ús dels antioxidants com a manera de prevenció?
Si, jo primer recomanaria evitar la presència de tòxics, perquè a l’ambient tenim
presència de substàncies com el fum, etc que generen i produeixen radicals lliures. Jo
recomanaria viure en un ambient lo més sa possible, però quan vius en una ciutat no
ho pots fer. Per tant, recomano molt que a través de la dieta s’ingereixin compostos
acolorits (rics en antioxidants) com les fruites i verdures, i protegir-nos com puguem
d’aquest contacte que tenim amb radicals lliures que estan a prop de nosaltres i els
propis que generem a l’organisme. Per tant, prendre antioxidants és bo, però mai de
complementació, és a dir, tot a través dels aliments.
L’estrès oxidatiu i el càncer
Curs 2013-2015
91
• Quan els investigadors van adonar-se d’aquest tema? Fa molt que se’n parla?
La teoria dels radicals lliures es va començar a parlar fa molt de temps. La teoria de
Halliwell remunta als anys 80.
• Actualment en quins països s’estudia i/o s’aplica aquest tema?
Molts científics estem estudiant sobre els radicals lliures. Molta gent també està
estudiant els mitocondris, el tema dels radicals lliures. La presència i el descobriment
de nous antioxidants, de molècules que siguin antioxidants, aquest tema està al dia.
Nosaltres estudiem molt el tema del càncer, si en el càncer de mama la presència
d’antioxidants pot prevenir aquest excés o producció de radicals lliures en les cèl·lules
que no són canceroses. Perquè molts tractaments de quimioteràpia produeixen
radicals lliures com a efectes secundaris. I el dany que fa a l’organisme és gran. Si tens
substàncies oxidants que protegeixin a les cèl·lules que no són canceroses, doncs
evites un efecte secundari.
Hi ha molts estudis en tots els camps.
• Com veus el futur d’aquest tema?
Hi ha molts mecanismes que encara no es coneixen. A nivell molecular és molt
interessant, jo ho veig un tema molt interessant.
No hi ha coneixements a nivell de la població, i seria important que aquest tema es
conegués més i que hi hagués més consciència de la ingesta d’aliments rics en
antioxidants per a que no hi hagi problemes i que no sorgeixin patologies.
Veig que és un camp bastant interessant perquè avarca moltíssimes àrees diferents.
Ho veig molt interessant a nivell cardiovascular, a nivell de càncer, a nivell
d’envelliment, tant a nivell fisiològic com patològic. A més jo treballo en això i em
fascina.
