El término estrés oxidativo es un concepto global en biología y medicina redox. Desde que se introdujo este concepto, ha aparecido un gran interés mundial. La literatura sobre el tema es voluminosa y se ha aplicado a una gran diversidad de situaciones. Se ha descripto que el estrés oxidativo influye en la aparición de muchas enfermedades crónicas y degenerativas. Algunos ejemplos incluyen: cáncer, dado que el estrés oxidativo puede ocasionar daño en el ADN de las células sanas, lo que puede aumentar el riesgo de cáncer; enfermedades cardiovasculares, el estrés oxidativo puede favorecer la formación de placas en las arterias; enfermedades neurodegenerativas, pues se ha vinculado al estrés oxidativo con diversas enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y la esclerosis múltiple; enfermedades respiratorias, puesto que el estrés oxidativo y la inflamación asociada pueden afectar los pulmones y causar afecciones como asma o enfermedad pulmonar obstructiva crónica.
Debido a la gran cantidad de procesos oxidativos y antioxidativos que ocurren simultáneamente en condiciones normales y patológicas, en células y órganos, ha habido intentos de imprimirle a este concepto un enfoque traslacional, aunque la mayoría de los intentos terminaron en una sobresimplificación. Por ello resulta interesante analizar los orígenes de este concepto y cómo fue evolucionando a través del tiempo.
El concepto global de estrés oxidativo se definió originalmente como una perturbación del balance prooxidante-antioxidante en favor del primero. Este concepto fue introducido por Helmut Sies en 1985 y forma parte del primer capítulo introductorio que lleva ese nombre (Fig. 1) (Sies, H. Oxidative Stress: introductory remarks, en H. Sies (Ed.), Oxidative Stress, Academic Press, London, 1985, pp. 1-8).
Todos los organismos aeróbicos generan un nivel basal de especies prooxidantes como consecuencia de la respiración mitocondrial, que son contrarrestadas por enzimas y metabolitos antioxidantes. El estrés oxidativo ejerce un amplio rango de efectos a nivel celular, entre los que se encuentran tanto la inhibición de la división como la elevada proliferación celular, la senescencia, la necrosis y/o la apoptosis.
En 2007 se debió actualizar la definición original. La descripción que las reacciones de óxido-reducción son la base fundamental de procesos de regulación redox en células (control redox o señalización redox) llevó al florecimiento de un área de investigación denominada biología redox. Así, la definición se actualizó a un desbalance entre oxidantes y antioxidantes a favor de los oxidantes, llevando a una interrupción de la señalización y/o control redox y/o daño molecular (Sies, H; Jones, D. Oxidative Stress, en G. Fink (Ed.). Encyclopedia of Stress, Elsevier, Amsterdam, 2007, pp. 45-48).
Dada la enorme variedad de especies prooxidantes y enzimas y compuestos antioxidantes y rangos de concentración, se ha tratado de introducir o clasificar subformas de estrés oxidativo para introducir conceptualmente escalas de intensidad que van desde un estrés oxidativo fisiológico (eustrés) a un estrés oxidativo o excesivo con daño (distrés). También se ha tratado de utilizar los términos estrés oxidativo de intensidad baja, moderada o alta, relacionados indirectamente con los efectos fisiopatológicos causados.
Se han empleado numerosos biomarcadores en la clínica para examinar los efectos del estrés oxidativo. Entre los más conocidos podemos incluir proteínas carboniladas, 3-nitrotirosina, lipoproteínas de baja densidad oxidadas, otros productos de oxidación a lípidos, productos de oxidación de ADN y ARN, glutatión reducido y oxidado, entre otros.
Es interesante analizar la relevancia del estrés oxidativo en cuanto a sus efectos beneficiosos o deletéreos en el curso de enfermedades. La patofisiología del desarrollo de una enfermedad es multifactorial, considerando tiempo/etapas y distintas células, tejidos y órganos involucrados en la respuesta final del organismo completo. Durante la ocurrencia de una infección, la estrategia inicial es combatir el virus o la bacteria aumentando el estado oxidante a través del sistema de defensa del hospedador, mientras que en etapas finales la activación de enzimas antioxidantes minimiza el daño a tejidos marcando un cambio de estrategia. De manera similar, durante el desarrollo de cáncer el rol de oxidantes y antioxidantes va cambiando en las etapas de iniciación, promoción y progreso de la enfermedad.
En el pasado, y desafortunadamente todavía en el presente, se han utilizado tratamientos inespecíficos con antioxidantes para una variedad de enfermedades relacionadas con estrés oxidativo, indicando que todavía se cree equivocadamente que la terapia antioxidante siempre redundará en un beneficio. Esto es un pensamiento ingenuo; los antioxidantes pueden proteger o aumentar el daño dependiendo de la situación y su utilización debe aplicarse como terapia específica y con un conocimiento completo de la situación.
Consideraciones finales
En este último tiempo ha habido un gran avance en esta área de investigación que ha permitido utilizar de una forma más acertada el término estrés oxidativo y discriminar los matices de este. Por ejemplo, la medicina redox se ha visto beneficiada con la diferenciación del concepto de eustrés oxidativo (proceso fundamental para mantener un estado sano y fisiológico) del concepto de daño oxidativo. Asimismo, la utilización de metodología de avanzada para imágenes redox, proteómica redox o metabolómica redox, facilita el análisis específico y mecanístico por sobre un análisis global y general.
Estos avances permitirán un entendimiento pormenorizado y fino de los procesos redox en la salud y la enfermedad a través de la caracterización de moléculas involucradas y su organización funcional en los sistemas biológicos.
Lectura de interés
Sies, H. Oxidative Stress: introductory remarks, en H. Sies (Ed.). Oxidative Stress. Academic Press, London, 1985, pp. 1-8.
Sies, H.; Jones, D. Oxidative Stress, en G. Fink (Ed.). Encyclopedia of Stress, Elsevier, Amsterdam, 2007, pp. 45-48.
Sies, H. Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine. Redox Biol, 2015 (4) 180-183.
Sies, H.; Berndt, C.; Jones, D. Oxidative stress. Annu Rev Biochem, 2017 (86): 715-748.
Sies, H. Oxidative stress: concept and some practical aspects. Antioxidants, 2020 (9) 852.
Silvia Álvarez es doctora en Bioquímica por la Universidad de Buenos Aires, profesora asociada de Fisicoquímica y subsecretaria de Comunicación y Cultura. Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires.
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