Radicales libres: ¿Es el temor actual una exageración? (SQ-21)

Los radicales libres son unas desagradables moléculas tóxicas que dañan el ADN, proteínas, lípidos y otras moléculas biológicas esenciales. Se ha demostrado su influencia en el envejecimiento prematuro y enfermedades crónicas degenerativas. ¿Pero esta es la única forma en que podemos ver a los radicales libres? Como descubriremos a continuación, el temor a los radicales libres puede ser una exageración. A pesar de que los radicales libres tienen una mala fama, la verdad es que son una parte crucial de la vida y en pequeñas cantidades cumplen un papel importante en muchas funciones biológicas.

¿Y entonces qué son realmente estos radicales libres?

Radicales libres: un derivado del metabolismo celular

Nuestras células necesitan oxígeno para producir la energía necesaria para llevar a cabo las importantes reacciones bioquímicas que nos mantienen con vida. A medida que las células procesan el oxígeno, se producen moléculas altamente reactivas como un derivado tóxico, los llamados radicales libres. ¿Cómo dañan los radicales libres nuestra configuración genética?

Un radical libre es una molécula con uno o más electrones desapareados. En un intento por estabilizarse, está molécula siempre estará en busca de más electrones y esta es precisamente la propiedad que hace que los radicales libres sean altamente inestables y reactivos. Reaccionan con moléculas estables cercanas como el ADN, lípidos, proteínas y las membranas de las células para «robar» sus electrones y de esa forma, desestabiliza a la molécula biológica atacada. Esto genera una reacción en cadena que conlleva a la producción de cada vez más radicales libres. Los radicales libres causan daño oxidativo a estructuras celulares frágiles, comprometiendo la estructura y funciones de tejidos y órganos. Se sabe que el estrés oxidativo tiene un papel dominante en el inicio de muchas enfermedades crónicas y degenerativas como envejecimiento prematuro, cáncer, trastornos autoinmunes, artritis, enfermedad cardiovascular, enfermedad de Parkinson, enfermedad de Alzhéimer y pérdida de visión.

Sin embargo, nuestro cuerpo se esfuerza por mantener un mecanismo de defensa elaborado y complejo para contrarrestar los efectos de los radicales libres. Gracias a la ayuda de un suministro endógeno y exógeno de enzimas antioxidantes, nutrientes de los alimentos y su propio mecanismo de reparación, nuestro cuerpo es capaz de mantener bajo control el estrés oxidativo. Pero una sobrecarga de radicales libres sí puede llegar a convertirse en un gran problema. Muchos desencadenantes ambientales estimulan al cuerpo a producir más radicales libres de los que puede sobrellevar. El estrés crónico, los químicos en los alimentos como pesticidas, alimentos procesados, la luz solar, la exposición a metales y los medicamentos son algunos ejemplos que causan acumulación excesiva de radicales libres en el cuerpo, que a su vez generan destrucción a su paso.

Papel beneficioso de los radicales libres en el cuerpo

Una cosa es cierta, los radicales libres son una parte inevitable de la vida y aunque usualmente los percibamos como un derivado tóxico resultado de las reacciones celulares, nuestro cuerpo necesita radicales libres en pequeñas cantidades para realizar ciertas funciones importantes.

Armas en el arsenal del sistema inmunitario

Nuestro sistema inmunitario crea radicales libres intencionalmente para acabar con virus y bacterias. Las células inmunitarias como neutrófilos, monocitos y macrófagos aumentan el uso de oxígeno en el torrente sanguíneo, quitando un electrón y creando radicales libres como el anión superóxido, óxido nítrico y peróxido de hidrógeno. Estos potentes radicales libres atacan a los patógenos invasores con su poder oxidativo tóxico y son claves para la defensa inmunitaria. De esta forma, nuestras células inmunitarias utilizan el poder destructivo de los radicales libres más poderosos para matar y consumir patógenos.

Transmitiendo señales intracelulares

Los radicales libres también son una parte integral del sistema de señales celulares, un sistema complejo e integrado a través del cual las células se hablan entre ellas, sienten y procesan su microambiente, coordinan sus acciones y responden en variedad de formas, por ejemplo, al activar células inmunitarias o reparando los tejidos dañados. Dependiendo de la célula, esta respuesta desencadena un cambio en la habilidad de dividirse de la célula, en su expresión genética y metabolismo, para mantener el equilibrio requerido. Las hormonas, neurotransmisores y citoquinas son ejemplos de moléculas transmisoras de señales que ayudan al cuerpo a responder a una gran variedad de estímulos externos e internos. Percibir y responder adecuadamente a los desencadenantes ambientales es clave en la homeóstasis del cuerpo, necesario para la supervivencia y la buena salud. Cualquier error en la forma en que las células procesan esta información puede resultar en enfermedades como el cáncer, la diabetes y las enfermedades autoinmunes.

¿Qué papel tienen los radicales libres en la transmisión de señales intracelulares? Al parecer tienen varios papeles importantes:

• Ciertos radicales libres regulan las vías de transmisión de señales intracelulares en muchas células además de los fagocitos. Por ejemplo, la producción de radicales libres en las versiones de NADPH oxidasa que no son fagocitos, una enzima compleja encontrada en las membranas plasmáticas, «[...]juegan un papel clave en la regulación de las señales intracelulares y en las cascadas en varios tipos de células no fagociticas incluyendo fibroblastos, células endoteliales, células de los músculos lisos vasculares, miocitos vasculares y tejido tiroideo. Por ejemplo, el óxido nítrico (NO) es un mensajero intercelular que modula el flujo sanguíneo, la trombosis y la actividad neural»[1].


• Un estudio de 2011 publicado en La Revista de Fisiología demostró que los radicales libres sirven como moléculas que transmiten señales y que en situaciones estresantes, hacían que el corazón latiera con la fuerza requerida [2]. Cuando nuestro cuerpo está bajo cualquier tipo de estrés, el Sistema Nervioso Simpático activa receptores específicos: receptores beta adrenérgicos en la superficie de las células del miocardio. Esto desencadena una cascada de cambios bioquímicos dentro de las células cardíacas. Una reacción específica resulta en contracciones más fuertes de las células del corazón, logrando que el corazón lata con más fuerza. Los científicos han demostrado que la activación de receptores beta aumenta la producción de radicales libres en las mitocondrias y contribuye a contracciones más fuertes. «Los radicales libres tienen un papel importante porque contribuyen a que el corazón pueda bombear más sangre durante situaciones estresantes», comentó Håkan Westerblad, el autor principal del estudio. «Por otro lado, el estrés persistente puede llevar a insuficiencia cardíaca y los niveles crónicamente altos de radicales libres pueden ser parte del problema en este caso.[3]»


• En otro estudio de 2001 [4] publicado en Nature Medicine los investigadores encontraron que comer en exceso resulta en una producción mayor de radicales libres en el hipotálamo, una parte del cerebro responsable de la producción de muchas de las hormonas esenciales del cuerpo. Estos radicales libres se comportan como moléculas que envían señales y activan ciertas neuronas que suprimen el apetito y promueven la saciedad, es decir, envían señales al cerebro para regular el consumo de alimentos. Sin embargo, cuando el cuerpo está expuesto crónicamente a un torrente de radicales libres, sí causan daño celular y envejecimiento. En un bucle de retroalimentación, el cuerpo inicia un mecanismo celular para detener la producción de radicales libres. ¿Puedes ver la ironía de esto? Aunque este mecanismo actúa para proteger las células del daño oxidativo, también limita la habilidad del cuerpo de sentirse lleno después de una comida. El estudio reveló el papel de los radicales libres en la regulación del metabolismo y encontró que los mecanismos celulares que se ejecutan para controlar los radiales libres «[...] están en el meollo del aumento de apetito en los casos de obesidad causada por la dieta[5]».


• Otro estudio revelador conducido por biólogos de la Universidad de California encontró que los radicales libres pueden jugar un papel vital en la curación de lesiones en la piel [6]. En el estudio realizado en nematodos de laboratorio C. elegans, los investigadores encontraron que los radicales libres «[...] generados en las mitocondrias no solo son necesarios para la curación de lesiones cutáneas sino que los niveles incrementados de especies reactivas de oxígeno (ROS por sus siglas en inglés) pueden hacer que las heridas sanen más rápido». Según Andrew Chisholm, uno de los investigadores, «Parece que se necesita un nivel óptimo de señales de ROS [...] demasiado es malo pero demasiado poco también. Descubrimos en nuestros experimentos que cuando "apagamos" los genes que producen las ROS en las mitocondrias y eliminamos los antioxidantes, los nemotodos tenían problemas para cerrar sus heridas. También encontramos que un poco más de ROS ayudaba a cerrar más rápidamente las heridas de lo normal». Estos investigadores creen que esos efectos pueden aplicar también a animales más complejos.

Adaptaciones celulares útiles durante el ejercicio moderado

Los investigadores en este campo afirman que el ejercicio moderado genera cantidades saludables de estrés oxidativo, tan saludables que llega a ser un antioxidante[7]. Hay una sólida evidencia que señala que durante el ejercicio leve a moderado, la producción de radicales libres ayuda a activar las vías de transmisión de señales y envía señales a las células cardíacas para hacer cambios adaptativos útiles para ejercitarse. Estas adaptaciones son importantes para lograr un flujo sanguíneo incrementado hacia los músculos y crear nuevos patrones de consumo de combustible para generar energía. El fondo es que en cantidades pequeñas un poco de estrés oxidativo hace que las células sean más fuertes y aumenta la resistencia ante los estresores. Hasta tal punto que «[...] interferir con el metabolismo de los radicales libres con antioxidantes puede obstaculizar las adaptaciones útiles para el entrenamiento». Aunque el ejercicio moderado es reconocido como regulador del sistema inmunitario[8], el ejercicio intenso por períodos más largos parece producir más radicales libres que superan las defensas antioxidantes del cuerpo, llevando a daños en los tejidos y funciones inmunitarias.

¿Buenos o malos?

¿A qué apuntan todos estos estudios? Un exceso de radicales libres pueden dañar el ADN, proteínas y otras estructuras celulares frágiles, promoviendo el daño celular y el envejecimiento. Pero en concentraciones bajas, los radicales libres juegan una función importante en los procesos biológicos y de hecho ejercen efectos positivos en las funciones inmunitarias y las respuestas celulares. Además, nuestro cuerpo tiene un increíble mecanismo de autodefensa que responde ante los radicales libres de una forma mucho más fascinante y organizada de lo que habíamos imaginado. Solo se necesita encontrar el equilibrio preciso.

Es verdad que las células solo tienen una reserva limitada de antioxidantes y, por esta razón, tienen una habilidad limitada para neutralizar las concentraciones aplastantes de radicales libres. Eso nos lleva a los antioxidantes. ¿Saturar el cuerpo con antioxidantes es la solución? No, especialmente cuando los sacamos fuera de su contexto natural. En la ausencia de otros nutrientes que los asistan en su trabajo, los antioxidantes por sí solos no pueden arreglar el problema de los radicales libres.

La idea es asestar un golpe nutricional gracias a una dieta completa que contenga comidas naturales e integrales. Las verduras y frutas de vibrantes colores tienen una abundancia de una gran variedad de antioxidantes, enzimas y nutrientes que añaden más potencia al arsenal natural del cuerpo. No es nada preciso pensar que tomar una pastilla procesada te ofrecerá los mismos beneficios.

Referencias:

1. Lien Ai Pham-Huy, Hua He and Chuong Pham-Huy. Free Radicals, Antioxidants in Disease and Health. International Journal of Biomedical Science. 2008.
2. Andersson DC, Fauconnier J, Yamada T, Lacampagne A, Zhang SJ, Katz A, Westerblad H. Mitochondrial production of reactive oxygen species contributes to the β-adrenergic stimulation of mouse cardiomycytes. The Journal of Physiology. April 2011
3. Free radicals may be good for you. ScienceDaily. March 1, 2011
4. Diano et al. Peroxisome proliferation–associated control of reactive oxygen species sets melanocortin tone and feeding in diet-induced obesity. Nature Medicine. 28 August 2011
5. Free radicals crucial to suppressing appetite. Science Daily. August 29, 2011
6. Kim McDonald. Moderate Levels of ‘Free Radicals’ Found Beneficial to Healing Wounds. UC San Diego News Center. October 13, 2014
7. Gomez-Cabrera MC, Domenech E, Viña J. Moderate exercise is an antioxidant: upregulation of antioxidant genes by training.Free Radical Biology & Medicine. January 15,2008.
8. Radak Z, Chung HY, Koltai E, Taylor AW, Goto S. Exercise, oxidative stress and hormesis. Ageing Research Reviews. January 2008.

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