Introducción
Un antioxidante puede ser definido, en términos generales, como cualquier sustancia que retrasa, evita o elimina el daño oxidativo a unas moléculas diana -Halliwell y Gutteridege, 2007-.
Los antioxidantes se utilizan para impedir o retardar las oxidaciones catalíticas y enranciamientos naturales provocados con la colaboración de la luz, altas temperaturas, aire, residuos metálicos, etc.…, siendo incluidos por los nutricionistas de forma sistemática en las formulaciones con destino a la alimentación animal con el fin de prevenir las alteraciones oxidativas de las grasas, vitaminas liposolubles y pigmentos. La adición de estas sustancias se hace también directamente en determinadas materias primas como las propias grasas, harinas de pescado, etc.
Por otro lado, en el animal, “Sies (1985) definió el estrés oxidativo, como el desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes en favor de la oxidación, desembocando en un daño potencial. El estrés oxidativo constituye una alteración producida por un desequilibrio entre la generación de radicales libres y la defensa antioxidante, que puede conducir a un estado de daño (Kehrer, 1993; Lunec, 1996; Halliwell, 1997). El daño oxidativo es el resultado de dicho desequilibrio e incluye la modificación por oxidación de macromoléculas celulares, la muerte celular por apoptosis o necrosis, así como el daño de estructuras tisulares (Lykkesfeldt y Svendsen, 2007).”
El estrés oxidativo y los radicales libres
El estrés oxidativo constituye una alteración producida por un desequilibrio entre la generación de radicales libres y la defensa antioxidante, que puede conducir a un estado de daño. Esta acepción no precisa si la alteración es por incremento de los radicales libres (prooxidantes) o por una disminución en la respuesta homeostática de los tejidos (defensa antioxidante).
Como consecuencia de que la presentación del daño oxidativo puede atribuirse a una deficiencia de sustancias protectoras, queda establecida una estrecha relación entre el estrés oxidativo y el estatus nutrimental. Diversos estudios han puesto de manifiesto que una ingesta inadecuada de estos nutrimentos deprime la acción de algunas enzimas antioxidantes, lo que favorece la presentación del estrés oxidativo.
Dentro del Sistema de Defensa Antioxidante de nuestro organismo encontramos:
Sistemas enzimáticos celulares: superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa y catalasa.
Antioxidantes plasmáticos: glutatión, ácido úrico, albúmina, ferritina, bilirrubina y ubiquinol.
Algunas hormonas : estrógeno, angiotensina, melatonina, etc.
Los radicales libres
Los radicales libres interactúan con otras moléculas a través de reacciones redox con el propósito de lograr una configuración electrónica estable. En una reacción redox ocurre una transferencia de electrones entre las especies químicas participantes. Una de ellas cede electrones libres (proceso denominado oxidación) y otra, necesariamente, los recibe (proceso denominado reducción). Toda oxidación de una especie química implica la reducción de otra. La molécula que cede electrones recibe el nombre de agente reductor y la molécula aceptora se llama agente oxidante.
La mayoría de las macromoléculas biológicas pueden ser oxidadas por los radicales libres, sin embargo, las biomoléculas más lábiles son los lípidos.
Si bien las proteínas, péptidos y aminoácidos también constituyen un blanco para las Especies Reactivas del Oxígeno, su acción es menos dramática que frente a los lípidos, debido al lento progreso de las reacciones.
Clasificación
Podemos englobar los antioxidantes en dos grupos principales, aunque es cierto que existen conexiones ligeras entre ellos.
Antioxidantes tecnológicos, cuya misión es controlar los procesos de lipo-peroxidación que tienen lugar en las materias primas (fundamentalmente grasas y aceites, o materias primas con un elevado contenido en estos mismos).
Antioxidantes fisiológicos, cuya principal misión es la reducción del estrés oxidativo y evitar daño celular en el organismo.
En ambos grupos, puede haber productos tanto naturales como sintéticos.
→Sintéticos: Se caracterizan por su elevada actividad química, alta eficacia a dosis bajas, coste reducido y alta estabilidad, pero son objeto de preocupación los productos secundarios que pueden generar en el proceso de fabricación del alimento o pienso o una vez ingeridos, lo que puede dar lugar, en un futuro, a una legislación más restrictiva.
→Naturales: Inicialmente no sólo no suelen presentar problemas frente a la salud, sino que hay evidencia de determinados efectos beneficiosos, pero se caracterizan por su menor actividad, necesidad de utilizar dosis más elevadas, coste superior ya que no es fácil extraerlos de los vegetales.
Antioxidantes (exógenos) naturales
Vitamina C.
La vitamina C es uno de los más potentes antioxidantes naturales en fase acuosa que existen.
Se encuentra en el organismo bajo la forma de ascorbato, distribuido intra y extracelularmente.
Las frutas cítricas (por ejemplo: naranjas y pomelos/toronjas) y sus jugos, así como pimientos rojos y verdes y kiwi, son ricos en vitamina C. Otras frutas y verduras, como brócoli, fresas, melón, papas horneadas y tomates, también contienen vitamina C.
Ergotioneína.
La ergotioneína es un aminoácido natural sintetizado por algunos organismos, sobre todo las antinobacterias y los hongos filamentosos. Tiene la capacidad de abastecer de energía a las mitocondrias celulares, lo que permite incrementar la eficacia con la que el oxígeno interviene en el metabolismo.
Llega a las células de los mamíferos a través de la ingesta de vegetales.
La ergotioneína es producida en la naturaleza principalmente por las setas, incluidos los champiñones.
Vitamina E (tocoferoles).
Vitamina E, su nombre genérico hace referencia a sus ocho isómeros estructurales de tocoferol, de los cuales el α-tocoferol es el isómero de mayor potencia antioxidante y se considera esencial en la defensa celular.
Opera a nivel de la membrana celular, en la parte externa de las lipoproteínas, bloqueando la formación de hidroperóxidos, o interrumpiendo la propagación de la peroxidación de lípidos.
El α-tocoferol es la forma más abundante en las partes verdes de las plantas, mientras que los tocotrienoles se encuentran principalmente en las semillas. Estos compuestos son antioxidantes, por lo tanto, protegen a la planta de la toxicidad del oxígeno. Los tocoferoles y tocotrienoles eliminan los radicales peroxi de los lípidos, impidiendo así la propagación de la peroxidación lipídica en las membranas, y los productos subsiguientes de los radicales tocoferoxilo y tocotrienoxilo respectivamente, se reciclan a tocoferoles y tocotrienoles mediante la acción concertada de otros antioxidantes.
El α-tocoferol producido naturalmente por las plantas se presenta en una forma única: el estereoisómero RRR. Siendo esta la forma producida por la naturaleza, como se puede esperar, es totalmente reconocible y utilizable por los organismos, i.e., el α-tocoferol RRR presenta la máxima actividad biológica como Vitamina E.
Los aceites de germen de trigo, avellana, colza, girasol y almendra son, por este orden, los más ricos en vitamina E.
Existen también en el mercado productos que obtienen el α-tocoferol a partir de aceites vegetales. Éstos se obtienen a partir de la materia prima original después de varios pasos de procesamiento químico. Además, por la naturaleza inestable del α-tocoferol después de extraído de las plantas, estos productos también utilizan la esterificación para conferirle estabilidad. Son productos a base acetato de α-tocoferol y requieren la etapa de hidrólisis en el tracto intestinal para poder ser absorbidos. En función de todo el proceso químico, deberían ser referidos como “naturalesderivados” y no “naturales”. Sin embargo, estos productos contienen únicamente el α-tocoferol en la forma RRR, que los distingue mucho de las fuentes sintéticas con dl-α-tocoferol. Su principal limitación en el uso en la nutrición animal es el alto costo en comparación a las fuentes sintéticas.
Vitamina A.
Vitamina A es un término genérico que abarca a los compuestos de origen animal que presentan actividad biológica de vitamina A. En los vegetales, existe como provitamina llamada β-caroteno. Por su conformación estructural son excelentes capturadores de radicales libres. Protegen contra la peroxidación de lípidos.
Las mejores fuentes de vitamina A son: Aceite de hígado de bacalao, huevos, cereales, leche, frutas de color naranja y amarillo, brócoli, espinaca y la mayoría de las hortalizas de hoja verde.
Carotenoides.
Los carotenoides, conocidos en número de más de 600, son precusores de la vitamina A, siendo el más utilizado en alimentación el β-caroteno. Basa su efecto antioxidante en su reacción con O2 y ROO-, para destruirse posteriormente.
Son pigmentos liposolubles naturales que son sintetizados por las plantas, algas y bacterias fotosintéticas. Los carotenoides son las fuentes de los colores amarillo, naranja y rojo de muchas plantas, p. ej., el color rojo y anaranjado de las naranjas, los tomates y las zanahorias y el amarillo de muchas flores.
Los carotenoides se pueden clasificar en general en dos tipos:
·carotenos (α- y β-caroteno y licopeno).
·xantofilas (luteína y zeaxantina).
Los carotenos son precursores de vitamina A. Se encuentran en alimentos como la zanahoria, calabaza, papaya, mango, sandía, pimientos verdes.
Licopeno. Se encuentra de forma natural y en grandes cantidades en el tomate, la sandía y las guayabas rosadas.
Luteína. Se encuentra en alimentos como la calabaza, espinaca, pimiento rojo, yema de huevo, aguacate, apio y perejil. En menor concentración se encuentra en el brócoli, guisantes verdes y maíz.
Zeaxantina. Se encuentra en alimentos como la espinaca y otros vegetales de hojas verdes oscuras, en los huevos y en las frutas cítricas.
Selenio.
El selenio por su relación con los aminoácidos forma parte de glutatión-peroxidasa (entre otras enzimas), que protege en cooperación con la vitamina E, la membrana celular frente a las agresiones de los peróxidos lipídicos generados en la oxidación de éstos.
El selenio presente en la alimentación es predominantemente en forma de L-selenometionina, que es la forma natural del selenio en el tejido vegetal y animal.
Polifenoles.
Son metabolitos secundarios biosintetizados por las plantas. En la naturaleza existe una amplia variedad de compuestos que presentan una estructura molecular caracterizada por la presencia de uno o varios anillos fenólicos. Estos compuestos podemos denominarlos polifenoles.
Estructura química del fenol
Los compuestos fenólicos, se agrupan en numerosas clases que se diferencian por:
i) Complejidad de su esqueleto base
ii) Grado de modificación en su esqueleto (metoxilación, hidroxilación y oxigenación)
iii) Ligamiento a otras moléculas (Glúcidos, Lípidos, Proteínas y otros metabolitos secundarios).
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Esqueleto |
Ejemplo |
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C6 |
Fenoles Simples |
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C6 - C1 |
Ácidos Fenólicos |
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C6 - C3 |
Ácidos cinámicos, Cumarinas, |
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C6-C4 |
Naftoquinones |
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C6- C2-C6 |
Estilbenos |
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C6-C3-C6 |
Flavonoides |
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(C6-C3)2 |
Lignanos |
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(C6-C3)n |
Ligninas |
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(C6-C3-C6)n |
Taninos Condensados |
Los polifenoles son también agrupados y clasificados por el tipo y número de subcomponentes fenólicos presentes.
Flavonoides.
Los flavonoides, nombre que deriva del latín "flavus", cuyo significado es "amarillo", constituyen la subclase de polifenoles más abundante dentro del reino vegetal. Actúan como antioxidantes, antimicrobianos, repelentes en la planta.
Estructura básica de los Flavonoides: Dos anillos aromáticos (A y B) unidos por una cadena lineal de 3 carbonos que puede o no formar un tercer anillo (C).
Poseen actividad antioxidante y captadora de radicales libres y aumentan la capacidad de los sistemas endógenos de defensa frente a la oxidación, modulando así, el estado redox celular. Los flavonoides son antioxidantes naturales capaces de prevenir la formación de radicales libres a través de las enzimas implicadas en su producción como la xantina-oxidasa, de secuestrar metales de transición que promueven la formación de dichos radicales y regenerar antioxidantes, como el α-tocoferol.
CLASIFICACIÓN FLAVONOIDES
