Cuando escuchamos las palabras radicales libres automáticamente tendemos a asociarlo con los efectos nocivos que estas moléculas pueden tener en nuestro organismo. Sin embargo, los radicales libres también tienen una función biológica esencial para nuestro organismo. ¿sabes cuál es?
En el post de hoy te contamos qué son los radicales libres y las especies reactivas de oxígeno, sus funciones y cómo pueden dañar nuestra piel.
¿Qué son radicales libres y especies reactivas de oxígeno?
Antes de meternos de lleno en la definición de radicales libres nos gustaría recordar la estructura de los átomos. Los átomos tienen un núcleo en su parte central que está formado por protones (con carga positiva) y neutrones (moléculas sin carga). Alrededor del núcleo se encuentran los electrones (carga negativa) moviéndose de manera circular en órbitas concéntricas. Como si del sistema solar se tratase, el núcleo ejerce una atracción sobre los electrones. En los electrones que se encuentran en órbitas cercanas al núcleo esta atracción es mayor que para aquellos que se encuentran en las órbitas más alejadas. Para haceros una idea, “arrancar” un electrón de la órbita más alejada del núcleo sería relativamente fácil, mientras que si intentásemos arrancar un electrón de una órbita muy cercana al núcleo habría que invertir muchísima energía.
En condiciones normales cada átomo tiene el mismo número de electrones (-) y protones (+) por lo que su carga neta es 0. Esté número se puede encontrar en la tabla periódica, junto al símbolo de cada elemento y se conoce como número periódico. Sin embargo, la última órbita de algunos átomos puede estar incompleta, con electrones despareados. Esto genera cierta inestabilidad y favorece la transferencia de electrones de unos átomos a otros. El átomo que recibe un electrón extra quedará cargado negativamente, mientras que el átomo que cede el electrón quedará cargado positivamente.
Esto mismo ocurre con las biomoléculas de nuestro cuerpo. Los lípidos, proteínas, azúcares, ácidos nucleicos… están formados por varios átomos interaccionando entre sí. En ciertas reacciones celulares puede tener lugar la transferencia de electrones de unas moléculas a otras. Estas nuevas moléculas cargadas son lo que conocemos como radicales libres.
El oxígeno (O2) es una molécula de vital importancia para el cuerpo humano. Lo obtenemos del aire al respirar y viaja a través de la sangre a todos los órganos donde se utiliza para obtener energía. En las células el metabolismo de oxígeno da lugar a agua (H2O), otra molécula esencial para el correcto funcionamiento de nuestro cuerpo. Sin embargo, en este proceso metabólico pueden generarse subproductos tóxicos. Se trata de moléculas que contienen oxígeno y que son altamente reactivas como el ion superóxido (O2–), el peróxido de hidrógeno (H2O2) y el ion hidroxilo (OH–). Estas moléculas son las conocidas como especies reactivas de oxígeno (ERO) y pueden acumularse en las células y oxidar otras moléculas esenciales causando daños (1).
Función de los radicales libres y especies reactivas de oxígeno
En contra de lo que muchos pueden pensar, los radicales libres y las especies reactivas de oxígeno también pueden contribuir a mantener el equilibrio de nuestro organismo. Al aparecer como subproductos de reacciones metabólicas vitales pueden actuar como moléculas de señalización celular. Este es, por ejemplo, el caso de las ERO generadas durante el metabolismo del oxígeno en la mitocondria: actúan como señales entre este orgánulo y el núcleo celular (2).
Además, ante la entrada de microorganismos patógenos, las células incrementan la generación de ERO, lo que aumenta la toxicidad y contribuye a la acción del sistema inmune para acabar con los patógenos.
Efecto de los radicales libres sobre la piel
Cuando la concentración de ERO intracelular es superior a la capacidad antioxidante de las células pueden empezar a causar daños a las biomoléculas en un proceso conocido como como estrés oxidativo. Las biomoléculas dañadas son incapaces de llevar a cabo su función correctamente lo que desemboca en la desestabilización celular.
En 1956 Denham Harman, de la Universidad de California Berkeley, sugirió que las ERO se acumulan en el cuerpo humano con el tiempo y son las responsables del proceso de envejecimiento (3). Aunque en los años posteriores existieron algunas discrepancias sobre la veracidad de esta afirmación en todos los órganos, se ha demostrado que las ERO juegan un papel fundamental en el envejecimiento de la piel.
A medida que pasa el tiempo, las capas de la piel se van afinando. Además, en la dermis, la matriz extracelular se degrada y la falta de colágeno y otros componentes fibrilares conlleva la aparición de pequeñas arrugas que se acentúan con el tiempo. Este proceso de envejecimiento cutáneo, que es fácilmente observable a simple vista, puede ser intrínseco y extrínseco. El proceso de envejecimiento intrínseco es el resultado de la acción de la genética y todos aquellos cambios corporales que favorecen el proceso natural de envejecimiento. El envejecimiento extrínseco estaría promovido por factores medioambientales, externos al cuerpo, que aceleran el proceso de envejecimiento. La piel, por ser un órgano en constante comunicación con el medio externo se ve profundamente afectada por factores externos que favorecen su envejecimiento. De hecho, la piel es el órgano en el que más se acumulan las ERO y se estima que solo un 3% de los factores de envejecimiento cutáneo tienen un origen genético (4).
Uno de los factores externos que más contribuye a la generación de ERO es la radiación ultravioleta (UV). La radiación UVA y UVB es capaz de penetrar en capas profundas de la piel y ser absorbida por elementos celulares conocidos como cromóforos (entre los que se encuentra la melanina). Los cromóforos pueden absorber la energía procedente de la radicación, pero si esta es mucha, son incapaces de metabolizarla toda y generan ERO que pueden dañar el ADN y otras biomoléculas. Este proceso dañino mediado por la radiación UV es tan importante para el envejecimiento celular que se ha denominado foto-envejecimiento (4).
Moléculas antioxidantes
Para evitar el daño producido por los radicales libres y las ERO la célula cuenta con todo un ejercito de moléculas y mecanismos de reparación conocidos comúnmente como antioxidantes. Existen algunas enzimas, como la superóxido dismutasa (SOD) o el glutatión, que son capaces de catalizar reacciones para transformar las ERO en moléculas más estables y no dañinas.
También podemos incorporar moléculas antioxidantes a través de la alimentación. Es el caso, por ejemplo, de las vitaminas como la vitamina C y E. La estructura de estas moléculas les permite donar átomos de hidrógeno, lo que neutraliza las ERO y evita el daño de biomoléculas.
BIBLIOGRAFÍA
- Avelló y Suwalsky. Radicales libres, antioxidantes naturales y mecanismos de protección. Atenea N° 494– II Sem. 2006: 161-172.
- Van Wijk, R., Van Wijk, E., Pang, J., Yang, M., Yan, Y., & Han, J. (2020). Integrating Ultra-Weak Photon Emission Analysis in Mitochondrial Research. Frontiers in physiology, 11, 717.
- Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. J Gerontol. 1956;11(3):298-300.
- Rinnerthaler M, Bischof J, Streubel MK, Trost A, Richter K. Oxidative stress in aging human skin. Biomolecules. 2015;5(2):545-589. Published 2015 Apr 21.
