Antecedentes

El estrés oxidativo se desarrolla como consecuencia de un desequilibrio entre la producción y acumulación de especies reactivas y la capacidad del organismo para manejarlas mediante antioxidantes endógenos y exógenos.

Los antioxidantes exógenos obtenidos de la dieta, incluidos vitamina C, vitamina E y carotenoides, juegan importantes papeles en la prevención y disminución del estrés
oxidativo. La variación genética individual que afecta a las proteínas implicadas en la captación, utilización y metabolismo de estos antioxidantes puede alterar las concentraciones séricas, la exposición a células diana o blanco y su contribución subsecuente al grado del estrés oxidativo.

Los antioxidantes endógenos incluyen las enzimas antioxidantes superóxido dismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa, paraoxanasa y glutatión S-transferasa. Estas enzimas metabolizan especies reactivas y sus subproductos, lo cual disminuye el estrés oxidativo. La variación en los genes que codifican para estas enzimas pueden tener un impacto sobre su actividad antioxidante enzimática y, con ello, sobre las concentraciones de especies reactivas, estrés oxidativo y riesgo de desarrollar enfermedades. El estrés oxidativo puede contribuir al desarrollo de enfermedades crónicas, incluidas osteoporosis, diabetes tipo 2, enfermedades neurodegenerativas, padecimientos cardiovasculares y cáncer. En efecto, los polimorfismos en la mayoría de los genes que codifican para enzimas antioxidantes se han relacionado con varios tipos de cáncer, aunque se han informado hallazgos inconsistentes entre estudios. Estas inconsistencias pueden explicarse de manera parcial por interacciones ambientales, como la modificación por la
dieta. En esta revisión se destacan algunos de los estudios recientes en el campo de la nutrigenética, los cuales han examinado las interacciones entre dieta, variación genética en enzimas antioxidantes y estrés oxidativo.

Figura 1. Panorama general de la relación entre la producción de especies reactivas, estrés oxidativo, desarrollo de enfermedades y el papel de los antioxidantes y la variación genética. La acumulación de especies reactivas por estímulos externos e internos puede ocasionar daño molecular y provocar estrés oxidativo o nitrosativo. Las especies reactivas también pueden alterar la expresión génica, lo cual da paso a la liberación de citocinas e inflamación, lo que ocasiona mayor producción de radicales libres, especies reactivas de oxígeno (ERO) y especies reactivas de nitrógeno (ERN). La inflamación y el estrés oxidativo entonces pueden contribuir al desarrollo de enfermedades crónicas y a la producción adicional de especies reactivas. Los antioxidantes endógenos y dietéticos funcionan juntos para disminuir el desarrollo de y daño por estrés oxidativo; su funcionamiento se modifica aún más por la variación genética individual. ECV = enfermedad cardiovascular; DM2 = diabetes mellitus tipo 2.

Estrés oxidativo

Las especies reactivas, incluidos los radicales libres, especies reactivas de oxígeno y las especies reactivas de nitrógeno, se producen como consecuencia de procesos fisiológicos normales y tienen papeles importantes en la señalización celular, la transcripción de genes y la respuesta inmune.1

En el proceso del metabolismo aerobio, la fuga de electrones a lo largo de la cadena de transporte de electrones en la mitocondria da paso a la producción del anión superóxido (O-•)(O 2 . Otras reacciones biológicas, incluidas las irrupciones oxidativas producidas por los fagocitos y los sistemas enzimáticos como el citocromo P450 y la xantina oxidasa, también contribuyen a la producción de estas especies altamente reactivas.2 Sin embargo, la producción o acumulación excesiva de especies reactivas puede tener efectos deletéreos al participar en reacción de óxido-reducción (redox) y ocasionar daño de macromoléculas, membranas celulares y DNA.1, 3 Esto puede alterar las propiedades biológicas de las membranas, enzimas y receptores, afectar el funcionamiento celular y provocar la muerte celular.4

Por esta razón, se ha desarrollado una red compleja de sistemas de defensa en humanos para protegerle contra la producción excesiva de y el daño por las especies reactivas en un esfuerzo por mantener la “homeostasis redox”.1 Cuando la producción o acumulación de radicales libres o especies reactivas de oxígeno y nitrógeno supera la capacidad del organismo para defenderlo, se produce un estado de estrés oxidativo (o estrés nitrosativo).1, 4 Además del daño directo de moléculas biológicas y tejidos, el estrés oxidativo también puede activar factores de transcripción como el factor nuclear κB (NF-κB), que desencadena cascadas de señalización que provocan la liberación de citocinas e inflamación.5 El estrés oxidativo ha sido objeto de investigación intensa en años recientes y se ha vinculado con la patogenia de varias enfermedades crónicas, incluidos cáncer, osteoporosis, diabetes tipo 2, padecimientos neurodegenerativos y enfermedad cardiovascular.1

Esto se ha fundamentado por diversos estudios que demuestran que las dietas con gran contenido de frutas y vegetales, y por ello, ricas en antioxidantes dietéticos, se relacionan con un riesgo reducido de enfermedad crónica. Los antioxidantes comprenden un grupo grande de enzimas