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El papel del estrés oxidativo en los síndromes congénitos
Los niños que nacen con diversos síndromes causados por factores genéticos o adquiridos han sido objeto de numerosos estudios clínicos y científicos. Es importante comprender el mecanismo subyacente y aliviar la afección si es posible. Una revisión reciente de antioxidantes aborda el papel del estrés oxidativo en trastornos genéticos como la trisomía 21 (síndrome de Down, SD), el síndrome de Marfan (SMF) y los trastornos del espectro alcohólico fetal (FASD). Esta información tiene el potencial de apoyar el desarrollo de estrategias preventivas y/o terapéuticas más específicas y efectivas en el futuro. Aprendizaje: La influencia del estrés oxidativo en los síndromes pediátricos. Fuente de la imagen: SciePro / Shutterstock.com...
El papel del estrés oxidativo en los síndromes congénitos
Los niños que nacen con diversos síndromes causados por factores genéticos o adquiridos han sido objeto de numerosos estudios clínicos y científicos. Es importante comprender el mecanismo subyacente y aliviar la afección si es posible.
uno reciente Antioxidantes La revisión aborda el papel del estrés oxidativo en trastornos genéticos como la trisomía 21 (síndrome de Down, SD), el síndrome de Marfan (SMF) y los trastornos del espectro alcohólico fetal (FASD). Esta información tiene el potencial de apoyar el desarrollo de estrategias preventivas y/o terapéuticas más específicas y efectivas en el futuro.
introducción
El estrés oxidativo es la condición en la que la actividad antioxidante es incapaz de amortiguar la actividad de las especies oxidantes en el cuerpo. Esto se debe en gran medida a la sobreproducción de especies oxidantes, incluidas las especies radicales de oxígeno (ROS); Sin embargo, también podría deberse a niveles bajos de ROS.
Especies oxidantes
Las ROS median en una variedad de funciones útiles, incluida la eliminación de patógenos durante las respuestas inflamatorias o la regulación de la función cardiovascular y la activación de proteínas. Sin embargo, cuando las ROS no están reguladas adecuadamente por los antioxidantes celulares, pueden causar daño tisular y disfunción orgánica.
Los ROS incluyen superóxido (O2-), hidroxilo (OH-) y peróxido de hidrógeno (H2O2). O2- es el ROS más estable y primario del cual se derivan los otros dos. El ROS más dañino es el OH, ya que puede dañar el ADN, las proteínas, los lípidos y los carbohidratos.
Los aniones superóxido se forman en las mitocondrias a través de un paso en falso en la cadena de transporte de electrones (ETC), que es responsable de la formación de la molécula rica en energía trifosfato de adenosina (ATP).
La producción de O2- durante este proceso es más probable cuando la célula produce un exceso de ATP, lo que lleva a una reducción de la actividad de la ETC, o cuando hay un desacoplamiento inducido por estrés de algunas partes de la ETC. Las ROS también pueden surgir del tabaquismo, la exposición al ozono o a la radiación ionizante, la radiación ultravioleta y algunos metales pesados.
Los efectos de la producción de ROS incluyen roturas del ADN y otro tipo de daños que pueden provocar cáncer, envejecimiento acelerado, enfermedades neurodegenerativas, enfermedades autoinmunes o enfermedades cardiovasculares. También pueden ocurrir cambios epigenéticos que alteran la reparación del ADN.
Antioxidantes
Los antioxidantes pertenecen a grupos enzimáticos y no enzimáticos. Los antioxidantes enzimáticos incluyen, entre otros, la superóxido dismutasa (SOD) en las mitocondrias, los iones superóxido reductores, las catalasas, la glutatión peroxidasa (GTPx) y las glutatión transferasas (GST). GTPx es conocido por su acción para desintoxicar los peróxidos lipídicos y dividir el H2O2 en dos moléculas de agua.
Los antioxidantes no enzimáticos incluyen la vitamina E o alfa-tocoferol, los carotenoides y la vitamina C, que funciona con la vitamina E, el resveratrol y otros polifenoles vegetales.
Síndromes pediátricos
Varios síndromes implican estrés oxidativo, incluidos DS, MFS, FASD, síndrome de Gaucher, ataxia-telegectasia (AT), anemia de Fanconi, trastornos del espectro autista (TEA) e inmunodeficiencias primitivas (IP).
TEAF
FASD se refiere a un espectro de trastornos cognitivos y conductuales en el recién nacido que están relacionados con el consumo materno de alcohol durante el embarazo. El síndrome de alcoholismo fetal (SAF) es la principal causa de discapacidad intelectual en todo el mundo y la principal causa de trastornos del desarrollo neurológico prevenibles. Por lo tanto, el alcohol en cualquier dosis está completamente prohibido durante el embarazo hasta que se establezca un mínimo seguro.
El mecanismo de daño en el TEAF es el estrés oxidativo inducido por el alcohol en el hipocampo en desarrollo. Esto se debe a la incapacidad del feto para metabolizar eficientemente más de la mitad del alcohol ingerido por la madre.
La formación resultante de ROS en respuesta a la sobreexpresión de las enzimas NOX2 y NOX4 daña el cerebro, particularmente debido a su alto contenido de ácidos grasos, que representan el sustrato ideal para la actividad de ROS.
La terapia antioxidante para las mujeres que beben durante el embarazo podría prevenir tales efectos nocivos, según sugieren varios experimentos con ratones que utilizaron vitamina E, vitamina C, astaxantina y ácidos grasos omega-3.
EN
La AT es un síndrome puramente genético con múltiples manifestaciones clínicas en los primeros 20 años de vida. De estos, los tumores de células T y la ataxia cerebelosa son los más debilitantes. La patología radica en el gen Ataxia Telangiectasia Mutated (ATM), que es crucial para iniciar la reparación del ADN.
Como ocurre con muchos otros trastornos genéticos, muchos de los defectos también son secundarios al aumento de la actividad de ROS a través de la disfunción mitocondrial y la regulación positiva de otras fuentes de ROS. La lipoproteína oxidada de baja densidad (ox-LDL) es un desencadenante de inflamación mediada por células inmunitarias y cambios vasculares con aumento de la fragmentación del ADN.
D.S.
En el síndrome de Down, el cromosoma 21 adicional es la ubicación del principal antioxidante enzimático SOD-1, que convierte el superóxido en H2O2 para su posterior conversión en agua mediante catalasa o GTPx. La sobreexpresión de SOD-1 en un 50% en estos pacientes, sin el correspondiente aumento de las otras dos enzimas, podría explicar la acumulación de H2O2 y el estrés oxidativo resultante.
La proteína precursora de beta-amiloide A4 se triplica, lo que da como resultado un exceso de beta-amiloide (Aβ), que es característico de la enfermedad de Alzheimer (EA). El síndrome de Down es la principal causa de la EA de aparición temprana, que está relacionada con el estrés oxidativo ya que impide la eliminación celular normal de proteínas anormales. La acumulación de agregados de Aβ podría impulsar la peroxidación lipídica.
Se ha informado que varias otras proteínas y factores de transcripción implicados en la regulación de las respuestas antioxidantes se ven afectados en el síndrome de Down. El estrés oxidativo asociado con estos cambios puede ser responsable de las discapacidades cognitivas e intelectuales asociadas con el síndrome de Down, así como de las anomalías cardíacas que se observan comúnmente en estos niños.
Los suplementos antioxidantes y el ejercicio pueden ser útiles para reducir o mejorar las manifestaciones neurológicas del síndrome de Down.
Otros síndromes pediátricos
En el TEA se ha observado una disminución de la actividad antioxidante en el cerebro. Los estudios en curso están investigando hasta qué punto la terapia con antioxidantes exógenos podría ayudar a estos pacientes.
Se han informado resultados similares en muchos otros síndromes genéticos, como la acumulación de metabolitos tóxicos con la consiguiente producción de ROS en la enfermedad de Gaucher, y la sobreproducción de H2O2 y óxido nítrico (NO) causada por la dilatación aneurismática de la aorta en MFS conduce a la sobreexpresión de las enzimas productoras de ROS NOX4 y SOD.
Conclusiones
La revisión actual informa que el estrés oxidativo puede causar muchas anomalías anatómicas y fisiológicas en varias enfermedades sindrómicas en los niños. Si bien esta es la causa principal del FASD, en los síndromes genéticos es una causa secundaria de la enfermedad.
Clínicamente, esto demuestra que el TEAF se puede prevenir completamente evitando el estrés oxidativo durante el embarazo. En los síndromes pediátricos genéticos, la acumulación de especies oxidantes resultantes de la desregulación de múltiples vías de señalización podría contrarrestarse mediante una suplementación juiciosa con antioxidantes.
Además de estos complementos dietéticos, también cabe destacar los beneficios del ejercicio regular y de una dieta saludable para reducir el estrés oxidativo. Se necesitan más estudios para determinar cómo los médicos pueden recomendar adecuadamente estas estrategias a sus pacientes.
Referencia:
- Micangeli, G., Menghi, M., Profeta, G., et al. (2022). Der Einfluss von oxidativem Stress auf pädiatrische Syndrome. Antioxidantien. doi: 10.3390/antiox11101983. https://www.mdpi.com/2076-3921/11/10/1983
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