1. Enzimas antioxidantes:
* Superóxido dismutasa (SOD): Convierte el radical superóxido altamente reactivo (O2-) en peróxido de hidrógeno (H2O2) y oxígeno.
* catalase: Descompone el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno.
* glutatión peroxidasa: Reduce el peróxido de hidrógeno al agua usando glutatión como agente reductor.
2. Moléculas antioxidantes:
* glutatión: Un tripéptido que actúa como un agente reductor, protegiendo las células del daño oxidativo.
* vitamina C (ácido ascórbico): Un antioxidante soluble en agua que ayuda a neutralizar los radicales libres.
* vitamina E (tocoferol): Un antioxidante soluble en lípidos que protege las membranas celulares del daño.
* carotenoides (por ejemplo, betacaroteno): Los pigmentos que actúan como antioxidantes, especialmente en la protección contra el daño de la radiación UV.
3. Mecanismos de reparación:
* Enzimas de reparación de ADN: Daño de reparación al ADN causado por especies reactivas de oxígeno (ROS).
* Mecanismos de reparación de proteínas: Repare proteínas dañadas, evitando su agregación y disfunción.
4. Proteínas de unión de metal:
* ferritina y transferrina: Ate del hierro, evitando que catalice la formación de ROS dañinos.
* metallothionein: Se une a metales pesados, evitando sus efectos tóxicos.
5. Consumo regulado de oxígeno:
* cadena de transporte de electrones mitocondriales: Las células regulan estrechamente el flujo de electrones en el ETC, minimizando la producción de ROS.
* Factores inducibles por hipoxia (HIF): Estos factores de transcripción regulan la expresión génica en respuesta a los bajos niveles de oxígeno, minimizando la producción de ROS y mejorando los mecanismos de defensa celular.
6. Sistemas de desintoxicación celular:
* El sistema Cytochrome P450: Enzimas que desintoxican una amplia gama de sustancias, incluidos metabolitos dañinos que pueden producir ROS.
* glutatión s-transferasas: Enzimas que desintoxican los compuestos dañinos al conjugarse con glutatión.
7. Respuestas adaptativas:
* Precondicionamiento: La exposición a bajos niveles de estrés (por ejemplo, breves períodos de hipoxia) puede inducir respuestas protectoras, lo que hace que las células sean más resistentes al estrés oxidativo futuro.
* hormesis: La exposición a dosis bajas de factores estresantes puede inducir respuestas adaptativas beneficiosas, incluida el aumento de las defensas antioxidantes.
Es importante tener en cuenta que:
* Estos mecanismos pueden verse abrumados por altos niveles de oxígeno o exposición prolongada al estrés oxidativo.
* Estos mecanismos no siempre son perfectos, y cierto grado de daño oxidativo es inevitable.
* El estrés oxidativo está implicado en diversas enfermedades, incluidos el cáncer, el envejecimiento y los trastornos neurodegenerativos.
En conclusión, las células han desarrollado una serie compleja de sistemas de defensa para combatir la toxicidad de oxígeno. Estos mecanismos implican la eliminación de especies reactivas de oxígeno, la reparación de las moléculas dañadas y la regulación del consumo de oxígeno. Si bien estas defensas son efectivas, no son infalibles, y el estrés oxidativo sigue siendo un factor significativo en la salud y la enfermedad humana.
