Perdida de Glutation y Estres Oxidativo

     INTRODUCCIÓN El estrés oxidativo ha provocado gran interés en los investigadores debido a que se ha encontrado su relación con diferentes estados patológicos. En la actualidad existe controversia si es la causa o consecuencia de diferentes enfermedades, y si la terapia con compuestos que presenten actividad antioxidante pudiera prevenir su progresión. No escapa de esto la repercusión que también ha tenido esta temática desde el punto de vista de la salud ocupacional, actividad esta de suma importancia, que contribuye a una mejor calidad de vida del trabajador. Se conoce como estrés oxidativo al desbalance del estado redox de la célula, o sea, ésta se encuentra expuesta a un ambiente prooxidante y los mecanismos de defensa antioxidante son sobrepasados de forma que afectan el balance redox 1. Prooxidantes Las sustancias prooxidantes provienen en su mayoría del oxígeno, por lo que son llamadas ‘especies reactivas de oxígeno’ (EROS). Éstas son radicales libres, ya que poseen un electrón desapareado y le confieren una gran capacidad de reaccionar con cualquier molécula; estos radicales libres pueden ser generados en nuestro cuerpo por diferentes vías, entre ellas el transporte electrónico mitocondrial, la reacción de Fenton y Haber Weiss durante el proceso inflamatorio por la actividad de los macrófagos, y también por reacciones dependientes de oxígeno de diferentes enzimas (monoamino oxidasa, ciclooxigenasa y xantina oxidasa, entre otras). Otras fuentes son productos del metabolismo de fármacos y sustancias tóxicas que ocurren fundamentalmente por la actividad de la monooxigenasa, de función mixta-citocromo P-450, y por el ciclaje redox de los xenobióticos, las radiaciones ionizantes y la contaminación ambiental, entre otras. Antioxidantes El organismo, dado el potencial destructivo de los radicales libres, posee potentes mecanismos antioxidantes endógenos para evitar el daño que ellos producen, ejerciendo un rol en esta actividad las enzimas superóxido dismutasa (SOD), glutatión peroxidasa (GPx), catalasa (CAT) y tiorredoxina/tiorredoxina reductasa. Existen antioxidantes preventivos que son secuestradores de metales, como son la transferrina, la ceruloplasmina y la albúmina, entre otros. Están presentes también sustancias con capacidad antioxidante como el glutatión. El tripéptido que se encuentra en elevadas concentraciones a nivel celular y presenta grupos sulfidrilos, jugando un importantísimo papel en el organismo el urato, la bilirrubina y la ubiquinoma (coenzima Q); por la vía exógena, que se obtiene fundamentalmente a través de la alimentación, están las vitaminas E, C y los carotenoides, entre otros. Desde el punto de vista fisiológico, está bien establecida la participación de las enzimas SOD, CAT y GPx, y de otras proteínas como la ceruloplasmina en la defensa antioxidante del organismo, por lo que son objeto de estudio de diferentes investigaciones que se realizan, tales como en las investigaciones para evaluar el estrés oxidativo inducido por múltiples sustancias tóxicas a las que se encuentran expuestos los trabajadores en sus puestos de trabajos 1. El propósito de este trabajo fue compilar información, a partir de la bibliografía existente en la última década, que versara sobre el estrés oxidativo y su posible relación con la exposición ocupacional a diferentes sustancias tóxicas, específicamente en lo relacionado con la actividad enzimática y los productos de lipoperoxidación. Son múltiples las sustancias a las cuales se encuentran expuestos los trabajadores en las diferentes ocupaciones; para este trabajo escogimos algunas de ellas: ■Exposición a metales El mecanismo de acción tóxica fundamental de los metales ocurre a nivel de la membrana celular, en donde éstos se fijan sobre la superficie externa por ligandos esenciales y afectan tanto los fenómenos de permeabilidad, como el funcionamiento normal de las enzimas implicadas en el transporte activo de numerosos constituyentes. ■Plomo: es uno de los más estudiados, como señaló Orfilia en 1817, por su gran capacidad de formar complejos estables con grupos sulfidrilos y fosfatos e interaccionar con metales esenciales como el calcio, el hierro, el zinc y el cobre, compitiendo entre ellos y modificando sus concentraciones intracelulares. Inhibe la ATPasa de sodio y potasio, incrementando la permeabilidad celular, la síntesis de ADN, ARN y proteínas, el consumo de glucosa, la respiración celular y las enzimas biotransformadoras. Interviene en la síntesis del grupo hemo y, por tanto, en la de las enzimas respiratorias que lo contienen y la de la hemoglobina, por inhibición especifica de la δ-amino levulínico deshidrogenasa (ALAD), la coprorfirinógeno-oxidasa y la ferroquelatasa, con acumulo de metabolitos tóxicos 2. Diferentes estudios han demostrado la relación existente entre la exposición a plomo y el estrés oxidativo. Costa et al evaluaron las concentraciones de este metal en sangre, la de la ALAD, protoporfirina, metahemoglobina y SOD, y la quimioluminiscencia en orina, observando una correlación positiva entre estos parámetros. Esta información es consistente con la hipótesis de que lo radicales libres en el envenenamiento con plomo, la distribución de ALAD y la acumulación en diferentes órganos, pueden ser los desencadenadores del estrés oxidativo 3. Otros autores indican que el ALAD pudiera ser un biomarcador de estrés oxidativo en los trabajadores expuestos, así como un indicador de exposición al plomo. En este estudio encontramos una correlación significativa entre el ALAD y las concentraciones de malonildialdehído (MDA), además de los índices clínicos de toxicidad al plomo, implicando que el balance prooxidante/antioxidante puede contribuir a la toxicidad inducida por plomo en los eritrocitos 4. Otros estudios concluyeron que la actividad de SOD y MDA en la exposición ocupacional a plomo causa disturbios en la homeostasis de elementos trazas en la circulación sistémica, e induce el estrés oxidativo 5. En un estudio donde se evaluó la nefrotoxicidad causada por exposición a plomo y cadmio, se determinaron las relaciones entre MDA, SOD, GPx, Se, GSH reductasa, 8 OH-2´deoxyguanosina y las concentraciones de plomo en sangre, hallando que los cambios en estos indicadores de estrés oxidativo tenían una estrecha correlación con los niveles de plomo. Además, se evaluaron marcadores en orina, como fueron alfa-1microproteina, unión del retinol a proteínas, beta-2microglobulina alfa y glutatión-S- transferasa, donde se concluyó que la excreción de alfa GSH-S-transferasa puede ser un indicador inicial de cambios tempranos en la integridad del túbulo proximal, y que el plomo pudiera más tarde provocar esta enfermedad si la exposición no es reducida 6. Desde el punto de vista ocupacional, los soldadores han sido muy estudiados y el efecto de los humos de la soldadura en ellos, y se ha concluido que pueden causar cambios en los biomarcadores séricos de estrés oxidativo 7. ■Cromo: Los trabajadores están expuesto a este metal durante el proceso de galvanizado, laminado y de soldadura. El cromo (VI) es permeable a las membranas; la atraviesa mediante un transportador e inmediatamente después que penetra es reducido en los tejidos a cromo (III) y, a veces, a cromo (V) 2. En un estudio realizado a trabajadores expuestos a cromo, se concluyó que provoca un incremento en la oxidación de lípidos en plasma, específicamente en soldadores que tenían concentraciones de cromo en orina mayores que los limites biológico admisibles de exposición y mayor lipoperoxidación al evaluarse el MDA 8. Otros autores evaluaron el MDA en orina y las concentraciones de glutatión y de cisteína en linfocitos de sangre periférica, encontrándose un aumento de las concentraciones del MDA y disminución de GSH en los soldadores expuestos a cromo 9. En otro trabajo se evaluó si el aire exhalado sería una matriz útil para ser usada en el control de la exposición de los trabajadores expuestos a cromo, y determinaron la lipoperoxidación a través de las concentraciones de MDA y de peróxido de hidrógeno, demostrando la correlación positiva entre estas variables medidas y las concentraciones de cromo en orina 10. También se ha estudiado la habilidad del cromo de inducir daño oxidativo en el ADN, examinando la formación de 8OH deoxyguanosina en trabajadores expuestos, donde los resultados sugireron que ni el radical OH ni la hidroxideoxyguanosina son formados por la reducción del cromo hexavalente, y que la inducción del cáncer de pulmón es improbable, sugiriéndose la realización de otros estudios 11. ■Aluminio: Algunos estudios han reportado que altas concentraciones de este metal en trabajadores expuestos reduce significativamente la actividad de la glutatión peroxidasa y de la SOD, y las concentraciones de zinc, ocurriendo un aumento de la concentración de MDA. Concluyen que la exposición al aluminio conduce a LPO y un metabolismo anormal 12. ■Cobalto y tungsteno: El cobalto y el tungsteno, al ser estudiado por Goldoni et al en aire exhalado para verificar si ésta era una matriz útil para el monitoreo de los trabajadores expuestos a mezclas de estos metales, se evaluaron también las concentraciones de MDA como un biomarcador de estrés oxidativo en el pulmón, hallándose una correlación positiva entre los niveles de MDA y las concentraciones de los metales, así como su correlación con los valores hallados en orina 13. ■Níquel: Se encontró que la LPO estaba aumentada significativamente en los plateadores y disminuidos los antioxidantes en eritrocitos en estos trabajadores, pudiéndose utilizar éstos como biomarcadores de estrés oxidativo 14. ■Cadmio: Se sugiere que el aumento de la LPO y la disminución de SOD se pueden utilizar como biomarcadores del estrés oxidativo en los expuestos a cadmio, ya que en la investigación que se llevó a cabo se encontró asociación positiva con los niveles de cadmio en orina. Además, se demostró que el estilo de vida representado por el hábito de fumar, el índice de masa corporal y los niveles de cadmio estuvieron significativamente asociados con el estrés oxidativo 15. ■Mercurio: Se realizó un estudio en mineros expuestos, con el objetivo de probar la hipótesis de que la exposición por largos periodos de tiempo al mercurio elemental puede modificar la capacidad antioxidante y promover la peroxidación lipídica; para esto se evaluaron enzimas antioxidantes Cu/Zn SOD, CAT, GPx en eritrocitos, hormona mielatonina, hidroperoxidos lipídicos y MDA, y los resultados concluyeron que se acrecienta la formación de RL aun después de terminada la exposición, y esto puede ser un factor de riesgo para los mineros, pudiendo estar asociado con el incremento de la mortalidad debido a enfermedades isquémicas cardiacas encontradas en estos trabajadores 16. ■Otras exposiciones ■Plaguicidas: Éste es otro grupo de sustancias ampliamente usadas por los trabajadores fundamentalmente agrícolas. Existen más de 1 200 compuestos químicos a la venta utilizándose como plaguicidas, y se expenden en más de 30 000 formulaciones bajo distintos nombres comerciales, por lo que la información sobre la identidad, exposición, toxicidad y manejo de estos plaguicidas es difícil de obtener. Con frecuencia los envenenamientos con estas sustancias ocurren en los trabajadores que controlan plagas agrícolas, mezcladores, cargadores y los que las aplican. El bajo peso molecular y su alta solubilidad en lípidos les confiere a muchas de ellas su alto grado de absorción y toxicidad 17. Diferentes estudios han corroborado que la inhibición de la enzima acetilcolinesterasa está correlacionada significativamente con el aumento de las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico, no sólo en los trabajadores expuestos a plaguicidas organofosforados, sino también los expuestos a bipiridilos como el paraquat, que muestra la inducción del estrés oxidativo con un aumento de la lipoperoxidación y una disminución de la capacidad antioxidante, así como de los grupos tioles 18,19. Además de evaluar el estrés oxidativo, se ha analizado su genotoxicidad con el uso del ensayo cometa, para evaluar el daño al ADN. Sin embrago, en este estudio no se encontraron diferencias significativas entre los niveles de LPO y la exposición a plaguicidas, pero sí hallaron significación con el incremento de la SOD y la GPx en eritrocitos, al igual que con el daño al ADN, sugiriéndose que, además del chequeo rutinario de la actividad de la enzima acetilcolinesterasa, se debe evaluar el posible daño al ADN 20. ■Fármacos ■Ozono: Además de ser un contaminante atmosférico, éste se ha estudiado desde el punto de vista ocupacional, ya que él genera una cascada de especies de oxígeno altamente reactivas e inestables (aldehídos, ozónidos, peróxido de hidrógeno, hidroperóxido lipídicos), que casi instantáneamente reaccionan con componentes de la membrana y del citoplasma celular 1. En un estudio realizado en Cuba se concluyó que el ozono presentaba un efecto genotóxico débil, que se manifestaba con ruptura de cadena de ADN como consecuencia de la exposición terapéutica y ocupacional 21. Zou et al evaluaron el proceso de fotocopiado, encontrando concentraciones elevadas de ozono en el puesto de trabajo y valores elevados de LPO en plasma y eritrocitos de los operadores, mientras que los valores de SOD, CAT y GPx estaban disminuidos; se evaluaron las vitaminas C, E y el beta caroteno, los cuales estaban disminuidos, y se concluyó que existe una serie de reacciones de los radicales libres y estrés oxidativo patológico inducido por altas dosis de ozono en los trabajadores de fotocopiadoras, causándole daño oxidativo 22,23. ■Anestésicos volátiles: Otros estudios de diferentes exposiciones se han realizado, por ejemplo, en el personal que labora en los salones de operaciones, evaluándose el efecto de los anestésicos volátiles y las concentraciones en sangre de SOD, GPx, y cofactores (Se, Cu, Zn). Los resultados revelaron que el personal de los salones tenían disminuida significativamente la actividad antioxidante en plasma y eritrocitos y los niveles de los elementos trazas, concluyendo que el sistema antioxidante fue afectado por el daño de los radicales libres en anestesistas y enfermeros que han estado expuestos crónicamente, sugiriendo la ingesta de suplementos antioxidantes 24. En otro estudio con este mismo personal se encontró un aumento significativo de la LPO y una disminución de los grupos tioles con respecto a los controles, pero en la relación con la capacidad antioxidante no hubo diferencia significativa entre expuestos y controles, concluyendo que no sólo los grupos tioles participan en la defensa antioxidante, sino que también hay otras sustancias, como el ácido úrico, transferina, ceruloplasmina, albúmina y vitaminas, que han sido estimuladas para mantener el poder antioxidante del organismo 25. ■Otras sustancias químicas ■Disulfuro de carbono: Existen evidencias epidemiológicas de que los trabajadores expuestos a este contaminante desarrollan prematuramente aterosclerosis. En este estudio se evaluó el incremento del estrés oxidativo, determinando sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico, que fueron significativamente mayores en los expuestos y en un grupo de pacientes que presentaba aterosclerosis, en comparación con los controles. Ambos grupos tenían disminuidos los niveles de alfa tocoferol, GPx y CAT. Se concluyó que la exposición ocupacional a disulfuro de carbono produce estrés oxidativo en plasma, y esto puede desarrollar la aterosclerosis y el aumento de la incidencia de enfermedades cardiovasculares 26. Otro trabajo sugiere que los niveles de SOD y MDA pueden convertirse en un indicador de vigilancia para los trabajadores expuestos a disulfuro de carbono 27 ■Petroquímicos: Un estudio realizado con trabajadores petroquímicos evaluó el estatus antioxidante total, midiéndose MDA, GSH reductasa, GPx y SOD, y la efectividad de un tratamiento con antioxidante, encontrándose que antes del tratamiento los niveles de MDA eran elevados y disminuidos la GSH y la GPx; después del tratamiento, los valores de MDA disminuyeron significativamente y la GSH se normalizó, concluyendo que la pérdida de balance antioxidante se puede prevenir, al igual que sus efectos adversos, fortaleciendo el potencial antioxidante mediante la dieta de los trabajadores expuestos a hidrocarburos 28.