El glutatión (GSH) es un antioxidante endógeno no enzimático cuya actividad es intracelular. Pertenece al grupo de los antioxidantes primarios, que impiden la formación de radicales libres. Aunque está presente en el citoplasma de todas las células, el mayor reservorio de glutatión se encuentra en el hígado, teniendo una importante actividad en la fase II de la desintoxicación hepática.
ROS
Las ROS (especies reactivas de oxígeno) se producen como consecuencia de un gran número de procesos fisiológicos como subproductos del metabolismo celular normal, principalmente en las mitocondrias. Sin embargo, cuando se producen en niveles superiores a los normales, como ocurre cuando hay estrés oxidativo (EO), son perjudiciales, pueden dañar cualquier tipo de moléculas biológicas, contribuir al envejecimiento y a la génesis de numerosas enfermedades relacionadas con éste.
El daño oxidativo (oxidación) de las proteínas, los lípidos o el ADN puede ser muy perjudicial y producirse simultáneamente en varias células y tejidos. Sin embargo, las proteínas son posiblemente el vehículo más inmediato para infligir daño oxidativo a las células debido a su acción catalítica.
El GSH es una molécula única que participa en aspectos esenciales de la homeostasis celular, con un papel central en la defensa contra el daño oxidativo. Es un protector celular extremadamente importante, utilizado como cofactor por múltiples enzimas peroxidasas para desintoxicar los peróxidos generados por el ataque de los radicales libres de oxígeno a las moléculas biológicas y para reducir los sitios oxidados en el ADN, las proteínas y otras biomoléculas.
Radicales libres
El ataque de los radicales libres y otros agentes oxidantes a las biomoléculas puede agotar el GSH, por lo que su ciclo redox homeostático intenta mantenerlo en niveles óptimos a medida que se consume. Los equivalentes de glutatión circulan en la sangre predominantemente como cisteína.
Entre los factores de estrés oxidativo que pueden agotar el glutatión se encuentran la radiación ultravioleta, las infecciones víricas, las toxinas ambientales, los metales pesados, la inflamación y las deficiencias alimentarias de precursores de GSH y cofactores enzimáticos.
La suplementación dietética con los precursores del glutatión, la cisteína y la glicina, restablece completamente la síntesis y las concentraciones de glutatión y disminuye los niveles de estrés oxidativo y de daño oxidativo. Aparentemente, una ingesta relativamente alta de proteínas se correlaciona con una menor probabilidad de pérdida de masa magra y densidad ósea en los ancianos.
Glutatión
El estado del glutatión es un indicador muy sensible de la funcionalidad y la viabilidad de las células. A medida que se reduce el GSH intracelular, se reduce progresivamente la funcionalidad celular. Cada vez hay más pruebas de que la síntesis de glutatión disminuye con el aumento de la edad.
A partir de la segunda y tercera décadas de la vida, los niveles de glutatión comienzan a disminuir mientras que el nivel de estrés oxidativo tiende a aumentar. La desregulación de la proteostasis es el sello distintivo del cerebro que envejece, por lo que el glutatión en cantidades suficientes se convierte en un imperativo cuando el riesgo de deterioro neuronal y cognitivo es la característica predominante del envejecimiento.
Tenga en cuenta
El glutatión en la prevención del deterioro neurodegenerativo y la recuperación de la funcionalidad celular tras la isquemia o la hemorragia.
El estrés oxidativo se ha estudiado ampliamente en enfermedades neurológicas como la enfermedad de Alzheimer (EA), la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple, la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la demencia. Esto se debe a que las células neuronales son especialmente susceptibles al SG y, posteriormente, al daño celular (incluida la muerte celular). El GSH está presente en el cerebro en concentraciones muy bajas. Aunque se desconoce si el glutatión puede ser transportado a través de la barrera hematoencefálica y ser absorbido por las células cerebrales, los aminoácidos precursores del GSH pueden atravesarla y ser utilizados para su síntesis en el cerebro. Además de las funciones antioxidantes del glutatión en el cerebro, se ha planteado la hipótesis de que el GSH extracelular tiene funciones de neurotransmisor, neurohormona, desintoxicación del glutamato y metabolismo del leucotrieno.
¿Lo sabías?
Se ha observado que también hay una disminución dependiente de la edad del GSH intracelular en el líquido cefalorraquídeo durante el envejecimiento en los seres humanos. Dado que el cerebro requiere una amplia desintoxicación de ROS, está claro que una disminución del contenido de GSH podría aumentar el daño oxidativo, haciendo que el cerebro sea más susceptible a los trastornos neurológicos.
Otras investigaciones se han centrado en el uso de células madre mesenquimales humanas (hMSC) para estudiar el efecto de la suplementación de GSH, N-acetil-L-cisteína (NAC) como su precursor y ácido ascórbico en la prevención y reducción del daño oxidativo en los tejidos isquémicos.
Las MSC son células estromales multipotentes derivadas del mesénquima que residen en la médula ósea y el tejido adiposo. Estas células pluripotentes han sido ampliamente probadas en el tratamiento de diversas enfermedades. Se ha demostrado que, aunque pueden aislarse fácilmente, su tasa de supervivencia es baja y la muerte celular aumenta tras su implantación en tejidos isquémicos. Se ha postulado que la producción excesiva de ROS debida al estrés oxidativo sostenido en los tejidos isquémicos es un factor esencial que afecta a la supervivencia de las MSC injertadas, generando un entorno poco propicio para su viabilidad. También se ha demostrado que las ROS desempeñan un papel clave en el crecimiento y la homeostasis de las MSC: una reducción de las ROS aumenta la proliferación, la supervivencia y la diferenciación, mientras que un exceso de ROS puede conducir a la disfunción mitocondrial, la muerte celular, la inflamación de los tejidos y el envejecimiento de las hMSC, comprometiendo su capacidad de diferenciación y regeneración.
Vitaminas y antioxidantes
La vitamina C es un ingrediente importante para la diferenciación miogénica y osteogénica, y se ha informado de que aumenta la proliferación celular y la diferenciación de las células mesenquimales en miocitos, osteocitos y adipocitos. La pérdida ósea relacionada con la edad se debe principalmente a un número insuficiente de osteoblastos como resultado del agotamiento de los progenitores de células madre mesenquimales multipotentes y del desvío de estos progenitores hacia el linaje de los adipocitos. Hormonas como las sexuales y los glucocorticoides, así como los lípidos oxidados, modifican la homeostasis del hueso esquelético al alterar los mecanismos celulares que regulan el estrés oxidativo.
El uso de antioxidantes ha servido para restaurar un entorno celular más propicio para la remodelación del hueso deteriorado por el envejecimiento. Puede ser especialmente relevante en la prevención de la muerte celular y de las lesiones debidas a la exposición al H2O2, especialmente en situaciones de isquemia.
El envejecimiento del esqueleto se asocia con un aumento del estrés oxidativo, la oxidación de los lípidos y la sensibilidad a los glucocorticoides endógenos. El aumento de la sensibilidad a los glucocorticoides de los osteoblastos y osteocitos con la edad conduce a una disminución de la angiogénesis ósea, del volumen de la vasculatura y del líquido lacunar-canalicular de los osteocitos, así como a una disminución de la resistencia. Los glucocorticoides también aumentan los niveles de ROS en el hueso. A su vez, se ha demostrado que con el aumento de la edad, los niveles de glutatión disminuyen y los de peroxidación lipídica aumentan, predisponiendo a un proceso de muerte celular por ferroptosis. La ferroptosis se caracteriza por el daño de los lípidos de la membrana celular y constituye un proceso de muerte celular diferente de la apoptosis. La deficiencia de GSH provoca una disminución de la actividad de la glutatión peroxidasa, que normalmente elimina los productos tóxicos celulares dependientes del hierro, protegiendo así las membranas de este tipo de agresión y evitando el deterioro de la función de numerosos tejidos y órganos periféricos. El GSH, la vitamina E, la coenzima Q10, el alfa-tocoferol y el selenio se han propuesto como inhibidores de la ferroptosis.
Muerte celular
El GSH parece ser clave para contrarrestar el proceso de ferroptosis, un tipo de muerte celular caracterizado por la acumulación de productos celulares tóxicos dependientes del hierro. Unos niveles adecuados de GSH favorecen una actividad óptima de la glutatión peroxidasa, que protege las membranas de este tipo de agresión y evita el deterioro de la función de numerosos tejidos y órganos periféricos.
Para decidir sobre la necesidad de suplementación y teniendo en cuenta que los cambios producidos por el estrés oxidativo en los tejidos alteran el estado redox del pool plasmático del par GSH/ GSSH, se puede determinar el GSH en sangre por diferentes metodologías, entre las que el método más utilizado es el ensayo basado en la reacción enzimática descrita por Owen y Belcher y desarrollado por Tietze. Los resultados deben interpretarse en función de los valores de referencia, que varían según el laboratorio y la metodología utilizados.
