Fundamentos de toxicología (60)

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Por otra parte, el oxígeno molecular puede ser
reducido parcialmente por reacciones enzimáticas
o no enzimáticas, lo que permite la producción de
otras especies reactivas como anión superóxido,
peróxido de hidrógeno y radical hidroxilo, que
reciben el nombre de especies reactivas de oxíge-
no (ROS), también conocidas como radicales libres
de oxígeno, aunque no todas ellas son radicales
(por ejemplo: H2O2). En el interior de la célula se
producen constantemente ROS y son destruidas
en lo que constituye un ciclo redox. 
Efectivamente, sin embargo el oxígeno es acti-
vado en el medio biológico, pues a través el oxíge-
no es activado en el medio biológico, pues a través
de ciclos redox puede recibir energía y electrones;
con un cuanto de energía pasa al estado de singule-
te D1O2, y con más energía al singulete ∑1O2; estos
singuletes de oxígeno, cuyos dos electrones citados
han adoptado spines opuestos, y dan un único pico
en ESR, aunque no son radicales libres, son muy
oxidantes y reactivos; así, por ejemplo, con las ole-
finas producen hidroperóxidos. Con más energía y
un electrón se transforman en el radical anión supe-
róxido O2
-•, que puede actuar como oxidante débil
o reductor fuerte.
3O2 + 1 e
- → O2 -•
3O2 + ε → D1O2
+ ε → ∑1O2Σ1O2 + ε + e- → O2-•
Por otra parte, también se puede formar el sin-
gulete por acción de los metales de transición, que
pueden invertir el spin de uno de los electrones
desapareados en la molécula de oxígeno.
O2
Fe++, Cu++ 1O2
Así, cuando una molécula de oxígeno O2 toma un
electrón, se reduce relativamente y origina el anión
superóxido O2
–•, que químicamente actúa como:
– Base fuerte y puede extraer protones.
– Potente reductor: pasa quinonas a semiquino-
nas e iones de metales de transición a sus formas
reducidas.
– Oxidante débil: inicia reacciones de oxidación.
– Agente nucleófilo que reacciona con los com-
puestos electrófilos.
– Se dismuta a peróxido de hidrógeno y oxíge-
no. El agua oxigenada, por acción de los iones
metálicos, pasa a radical oxidrilo e ion hidroxilo
(véase más adelante).
Todo esto significa que la molécula de oxígeno
es un oxidante débil, pero puede transformarse en
singulete de oxígeno, anión superóxido, agua oxi-
genada y radical oxidrilo, fuertemente reactivos y
lesivos para la integridad de los sistemas vivos.
La geometría orbital del anillo epóxido le pro-
porciona muy alta energía y reactividad alquilante,
de gran importancia en toxicología.
6. Oxidación de lípidos de membrana: Lipope-
roxidación
Al actuar un radical libre sobre un ácido graso
insaturado (LH), le sustrae un electrón, formando
un radical alquilo L•–; éste suma un oxígeno y da
un radical peroxilo LOO•, que, a su vez, sustrae un
electrón de un ácido graso próximo (LH), origi-
nando un hidroperóxido LOOH, pero un nuevo
radical alquilo mantiene la cadena de reacción.
R• + e– O2 LH – e
– → L•– (radical alquilo)
LH →L•– → LOO•– → LOOH 
Por su interés biológico, destaca la capacidad oxi-
dante de los radicales libres sobre los lípidos celula-
res, y especialmente sobre los ácidos grasos insatura-
dos. Así, sobre el ácido linoleico (9,12-octadecanoico)
el grupo hidroperoxilo se puede unir al azar a cual-
quier carbono del 8 al 14, originando desplazamiento
de los dobles enlaces y producción de un puente de
peróxido, y posterior rotura de la molécula con libe-
ración de malonildialdehído (MDA):
MECANISMOS DE TOXICIDAD 179
R
OO
R1
O
O
O•
O•
R R
HO
HO
MDA
→ →
 
06 toxicologia alim 24/11/08 13:45 Página 179