Estrés oxidativo: sistema de defensa antioxidante

Ing. Jorge Girón Uría Asesor Técnico – Sumavíc
josejorgeg@outlook.com

Introducción

La producción avícola actual debe alinear la nutrición, sanidad y manejo para ser lo más rentable posible, ya que una pequeña falla en cualquiera de estas tres variables ocasionará pérdidas económicas considerables en la explotación. El estrés oxidativo, es el desbalance generado entre la excesiva producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) en el organismo y el sistema de defensa antioxidante debido a situaciones multifactoriales adversas que impide a este controlar la reacción en cadena de las ERO.

Las ERO se producen continuamente en el organismo como consecuencia de los procesos metabólicos normales y por fuentes exógenas como el ejercicio intenso, situaciones de estrés, factores ambientales y agentes contaminantes (Huerta et al., 2014). Para contrarrestar este efecto, el organismo presenta sistemas de defensa antioxidante: enzimático o no enzimático, los cuales serán revisados en el presente artículo con la finalidad de poder implementar estrategias para el óptimo desempeño de este sistema.

Radicales libres

Desde el punto de vista químico, los radicales libres son todas aquellas especies químicas, cargadas o no, que en su estructura atómica presentan un electrón desapareado o impar en el orbital externo, dándole una configuración espacial que genera gran inestabilidad, señalizado por el punto situado a la derecha del símbolo. Son muy reactivos, tienen una vida media corta, por lo que actúan cercano al sitio en que se forman y son difíciles de dosificar (Cheesman et al., 1998; Basaga, 1989).

Sin embargo, los radicales libres del oxígeno tienen una función fisiológica en el organismo, como en la que participan en la fagocitosis, favorecen la síntesis de colágeno, favorecen la síntesis de prostaglandinas, activan enzimas de la membrana celular, disminuyen la síntesis de catecolaminas por las glándulas suprarrenales, modifican la biomembrana y favorecen la quimiotaxis (Venereo, 2002). Existe además un término que incluye a los radicales libres y a otras especies intermediarios estables, pero que pueden participar en reacciones que llevan a la elevación de los agentes prooxidantes y son las ERO (Naqui et al., 1996; Beckman y Koppenal, 1996).

Las ERO inorgánicos más importantes son el oxígeno molecular O2, el radical-anión superóxido (O2-), el radical hidroxilo (HO-) y su precursor inmediato el peróxido de hidrógeno (H2O2). De los secundarios u orgánicos, son el radical peroxilo (ROO-), el hidroperóxido orgánico (ROOH) y los lípidos peroxidados (Veiga et al.,1997; Pryor, 1994) (Tabla 1).

Estrés oxidativo

En la vida de los organismos aerobios, es decir, aquellos que usan el oxígeno como medio para conseguir energía, existe el peligro de que sus defensas antioxidantes se vean sobrepasadas por las fuerzas oxidantes. Esta situación se denomina estrés oxidativo y se relaciona con diferentes enfermedades (Cog, 1992; Harmana, 1993; Montero, 1996) y bajos rendimientos productivos en los animales.

Los pollos de engorde y las gallinas de postura por poner ejemplos, al ser mejoradas genéticamente, tienen una formación de masa ósea, masa muscular, producción de huevos, etc; a un ritmo acelerado que hace que el punto de equilibrio entre las fuerzas oxidantes y defensa antioxidante sea elevado y si, a eso le agregamos condiciones climáticas adversas, problemas sanitarios, micotoxinas, metales pesados, insumos con cierto grado de oxidación; sus sistemas de defensa se vuelven ineficientes.

Estos factores adversos incluido el estrés calórico también pueden contribuir a aumentar los requerimientos de antioxidantes en los animales (Chew, 1995; Roedor, 1995).

Sistema de defensa antioxidante

Existen diversos sistemas de defensa que participan directamente, para en todo momento tratar de lograr el equilibrio antes mencionado. Dichos sistemas son: enzimas antioxidantes, enzimas que eliminan y/o separan las moléculas que han sido oxidadas y sustancias antioxidantes específicas no enzimáticas (Tabla 2).

Principales vitaminas antioxidantes

Vitamina C

Es uno de los más potentes antioxidantes naturales en fase acuosa, siendo capaz de intervenir con suma eficiencia en más de 300 procesos en nuestro organismo que actúa a nivel extracelular y citosólico. Reacciona con O2-, H2O2, ROO-, -OH y O2 oxidándose a deshidroascorbato, siendo nuevamente reducido a ácido ascórbico por acción de la deshidroascorbato reductasa. Sin embargo, puede actuar de prooxidante in vivo en presencia de metales de transición (Cu, Fe) puede formar el radical hidroxilo produciendo peroxidación lipídica.

Este efecto prooxidante del ácido ascórbico no tiene lugar normalmente in vivo dado que, en situaciones no patológicas no hay cobre, ni hierro libres en los fluidos extracelulares. Asimismo, inhibe la formación de nitrosaminas (Valls, 2003). Además que, por ser una vitamina hidrosoluble, el exceso no se almacena en el organismo, por lo que es necesario una suplementación continua, generalmente a razón de 200 – 300 ppm.

Vitamina E

Es una vitamina liposoluble en la que existen ocho tocoferoles con actividad de vitamina E siendo el α-tocoferol el más activo y ampliamente distribuido. La vitamina E aumenta la resistencia de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) a la oxidación y a la incorporación por macrófagos que las haría más aterogénicas que las LDL nativas (Steinberg, 1993). Una de las funciones más importante es la inhibición de la peroxidación lipídica, actuando de scavenger del radical peroxilo y dando como producto hidroperóxidos y radical tooferoxilo, el cual puede tranformarse en quinona en presencia de O2 y ser eliminado por la orina o bilis. La forma oxidada se reduce nuevamente en presencia de ácido ascórbico, OH2 o de GSH, pudiendo actuar nuevamente como antioxidante (Valls, 2003).

En la premezclas vitamínicas-minerales generalmente se adicionan varios miles de unidades internacionales (UI) de esta vitamina, pero que en circunstancias como por ejemplo, el estrés calórico, el ave utiliza toda la vitamina ingerida y la almacenada de forma parcial, llegando incluso a disminuir la cantidad transferida al huevo, o la almacenada en el organismo, lo cual afecta en el tiempo de duración del producto final en anaquel drásticamente.

Enzimas antioxidantes

El selenio, el cobre, el zinc y el manganeso juegan también un papel muy importante al formar parte de metabolismo de enzimas imprescindibles en el sistema redox del organismo. El selenio forma parte de la glutation peroxidasa (GPX), y los restantes elementos minerales están involucrados con el centro catalítico de la familia de las superoxido dismutasas (SOD), todas ellas vitales dentro del sistema metabólico como agentes antioxidantes primarios por excelencia.

Superóxido dismutasa

Su distribución es amplia en el organismo, está formada por un grupo de enzimas metaloides: CuSOD y Zn-SOD: contienen cobre y zinc en su sitio activo y se encuentran en el citosol y en el espacio inter-membranoso mitocondrial; Mn-SOD: contiene manganeso y se localiza en la matriz mitocondrial; Fe-SOD: contiene hierro y se localiza en el espacio periplasmático de la E. coli. Estas enzimas dismutan el oxígeno para formar peróxido de hidrógeno y su principal función es la protección contra el anión superóxido (Venereo, 2002).

Glutation peroxidasa

Es una enzima selenio dependiente, cataliza la reducción de peróxido de hidrógeno a lipoperóxido (L-OOH), usa como agente reductor el glutatión reducido (GSH) y se localiza en: citosol (eritrocitos), lisosomas (neutrófilos, macrófagos y otras células del sistema inmune).

Existen tres formas de GPx: GPx-c o forma celular: tiene mayor afinidad por el peróxido de hidrógeno que por el lipoperóxido; GPx –p o forma extracelular: presenta afinidad semejante para ambos sutratos; GPx-PH: tiene afinidad específica para los lipoperóxidos. Las formas GPx-c y GPx-p no son capaces de utilizar los lipoperóxidos (Venereo, 2002).

Catalasa

Es una enzima antioxidante presente en la mayoría de los organismos aerobios. Cataliza la dismutación del peróxido de hidrógeno (H2O2) en agua y oxígeno.

La mayoría de estas enzimas son homotetrámeros con un grupo hemo en cada subunidad (Díaz, 2003), se encuentra en alta concentración en hígado y riñón y se localiza a nivel celular: mitocondrias, peroxisomas, citosol (eritrocitos).

Consideraciones finales

Los minerales utilizados en la mayoría de premezclas vitamínicas-minerales son, por su bajo costo, en forma de sales inorgánicas, como sulfatos y óxidos. Sin embargo, está demostrado que poseen una baja biodisponibilidad, y son excretados en las heces del animal.

Por consiguiente ante un reto multifactorial que desencadene las ERO, el organismo caerá en estrés oxidativo y se alterarán los parámetros productivos negativamente, para evitar llegar a este punto se recomienda:

1. Utilizar minerales orgánicos de manera permanente en el alimento por su alta biodisponibilidad.
2. Suministrar minerales orgánicos vía agua de bebida, principalmente en épocas de estrés calórico, vacunaciones y traslados.
3. Suministrar vitaminas antioxidantes (vitaminas C y E), considerando su naturaleza hidrosoluble o liposoluble, de uso inmediato o uso “prolongado”.
4. Además, hay que considerar el uso de insumos confiables de calidad, de rápido rotación, evitando enranciamiento o niveles altos de toxinas, para disminuir el reto interno que tendrá el ave para combatirlos.