Cómo los radicales libres del oxígeno aceleran nuestro envejecimiento

La importancia de la dieta y el ejercicio

Nunca nos arrepentimos de haber comido muy poco. -Thomas Jefferson

La única manera de mantener su salud es comer lo que no quiere, beber lo que no le gusta y hacer lo que prefiere. -Mark Twain

En nuestra búsqueda para entender los muchos contribuyentes al envejecimiento humano, nuestra consideración en este blog es radicales libres de oxígeno. Cada célula de nuestro cuerpo necesita oxígeno para sobrevivir. Al mismo tiempo, algunas formas de oxígeno son tóxicas para nuestras células y parecen producir una cantidad sustancial de la lesión celular que asociamos con el envejecimiento. La forma en que nuestras células manejan el oxígeno determina si funciona como energía que sostiene la vida o como daño que amenaza la vida. Gran parte de nuestra interacción con el oxígeno ocurre dentro de pequeñas estructuras dentro de nuestras células llamadas mitocondrias. Las mitocondrias actúan como pequeñas plantas de energía, quemando oxígeno y grasas o azúcar para producir la energía que hace que nuestras células sigan funcionando. En una etapa de este proceso, las mitocondrias unen el oxígeno con dos átomos de hidrógeno para formar agua. Si bien este proceso químico generalmente está bien controlado, a veces las cosas salen mal. Un desafortunado efecto secundario ocasional es la creación de “contaminantes” tóxicos de oxígeno llamados radicales libres.

Un radical libre es una molécula que ha perdido un electrón de uno o más de sus átomos. Los electrones son mucho más estables en pares, por lo que un átomo de oxígeno con solo un electrón (un radical libre) robará descaradamente un electrón de cualquier fuente cercana. Esto crea otra molécula inestable (la víctima del radical libre original) que luego se une ávidamente con otras moléculas en una reacción química en cadena llamada oxidación. La degradación causada por el proceso químico de oxidación es visiblemente evidente en el óxido de una tubería de acero o del Decoloración marrón en una rebanada de manzana o aguacate en el aire. En determinadas circunstancias, estas reacciones oxidativas son beneficiosas para nuestra salud. Por ejemplo, nuestros glóbulos blancos liberan radicales libres para matar bacterias patógenas. Sin embargo, si no están contenidos y controlados, los radicales libres pueden causar un daño generalizado a las proteínas, las membranas celulares y nuestro ADN.

Nuestras mitocondrias son el locus principal de la producción de radicales libres y, por lo tanto, son los principales sitios de daño oxidativo. A medida que las mitocondrias se vuelven más dañadas, producen menos energía y generan más radicales libres, lo que crea un círculo vicioso. Finalmente, el daño llega a ser tan extenso que nuestras células comienzan a funcionar mal, lo que podría explicar muchos de los cambios asociados con el envejecimiento. Los radicales libres y el daño que producen han sido implicados en el envejecimiento, malignidad, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, esquizofrenia, ciertas enfermedades musculares, cataratas, sordera y enfermedades cardiovasculares. Además de los producidos naturalmente por nuestros propios cuerpos, también encontramos radicales libres en nuestro medio ambiente del sol, contaminantes industriales, humo de cigarrillos y otras fuentes.

Debido a que lidiar con el oxígeno es una tarea tan peligrosa, nuestros cuerpos han desarrollado sofisticados procesos químicos para apagar los radicales libres. Estos incluyen el uso de nutrientes como el betacaroteno y las vitaminas C y E, así como las enzimas celulares como la superóxido dismutasa, la catalasa y la glutatión peroxidasa. La restricción calórica moderada también puede reducir la producción de radicales libres en nuestro cuerpo. La vida máxima de una variedad de mamíferos se ha correlacionado directamente con su producción relativa de un antioxidante conocido como superóxido dismutasa (SOD). SOD básicamente convierte un radical libre de oxígeno en oxígeno y agua normales. En los seres humanos, las mutaciones en los genes que producen SOD pueden causar esclerosis lateral amiotrófica (también conocida como ALS o enfermedad de Lou Gehrig). Ninguna defensa es perfecta todo el tiempo y algo de daño por radicales libres ocurre inevitablemente, lo que lleva al envejecimiento celular y la muerte celular.

A medida que envejecemos, algunos de los mecanismos antioxidantes naturales de nuestro cuerpo se debilitan. El ejercicio puede ayudar a revertir parte de esta pérdida, pero no todos los ejercicios se crean iguales. El ejercicio extenuante en realidad aumenta la producción de radicales libres, pero el ejercicio físico regular protege contra el daño de los radicales libres al aumentar las defensas en mayor medida. El punto importante que debe sacarse de esto es que el ejercicio ocasional e intenso de un “guerrero de fin de semana” habitualmente sedentario puede abrumar las defensas antioxidantes. Esta circunstancia ocasiona un aumento en el daño de los radicales libres y puede causar más daño que beneficio. La clave es construir un programa de ejercicios sistemáticamente y es aún más importante ejercitar todos los días para mantener los efectos beneficiosos. El resultado neto puede ser una reducción del daño de los radicales libres combinado con mecanismos mejorados de crecimiento y reparación.

    Usando la evolución a nuestra ventaja

    Aproximadamente hace dos millones y medio de años nuestros antepasados ​​se enfrentaron a la abrumadora tarea de encontrar alimentos suficientes para sustentar la vida y la familia a diario. Las principales actividades diarias fueron reunir, cazar y caminar largas distancias para encontrar nuevas ubicaciones de alimentos. La caza implicó correr a toda velocidad durante 40 a 100 yardas para atrapar y matar presas, tal vez arrojando una roca o un palo afilado. Luego tendrían que llevar al animal de vuelta al campamento. Estos dos tipos de actividad física (estallidos cortos e intensos y actividades de mayor resistencia) plantean demandas muy diferentes en el cuerpo. Como resultado, los humanos evolucionaron para quemar energía de diferentes maneras dependiendo de la situación.

    La lección importante para nosotros es que los diferentes tipos de ejercicio estimulan diferentes procesos químicos dentro del cuerpo. Cuando realizamos actividades similares a recolectar alimentos o caminar largas distancias, el cuerpo usa la grasa como combustible. Sprint y actividades de respuesta rápida, por otro lado, usan glucosa. Esto se debe a que al músculo esquelético generalmente le gusta quemar grasa porque la grasa es más densa y es más eficiente para metabolizar, pero debido a limitaciones físicas, existe un límite en la velocidad a la que podemos quemar grasa. Como todos sabemos, la grasa no se almacena en los músculos sino en las células adiposas ubicadas principalmente en la cintura, las nalgas y los muslos. En períodos de baja demanda metabólica, la grasa debe ser transportada al músculo a través de la circulación utilizando grandes moléculas transportadoras llamadas triglicéridos. Estructuralmente, estos compuestos se parecen a una cometa con tres colas largas de ácidos grasos y sirven para hacer que las grasas sean solubles en la sangre. Al igual que los vehículos pesados ​​de 18 ruedas en una carretera de montaña cerrada, solo unos pocos triglicéridos a la vez pueden atravesar los capilares musculares para suministrar el combustible. Se pueden agregar nuevos capilares con ejercicio regular, pero todavía hay un límite en la cantidad de metabolismo de grasa que puede ocurrir.

    Si las demandas metabólicas son mayores que las que puede proporcionar la grasa (como cuando una persona está persiguiendo a un animal herido o haciendo ejercicio a alta intensidad), las mitocondrias comienzan a utilizar la glucosa y la grasa. Nuestros cuerpos se preparan para esta respuesta energética rápida al almacenar glucosa en las células musculares en forma de glucógeno; durante la actividad intensa, las células musculares descomponen sus reservas de glucógeno para producir ácido láctico.

    En resumen, el ejercicio y la buena nutrición son las dos herramientas más importantes que tenemos para prevenir el daño de los radicales libres asociado con el envejecimiento. El ejercicio en realidad puede revertir algunas de estas pérdidas al aumentar el sistema de defensa antioxidante del cuerpo. De esta forma, el ejercicio aumenta la eficacia de la utilización de oxígeno y reduce el número de radicales libres de oxígeno producidos. Además, algunos alimentos como frutas, verduras, té verde y chocolate negro contienen altos niveles de antioxidantes para ayudar con el proceso. En los seres humanos, no está claro si los esfuerzos para contrarrestar los radicales libres, como comer una dieta rica en antioxidantes o tomar suplementos antioxidantes, en realidad pueden reducir la enfermedad y prolongar la vida.