RADICALES LIBRES EN EL HUMO DE CIGARRILLO:
nuevas adquisiciones.

 

QUE ES UN RADICAL LIBRE?: Un radical libre es una especie quìmica que contiene uno o màs electrones desparejos, es decir un electròn que ocupa un solo orbital molecular o atòmico. Esta disposiciòn vuelve muy instables el àtomo y la molècula, por esto  la reactivitad quìmica de los radicales libres es generalmente muy elevada. Para temperaturas externas  cerca de 37° C la mayorìa de los radicales es muy reactiva y su concentraciòn es muy baja, evaluable en 10-9 ¸ 10-4 M en soluciòn, correspondiente a 108 ¸ 1013 radicales libres cada cm3 de fase gaseosa. Si consideramos que una bocanada standard de humo equivale màs o menos a 35 cm3 y que un cigarrillo se consuma màs o menos en 10 bocanadas, la cantitad de radicales libres introducida es cerca de 1010 ¸1015 radicales/cigarrillo fumado.

REACCIONES DE LOS RADICALES LIBRES: Un radical puede ceder su electròn desparejo a un non radical o puede recibir un electròn de otra molècula para constituir una pareja de electrones. Qualquiera reacciòn se verifique, la especie non radical se tranforma en radical libre que puede extender y propagar el daño, en una reacciòn en cadena que es capaz de automantenerse y amplificarse. La reacciòn termina en una fase en que los radicales libres se consuman a travès de una recombinaciòn en productos estables, es decir el proceso de parada de la reacciòn en cadena (Pryor W, 1976).

Los procesos màs importantes en el cebo y mantenimiento de estas reacciones son la  oxigenaciòn y la peroxidaciòn lipìdica.

De la reduction monoelectrònica del O2 se producon las siguientes especies:

Entre estas especies los principales responsables de daño a las cèlulas aerobias son el radical hidroxilico y el oxìgen singoletto.

Otros oxidantes son el manòxido (NO) y el biòxido de àzoe (NO2) que son unos entre los mayores contaminantes atmosfèricos, presentes en el smog fotoquìmico: su concentraciòn media en las ciudades es cerca de  0,15 ppm por el NO, y de 0,05 ppm por l'NO2. En la fase aeriforme del humo de cigarrillo el NO2 es presente en niveles elevados, cerca de 250 ppm. Este concentraciòn es correlata a la cantitad de nitratos presentes en el tabaco (1).

ROL DE LOS RADICALES EN LA PATOLOGÍA UMANA: La vida de los radicales libres es muy breve y se desarrolla cerca de sede de produciòn. Sin embargo si ellos no son enseguida neutralizados de un aceptor fisiològico, los radicales atacan a diversos constituyentes endocelulares entre un radio de acciòn variable segùn el tipo de radical (2).

Los radicales libres ejercen su actividad tòxica sòlo cuando son productos con una velocidad o en una cantitad tanto como no poder ser inactivados de los sistemas de defensa de la cèlula.

En este caso pueden reaccionar con todos los constituyentes de la cèlula y de la matriz celular, causando una condiciòn llamada "stress oxidativo". Todas las clases de molèculas biològicas son potenciales "targets" para el ataque de los radicales libres. Especialmente dañosa es la acciòn sobre el DNA, que va hacia una escisiòn de las cadenas polinucleotìdicas con posible creaciòn de puentes que pueden provocar mutaciòn, carcinogènesis o muerte celular (3, 17).

 Los radicales libres ejercen otra importante acciòn de oxidoreducciòn en la gènesis del enfisema pulmonar. En efecto la exposiciòn a substancias oxidoreducientes, como las presentes en el humo de cigarrillo, provoca una oxidoreducciòn del sito 358-metionina de la molècula de alfa-1 antitripsina que es apagada, con consiguiente desequilibrio en el sistema de defensa antielastasis pulmonar (4, 18).

La alfa-1 antitripsina es el principal representante de un sistema de defensa antiproteàsico. La detoxificaciòn de los compuestos reactivos del oxìgen es uno de los requisitos previos de la vida en condiciòn aerobias constituyendo un importante sistema de defensa antioxidante de prevenciòn, interceptaciòn y reparaciòn, que comprende agentes non enzimàticos, es decir antioxidantes (tocoferol, antiproteasis,  b -caroteno, àcido ascòrbico, ubiquinolo, bilirrubina, àcido ùrico, etc.) y enzimàticos (superòxido-dismutasis, glutatione peroxidasis y catalasis) (5)

RADICALES LIBRES Y HUMO DE CIGARRILLO: Pryor y Colaboradores (1, 14, 15) han identificado en el humo de cigarrillo dos diferentes grupos de radicales libres: radicales a larga vida en la fase corpusculada (fase tar), y radicales a breve vida, en la fase aeriforme (fase gas).

El radical principal en la "fase tar" es el conjunto quinona-hidroquinona, un sistema redox muy activo que puede reducir el oxìgen molecular en radical superòxido y enseguida en peròxido de hidrògen y radical hidroxìlico.

La "fase gas" del humo de cigarrillo contiene en cambio pequeños radicales alquìlicos y alcoxìlicos dotados de reactivitad muy superior a los radicales de la fase corpusculada. Los radicales de la "fase gas", al revès de los de la "fase tar", no pueden ser observados directamente con la espectroscopìa EPR porque tienen un tiempo de vida de fracciones de segundo. La anàlisis es posible utilizando tècnicas de "spin trapping" y mediciòn de la quemioluminancia.

 

HUMO DE CIGARRILLO Y RADICALES LIBRES

Vincenzo Zagà*, Enrico Gattavecchia**, Vittorio Capecchi*

* Servicio de Pneumotisiologìa - Azienda USL Ciudad de Bologna

** Departamiento de Ciencias Quìmicas, Radioquìmicas y Metalùrgicas - Universidad de Bologna.

Introducciòn. Los radicales libres y los oxidantes, entre las 4.000 substancias contenidas en el humo de cigarrillo desempeñan un rol destacado en la gènesis de unas patologìas humo-correlatas (enfisema y tumor pulmonar). En el humo de cigarrillo hay dos grupos distintos de radicales libres: a larga vida presentes en la fase corpusculada (tar) y a breve vida en la fase aeriforme.

Objetivos, materiales y mètodos. Objeto de este trabajo experimental es el estudio cuali-cuantitativo de los radicales libres y oxidantes presentes en la fase aeriforme del humo de tabaco, con y sin uso de filtros contenentes substancias capaces de abatir radicales libres y oxidantes. La investigaciòn ha sido efectuada sobre cigarrillos Marlboro con filtro con dos diferentes metodologìas: la quemioluminancia y la espectrometrìa electrònica de spin.

Resultados. Gracias a la añadidura de una substancia chispeante ha sido posible evidenciar, fuera de el 1° pico ràpido de radicales libres presentes en la primera fase de la combustiòn del cigarrillo, ademàs un 2° pico, que aparece màs tarde pero es màs imponente y dañoso ya que es absorbido totalmente del aparato broncopulmonar. Esto no se puede evidenciar con la quemioluminancia puesto que representa una reacciòn "obscura". Habemos tambièn demonstrado el rol determinante del oxìgen en la llegada de este 2° pico. Entre los "scavengers" de radicales y oxidantes introducidos en el filtro de cigarrillo, unos sòlo (selenio, vit. A, C, E) se han revelados eficaces en abatir el 2° pico de luminancia y por esto en contrastar la creaciòn de una cuota suplementaria de radicales libres.

Conclusiones. Esto estudio monstra que:
  1. El cargo oxidativo de humo de cigarrillo es màs pesado de lo conocido (1° + 2° pico)
  2. Se pueden estudiar filtros pròtesis o cigarrillos con filtro contenedor de substancias anti-oxidantes por ambos los picos que conserve inalteradas las caraterìsticas organolèpticas del cigarrillo: un compromiso que podrìa reducir sensiblemente en el tiempo la incidencia de enfisema y tumores.

(Estudio en curso de imprenta)

BIBLIOGRAFÍA

  1. Pryor W.A.: Free radicals in biology. Vol. 1, 3. Academic press, New York, 1976.

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  3. Muggli R.: Free radicals tissue dammage: the prospective role of antioxidant nutrients. In: Free radicals and antioxidants in nutrition; 189-201. London: Richelieu Press, 1993.
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