Antioxidantes en enfermedades relacionadas con la edad y estrategias antienvejecimiento
Jul 20, 2023
El envejecimiento es un proceso complejo y un factor de riesgo importante en el desarrollo y avance de muchos trastornos. A medida que la población mundial envejece, las enfermedades crónicas asociadas a la edad serán cada vez más comunes con un fuerte impacto en la calidad de vida. La patogenia de varias enfermedades, incluidos los trastornos cardiometabólicos, las enfermedades neurodegenerativas y el cáncer, consiste en la acumulación de especies reactivas de oxígeno que conducen al estrés oxidativo y la inflamación, que son los principales contribuyentes a la senescencia celular.
El glucósido de cistanche también puede aumentar la actividad de SOD en los tejidos del corazón y el hígado, y reducir significativamente el contenido de lipofuscina y MDA en cada tejido, eliminando de manera efectiva varios radicales de oxígeno reactivos (OH-, H₂O₂, etc.) y protegiendo contra el daño causado en el ADN. por radicales OH. Los glucósidos de feniletanoide de Cistanche tienen una fuerte capacidad de eliminación de radicales libres, una mayor capacidad reductora que la vitamina C, mejoran la actividad de SOD en la suspensión de esperma, reducen el contenido de MDA y tienen un cierto efecto protector sobre la función de la membrana del esperma. Los polisacáridos de cistanche pueden mejorar la actividad de SOD y GSH-Px en eritrocitos y tejidos pulmonares de ratones experimentalmente senescentes causados por D-galactosa, así como reducir el contenido de MDA y colágeno en pulmón y plasma, y aumentar el contenido de elastina, han un buen efecto de eliminación de DPPH, prolonga el tiempo de hipoxia en ratones senescentes, mejora la actividad de SOD en suero y retrasa la degeneración fisiológica del pulmón en ratones experimentalmente senescentes Con degeneración morfológica celular, los experimentos han demostrado que Cistanche tiene una buena capacidad antioxidante y tiene el potencial de ser un fármaco para prevenir y tratar las enfermedades del envejecimiento de la piel. Al mismo tiempo, el echinacósido en Cistanche tiene una capacidad significativa para eliminar los radicales libres DPPH y tiene la capacidad de eliminar las especies reactivas de oxígeno y prevenir la degradación del colágeno inducida por los radicales libres, y también tiene un buen efecto de reparación en el daño del anión de radicales libres de timina.
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Se han sugerido diferentes estrategias para un envejecimiento saludable y para retrasar o retardar el envejecimiento. Se ha demostrado que las matrices vegetales ricas en moléculas antioxidantes, como polifenoles, fitoesteroles, vitaminas y minerales, disminuyen el riesgo de síndromes asociados con la edad en numerosos estudios in vitro [1,2]. Basado en el hecho de que los resultados beneficiosos in vitro de cualquier compuesto o extracto deben confirmarse a través de estudios toxicológicos in vivo [3], los efectos antioxidantes y antiinflamatorios se replicaron en intervenciones en modelos animales que revelaron niveles más bajos de especies reactivas de oxígeno (ROS), productos finales de glicación avanzada o biomarcadores inflamatorios [4,5]. Además, la evidencia clínica apoyó el potencial de los compuestos bioactivos en la disminución de muchos factores de riesgo relacionados con el envejecimiento y la probable prevención de enfermedades relacionadas con la edad [6].
Este número especial "Antioxidantes en enfermedades relacionadas con la edad y estrategias antienvejecimiento", que incluye cinco artículos de investigación, cuatro informes de revisión y una revisión sistemática y metanálisis, agrega nuevas contribuciones que describen los mecanismos por los cuales el estrés oxidativo y los factores inflamatorios causar la aparición o progresión de enfermedades crónicas relacionadas con la edad, así como nuevas estrategias para tratar o prevenir estas condiciones patológicas.
El estudio de Ghzaiel et al. [7] analizó la composición química del aceite de semilla de Pistacia lentiscus L. (PLSO) en términos de polifenoles, flavonoides, fitoesteroles, -tocoferol, -caroteno y ácidos grasos y su actividad antioxidante. A esto le siguió una evaluación in vitro del potencial de esta planta para neutralizar los efectos citotóxicos inducidos por el 7 -hidroxicolesterol (7 -OHC) en mioblastos C2C12 murinos. 7 -OHC es un oxisterol que puede activar el estrés oxidativo y la inflamación y contribuir a enfermedades relacionadas con la edad, como la sarcopenia. Los resultados mostraron que PLSO contiene una combinación de moléculas capaces de disminuir los efectos citotóxicos inducidos por 7 -OHC y activar las propiedades citoprotectoras, incluida la prevención de la muerte celular y la disfunción de los orgánulos, la atenuación del estrés oxidativo y la normalización de la actividad de la glutatión peroxidasa ( GPx) y superóxido dismutasa (SOD), que son enzimas antioxidantes clave. Por lo tanto, PLSO puede prevenir enfermedades relacionadas con la edad, como la sarcopenia, un deterioro gradual relacionado con la edad en la masa, fuerza y función del músculo esquelético.
La piel es una barrera entre el cuerpo y el medio ambiente, protegiendo al cuerpo de los contaminantes y patógenos ambientales. Se realizó un estudio [8] para descubrir un producto natural que mitiga de manera eficiente la citotoxicidad y el estrés oxidativo inducidos por partículas en el aire con un tamaño de 10 µm o menos (PM10) en la piel. Los datos mostraron que el extracto de Siegesbeckiae Herba (SHE), un extracto de agua caliente preparado a partir de hojas secas de Siegesbeckia pubescente Makino, tenía el potencial de aliviar la citotoxicidad inducida por PM10-y aumentar la capacidad antioxidante celular en las células HaCaT, un queratinocito humano inmortalizado línea celular. SHE mitigó la muerte celular inducida por PM10-, la liberación de lactato deshidrogenasa (LDH), la peroxidación lipídica y la producción reducida de ROS. Además, SHE activó el sistema NRF2 en las células al disminuir la expresión de KEAP1, un regulador negativo de NRF2, y aumentar la expresión de HMOX1 y NQO1, dos genes diana principales de NRF2. El ácido clorogénico puede ser un fitoquímico activo en la activación de la vía NRF2. Además, SHE indujo selectivamente las enzimas involucradas en la síntesis y regeneración de glutatión reducido (GSH) y aumentó el contenido celular de GSH, previniendo la oxidación de GSH a GSSG provocada por la exposición a PM10. Los resultados de este experimento deben verificarse utilizando queratinocitos epidérmicos humanos normales y modelos animales.
Otro estudio [9] analizó compuestos vegetales que podrían mitigar la formación de arrugas en la piel, la inflamación, la pigmentación y la deshidratación causadas por la irradiación crónica con luz ultravioleta B (UVB). Los rayos UVB pueden activar vías de señalización, lo que conduce a la regulación positiva de genes, incluidas las metaloproteinasas de matriz (MMP), especialmente MMP-1, involucradas en la degradación del colágeno y la formación de arrugas, y la ciclooxigenasa 2 (COX-2), involucrada en Inflamación de la piel y fotoenvejecimiento. Rosa gallica, una de las especies de Rosa más utilizadas con fines culinarios, medicinales y cosméticos, que mostró potencial in vitro para prevenir biomarcadores del envejecimiento de la piel, se utilizó en este estudio in vivo. La administración por sonda de extracto de Rosa gallica evitó el desarrollo de arrugas en la piel mediadas por UVB y la degradación del colágeno en la piel dorsal de ratones hembra al regular a la baja la expresión de COX-2 y MMP-1 inducida por UVB. El ácido gálico fue la principal molécula que contribuyó al efecto antienvejecimiento de la piel al inhibir selectivamente el eje de señalización c-Raf/MEK/ERK/c-Fos. Dado que las moléculas que se dirigen a la vía c-Raf ejercen efectos quimiopreventivos y quimioterapéuticos contra diferentes tipos de cáncer, el ácido gálico podría potencialmente suprimir la carcinogénesis. El estudio concluyó que Rosa gallica y el ácido gálico podrían proteger las células de la piel contra los radicales libres y las reacciones inflamatorias, lo que lleva a una reducción del envejecimiento de la piel.
El tercer estudio [10] que explora la salud de la piel examinó las actividades beneficiosas de la cianidina y la malvidina-3-O-glucósidos, moléculas pertenecientes a la familia de las antocianinas, y algunos de sus pigmentos estructuralmente relacionados. Se descubrió que la mayoría de los compuestos examinados reducían la producción de biopelículas por Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa, mostraban capacidad de filtro UV y también reducían la producción de ROS en queratinocitos epidérmicos de piel humana y fibroblastos dérmicos. Además, las moléculas revelaron actividad inhibitoria de las enzimas que degradan la piel, hialuronidasa, colagenasa y elastasa, las tres enzimas principales responsables de la regulación de la integridad estructural de las capas de la piel, sin mostrar citotoxicidad significativa. El problema de la estabilidad de los compuestos de la familia de las antocianinas puede superarse mediante el uso de derivados estructurales de las antocianinas, como la carboxipiranocianidina-3-Oglucósido, una molécula con gran estabilidad estructural que podría incluirse en formulaciones tópicas con fines cosmecéuticos.
In their study, Muraleva et al. [11] investigated the effects of mitochondria-targeted antioxidant plastoquinone-decyl triphenylphosphonium (SkQ1) in MEK1/2-ERK pathway alterations as a therapeutic target in Alzheimer's disease (AD). MEK1 and MEK2 are tyrosine/threonine protein kinases found in the Ras/Raf/MEK/ERK mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway. The study included senescence-accelerated OXYS rats that develop neurodegenerative changes almost similar (>90 por ciento de los casos) a los signos de AD esporádica en humanos. Los resultados mostraron que, en comparación con las ratas de control no tratadas (Wistar), SkQ1 eliminó las diferencias en la expresión de ocho de los nueve genes implicados en las vías de señalización de las quinasas reguladas extracelulares del hipocampo (ERK1 y -2). Además, SkQ1 redujo la hiperfosforilación de la proteína tau que está presente en los agregados patológicos en la EA. Por lo tanto, SkQ1 alivia la patología de la EA en el hipocampo de rata OXYS al reducir la fosforilación de MEK1/2-ERK1/2 y puede ser un fármaco prometedor para la EA humana.
Collins et al. [12] presentó una revisión exhaustiva de la terapia antioxidante en la EA. Fuerte evidencia apoya el papel del estrés oxidativo en la patogénesis y progresión de la EA y el envejecimiento. El estrés oxidativo aparece cuando hay un desequilibrio entre los antioxidantes y la producción y acumulación de ROS, relacionado con un sistema de defensa antioxidante insuficiente o disfuncional con efectos dañinos en estructuras celulares importantes, incluidas proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. La homeostasis celular adecuada, un equilibrio entre la producción y el agotamiento de ROS, se produce a través de los mecanismos protectores de los antioxidantes naturales y sintéticos. Los antioxidantes naturales se pueden dividir en antioxidantes enzimáticos, enzimas producidas en el cuerpo con capacidades de eliminación de radicales libres, como SOD, catalasa (CAT), GPx, glutatión reductasa (GR) y glucosa-6-fosfato deshidrogenasa ( G6PDH) y antioxidantes no enzimáticos, incluidos polifenoles, carotenoides, vitaminas y minerales.
Aunque los medicamentos disponibles ayudan con el control de los síntomas de la EA, no existen tratamientos para prevenir o curar la enfermedad, y ninguno de los tratamientos existentes actualmente aborda el estrés oxidativo. Así, estudios recientes se centraron en el uso de antioxidantes para disminuir los efectos del estrés oxidativo en el sistema nervioso central. En experimentos preclínicos in vitro e in vivo, una combinación de compuestos antioxidantes mejoró la capacidad antioxidante general de la terapia farmacológica, mejoró la biodisponibilidad en varias ubicaciones celulares y aumentó la funcionalidad de las moléculas antioxidantes. El potencial terapéutico de los antioxidantes naturales para prevenir y/o tratar enfermedades neurodegenerativas se evalúa actualmente en ensayos clínicos en humanos.
Las actividades biológicas y las propiedades cosmecéuticas de la nicotinamida se discutieron en una interesante revisión [13]. La nicotinamida (niacinamida) se utiliza principalmente como complemento nutricional de la vitamina B3 (ácido nicotínico, niacina), y la vitamina B3 se utiliza además en la síntesis de la familia de coenzimas NAD plus, relacionadas con el metabolismo energético celular y los sistemas de defensa. La suplementación con nicotinamida restaura la energía mitocondrial y el NAD celular además de la reserva, previene el proceso de pigmentación de la piel y disminuye el estrés oxidativo y la respuesta inflamatoria. Esta molécula tiene el potencial de apoyar la homeostasis de la piel al regular el estado redox celular. En ensayos clínicos, la nicotinamida aplicada tópicamente fue bien tolerada por la piel y redujo la hiperpigmentación y la progresión del envejecimiento de la piel. Por tanto, puede ser útil como ingrediente cosmecéutico para atenuar el envejecimiento cutáneo, especialmente en personas de edad avanzada o en pacientes con NAD plus reducido en la piel.
Otra revisión [14] examinó la vitamina K y su papel como cofactor vital en la activación de varias proteínas, que actúan contra las enfermedades relacionadas con la edad. Se demostró que la vitamina K carboxila la osteocalcina, proteína encargada de transportar y fijar el calcio en los huesos, activa la proteína Gla de la matriz, inhibidora de la calcificación vascular y de la incidencia cardiovascular; carboxila la proteína Gas6, que está involucrada en la fisiología del cerebro y puede inhibir el deterioro cognitivo y las enfermedades neurodegenerativas; y mejora la sensibilidad a la insulina, disminuyendo así el riesgo de diabetes. Además, la vitamina K presenta efectos antiproliferativos, proapoptóticos y autofágicos y se asocia con un riesgo reducido de cáncer. La evidencia reciente indica que la proteína S, otra proteína dependiente de la vitamina K, podría prevenir la tormenta de citoquinas que se observa en los casos de COVID-19. Los últimos documentos científicos destacan el papel de la vitamina K en la prevención de enfermedades asociadas a la edad y en la mejora de la eficacia de los tratamientos médicos en las personas mayores.
En una revisión narrativa, Barbalho et al. [15] analizaron Ginkgo biloba (GB), una planta medicinal de la familia Ginkgoaceae considerada como el árbol vivo más antiguo del mundo. Los extractos de GB representan algunos beneficios para la salud relacionados con la memoria y la cognición, la EA, la enfermedad de Parkinson (EP) y la demencia, que se atribuyen a sus actividades antioxidantes, antiinflamatorias y antiapoptóticas. Además, GB puede ejercer beneficios en condiciones cardiovasculares, hipertensión, resistencia a la insulina, glucosa sérica en ayunas, hemoglobina glicosilada y dislipidemia. Además, puede mejorar el suministro de flujo sanguíneo cerebral, la función ejecutiva, la atención/concentración y la memoria no verbal y disminuir el estrés. En muchos estados europeos, el extracto de GB es la única terapia farmacológica para el tratamiento del deterioro cognitivo leve. Los compuestos bioactivos, principalmente polifenoles, flavonoides, terpenoides y ácidos orgánicos, son los responsables de los efectos beneficiosos. Esta revisión reveló que GB podría considerarse en los métodos terapéuticos y preventivos para las condiciones asociadas al envejecimiento y el proceso de envejecimiento. Sin embargo, se requieren más estudios para determinar las dosis, la forma farmacéutica y el tiempo de tratamiento necesarios en condiciones de envejecimiento.
Una revisión sistemática y un metanálisis [16] investigaron los biomarcadores del síndrome metabólico y la inflamación como predictores fisiopatológicos de la senescencia y las enfermedades relacionadas con la edad. La evidencia reciente confirmó que las dietas particulares ricas en compuestos bioactivos antioxidantes y un perfil lipídico equilibrado, como las nueces, podrían tener resultados beneficiosos para la salud humana. Se realizó una búsqueda sistemática en varias bases de datos para encontrar ensayos controlados aleatorios que informaran sobre los resultados del consumo de nueces sobre el síndrome metabólico y los marcadores inflamatorios en adultos de mediana edad y mayores. La investigación extrajo 17 estudios, incluidos 11 ensayos cruzados y 6 ensayos paralelos. El análisis reveló que las dietas enriquecidas con nueces tenían efectos reductores significativos sobre los niveles de triglicéridos, colesterol total, colesterol LDL y algunos marcadores inflamatorios, sin efectos adversos sobre los parámetros antropométricos y glucémicos. Si bien se requieren informes adicionales y mejor diseñados, los resultados destacan los beneficios de incluir nueces en los planes dietéticos de adultos de mediana edad y mayores.
Nos gustaría agradecer a todos los autores que han contribuido a este número especial y han brindado una mejor comprensión de la importancia de los antioxidantes en el retraso del envejecimiento y la prevención de enfermedades asociadas con el envejecimiento, y la necesidad de desarrollar futuras estrategias terapéuticas dirigidas a estas enfermedades. .
Fondos: Esta investigación no recibió financiación externa.
Conflictos de interés:Los autores declaran no tener conflicto de intereses.
Referencias
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