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Introducción
El oxígeno molecular tiene poca capacidad de oxidar otros compuestos químicos y para ello debe convertirse primero en una forma activa del oxígeno. Existen varias formas de oxígeno activo, se denominan radicales libres de oxígeno. Uno de los más importantes es el radical libre superóxido O2, y otro es el radical peróxido en forma de peróxido de hidrógeno. En 1954, una investigadora argentina, la doctora Rebeca Gerschman, sugirió por primera vez que los radicales libres eran agentes tóxicos y generadores de enfermedades. De igual modo, describió a los radicales libres como moléculas que en su estructura atómica presentan un electrón impar en la orbita externa y una configuración espacial que genera una alta inestabilidad.
A partir de la molécula de oxígeno gaseoso (O2) se forman los siguientes reactivos:        • O2.- anión superóxido        • H2O2 peróxido de hidrógeno        • HO.- anión hidroxilo Estas moléculas tóxicas son moléculas dañadas a las cuales les falta un electrón. Pero los tejidos tienen también numerosas enzimas que eliminan rápidamente esos radicales libres, en especial peroxidasas, catalasas y superóxido dismutasas, evitando así un efecto sobre estos tejidos. En los tejidos se forman continuamente radicales libres a partir del oxígeno molecular disuelto, como parte de la función normal de las células, y debido a que la molécula radical libre necesita todos sus electrones, reacciona con cualquier otra a la cual le puede sustraer un electrón. Al actuar sobre algunos componentes importantes de las células, como moléculas de grasa, proteínas o ADN, los radicales libres las dañan.
Radicales libres
Radical libre es un átomo o molécula que posee uno o más electrones no apareados girando en sus órbitas externas. Esta condición, químicamente muy inestable, lo vuelve muy activo puesto que el electrón impar busca otro electrón para salir del desequilibrio atómico. Para esto quita un electrón a cualquier molécula vecina, es decir que "oxida" la molécula, alterando su estructura y convirtiéndola a su vez en otro radical libre deseoso por captar un electrón. Se genera así una reacción en cadena. El ambiente es también una fuente de radicales libres, ocasionado por las radiaciones ultravioletas  o contaminantes en el aire como el humo de cigarrillo. Los radicales libres son moléculas inestables que perdieron un electrón y son muy reactivas. Su misión es la de remover el electrón que les hace falta de las moléculas que están a su alrededor para obtener su estabilidad. La molécula atacada, que perdió un electrón, se convierte entonces en un radical libre y de esta manera se inicia una reacción en cadena que dañará muchas células y puede ser indefinida si los antioxidantes no intervienen. Los radicales libres producen daño al tomar electrones de los lípidos y proteínas de la membrana celular, que entonces no podrá cumplir sus funciones como el intercambio de nutrientes y descartar los materiales de deshecho celular, haciendo imposible el proceso de regeneración y reproducción celular.  En el interior de la célula, los radicales libres atacan el DNA  impidiendo a la célula su reproducción. Así los radicales libres contribuyen al proceso del envejecimiento. Los procesos normales del organismo producen radicales libres como el metabolismo de los alimentos, la respiración y el ejercicio. También estamos expuestos a elementos del medio ambiente que crean radicales libres como la polución industrial, tabaco, radiación, medicamentos, aditivos químicos en los alimentos procesados y pesticidas. No todos los radicales libres son peligrosos pues, por ejemplo, las células del sistema inmune crean radicales libres para matar bacterias y virus, pero si no hay un control suficiente por los antioxidantes, las células sanas pueden ser dañadas. También se forman radicales libres cuando se rompe la unión covalente entre dos átomos, de modo que los dos electrones que son compartidos por la unión se separan, y queda uno en cada átomo. Sea cual fuere el mecanismo de la formación de un radical, el electrón en más o en menos desestabiliza al átomo, ya que aumenta su contenido energético y lo torna muy reactivo. Como su tendencia espontánea es volver al estado de menor energía, cediendo o recibiendo electrones, reacciona rápidamente con otros átomos o moléculas que se encuentren cerca. Uno de los radicales libres que se producen normalmente en los seres vivos es el 02, denominado radical superóxido, que consiste en una molécula de oxigeno que ha adquirido un electrón adicional. Cualquier molécula que se encuentre en su vecindad inmediata se verá afectada y se transformará, a su vez, en un radical libre, lo que desata una reacción en cadena. Cuando tales especies activas se producen en la membrana celular, predomina la reacción en cadena de la Iipoperoxidación, proceso por el cual se oxidan -o sea, ceden sus electrones a los radicales- las moléculas de ácidos grasos, principales componentes de las membranas celulares.
Antioxidantes
Los antioxidantes que se encuentran naturalmente en el organismo y en ciertos alimentos pueden bloquear parte de este daño, entregando electrones que estabilizan y neutralizan los efectos dañinos de los radicales libres. Son sustancias que tienen la capacidad de inhibir la oxidación causada por los radicales libres, actuando algunos a nivel intracelular y otros en la membrana de las células, siempre en conjunto para proteger a los diferentes órganos y sistemas. Pueden ser mecanismos enzimáticos, llamados antioxidantes endógenos -que incluyen a las enzimas superóxidodismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa, glutatión y la coenzima Q-o los antioxidantes exógenos, que ingresan al organismo por la vía de los alimentos. Cuando llegan a las células, se depositan en sus membranas y las protegen de la lipoperoxidación. Tal es el caso de las vitaminas E y C y del caroteno. A diferencia de los antioxidantes enzimáticos, estos otros reaccionan con los radicales libres y modifican su estructura, es decir, los capturan o neutralizan, y se oxidan en el proceso. Finalmente, algunos metales, como selenio, cobre, zinc y magnesio, que en ocasiones forman parte de la estructura molecular de las enzimas antioxidantes, también son fundamentales en este mecanismo de protección celular. Se define como antioxidante a aquellas sustancias que presentes a bajas concentraciones respecto a las de un sustrato oxidable (biomoléculas) retarda o previene su oxidación. El antioxidante, al chocar con el radical libre cede un electrón, se oxida y se transforma en un radical libre débil no tóxico. En el ambiente intracelular tenemos antioxidantes naturales: catalasa, glutation peroxidasa y superóxido dismutasa. El glutation contiene selenio y ayuda en la prevención de la formación del radical hidroxilo, también regenera la vitamina C, que a su vez regenera la vitamina E. En el plasma sanguíneo encontramos antioxidantes naturales -proteínas- como la trasferrina, lactoferrina, ceruloplamina y albúmina. Otros antioxidantes encontrados en el plasma sanguíneo o suero son la bilirrubina, ácido úrico, vitamina C, vitamina E, beta caroteno, melatonina, flavonoides y estrógenos. Los minerales selenio y zinc también juegan un papel importante en el organismo como antioxidantes. Los flavonoides son compuestos polifenólicos encontrados en las plantas como frutas y vegetales, que son excelentes antioxidantes. Comúnmente se encuentran también en el té, principalmente té verde, en el vino y en las frutas que fueron cosechadas hasta su maduración se encuentran gran cantidad de flavonoides, carotenoides, licopenes, todos con una potente acción antioxidante.
Clasificación de los antioxidantes
Un nutriente tiene propiedades antioxidantes cuando es capaz de neutralizar la acción oxidante de la molécula inestable de un radical libre sin perder su propia estabilidad electroquímica. El organismo está luchando contra radicales libres a cada momento del día, pero el problema  se produce cuando tiene que tolerar de forma continuada un exceso de radicales libres. El exceso es producido sobre todo por contaminantes externos que entran a nuestro cuerpo. La contaminación atmosférica, el humo del tabaco, los herbicidas, pesticidas o ciertas grasas son algunos ejemplos de elementos que generan radicales libres que ingerimos o inhalamos. Este exceso no puede ya ser eliminado por el cuerpo y, en su labor de captación de electrones, los radicales libres dañan las membranas de nuestras células, llegando finalmente a destruir y mutar su información genética, facilitando así el camino para que se desarrollen diversos tipos de enfermedades. La acción de los radicales libres está ligada al cáncer así como al daño causado en las arterias por el colesterol "oxidado", lo que relaciona directamente estas moléculas con las enfermedades cardiovasculares.
Estrés oxidativo
Los radicales libres son grandemente reactivos, capaces de oxidar  muchas estructuras biológicas, dañándolas. Es lo que llamamos el daño oxidativo, importante causa del envejecimiento, el cáncer, la ateroesclerosis, los procesos inflamatorios crónicos y las cataratas, que son las más características. En determinadas circunstancias, la producción de radicales libres puede aumentar en forma descontrolada, situación conocida con el nombre de estrés oxidativo. El concepto expresa la existencia de un desequilibrio entre las velocidades de producción y de destrucción de las moléculas tóxicas que da lugar a un aumento en la concentración celular de los radicales libres. Las células disponen de mecanismos de protección del efecto nocivo de los radicales libres basado en un complejo mecanismo de defensa constituido por los agentes antioxidantes. El estrés oxidativo ocurre en los organismos que, por mala nutrición, enfermedad u otras causas, pierden el equilibrio entre radicales libres y antioxidantes. Es en esta situación de estrés oxidativo en la que se manifiestan las lesiones que producen los radicales libres, que reaccionan químicamente con lípidos, proteínas, carbohidratos y ADN al interior de las células, y con componentes de la matriz extracelular, por lo que pueden desencadenar un daño irreversible que, si es muy extenso, puede llevar a la muerte celular. Enfermedades o Procesos Asociados al Daño Oxidativo en las Moléculas Biológicas.
• Envejecimiento: Peroxidación de los ácidos grasos de la membrana celular y daño del ADN. • Ateroesclerosis: Peroxidación de lípidos en las partículas de LDL con daño de otros  componentes. • Cáncer: Daño del ADN. • Cataratas: Modificaciones irreversibles en las proteínas. • Cuadros Inflamatorios Crónicos: Activación de genes relacionados con la respuesta inflamatoria.
Los radicales libres contribuyen al proceso del envejecimiento cuando toman el electrón que les hace falta de las células del tejido colágeno de la piel, dando como consecuencia, que la piel pierda  su elasticidad al dañarse las fibras elásticas y la aparición precoz de arrugas y sequedad. Los radicales libres también pueden contribuir al crecimiento anormal de las células, al perder éstas la capacidad de “reconocer” las células vecinas. Esa proliferación sin control se produce en los tumores benignos o malignos (cáncer). Los radicales libres (RL) son moléculas que se derivan del oxígeno, están en continua formación en las células del organismo, y en pequeñas cantidades no producen efectos tóxicos. En situación normal la producción de radicales libres es constante en una concentración determinada, y son neutralizados por las defensas antioxidantes, estas pueden ser sustancias propias del organismo (las enzimas antioxidantes), o pueden ser sustancias que vienen con los alimentos (la vitamina C, la E y el Beta caroteno, flavonoides, etc.).
Humo de tabaco en las arterias
El tabaquismo favorece las reacciones de oxidación en el organismo humano, porque el humo del tabaco tiene  agentes oxidantes que producen radicales libres y realizan un proceso de peroxidación. En condiciones normales los antioxidantes atrapan a los radicales libres y ejercen de barrera protectora frente a este mecanismo de oxidación. Pero si falla esta protección al inhalar el tabaco, se empieza a acumular colesterol LDL -malo- en los macrófagos, como paso previo a la arteriosclerosis.
Estudios llevados a cabo en el Hospital Universitario de Ginebra determinan que fumar cigarrillos reduce los niveles del antioxidante paraoxonas, aportando  nuevos datos sobre el daño que causa el tabaco, ya que esto favorece la aparición de placas grasas en las arterias, que pueden provocar ataques al corazón o la aparición de un ictus. El estudio ha sido realizado en 596 sujetos con enfermedad coronaria y se ha visto que los fumadores presentan concentraciones del antioxidante paraoxonasa mucho menores que los no fumadores o los exfumadores, según ha indicado Richard W. James, responsable del Laboratorio de Lípidos del Hospital Universitario de Ginebra, en Suiza. Los antioxidantes contrarrestan los radicales libres que pueden dañar a las células. Cuando las grasas del organismo, como la LDL, se oxidan, son más propensas a formar placas de ateroma que bloquean los vasos sanguíneos. Como la sangre de los fumadores contiene una menor cantidad de paraoxonasa, sufren más oxidación, lo que aumenta el colesterol en sus vasos sanguíneos. Y el exceso de colesterol hace que aparezcan trombos o placas que desencadenan el ataque al corazón o el ictus, favorecidos por la menor prevención de la paraoxonasa reductora del LDL. De esta forma, los autores han manifiestado que fumar se establece firmemente como uno de los principales factores de riesgo de la enfermedad coronaria y el daño de los radicales libres se considera como uno de los principales mecanismos patológicos asociados con el tabaco.
Lo real es que fumar produce daño del endotelio vascular y que esta lesión endotelial constituye el paso inicial en la génesis de la aterosclerosis. El endotelio es el órgano responsable de la homeostasis vascular y mantiene un equilibrio constante entre los procesos de trombosis-fibrinolisis y vasodilatación-constricción. Los factores de riesgo cardiovascular pueden causar la disfunción endotelial: alteraciones funcionales del endotelio que contribuyen tanto en la patogénesis como en la progresión de la aterosclerosis, y constituyen el primer signo clínicamente demostrable del proceso aterosclerótico. Asumiendo que la lesión endotelial, manifestada como disfunción endotelial y la activación monocitaria, constituye el inicio de los procesos que dan lugar al desarrollo de la arterioesclerosis y que las cifras elevadas de colesterol y, sobre todo, su modificación oxidativa, en la cual las lipoproteínas de baja densidad LDL atrapadas en el espacio sub-endotelial arterial, son oxidadas lentamente a través de la acción de diferentes células vasculares, se puede decir que la oxidación de las LDL se asocia con el reclutamiento de monocitos que al ser activados y modificados se convierten en macrófagos que internalizan y modifican más aún a las LDL conduciendo a la formación de células espumosas y al desarrollo de estrías grasosas. Por esto la administración de antioxidantes podría inhibir o frenar significativamente el proceso aterosclerótico y normalizar la función endotelial.   La acumulación local de células inflamatorias tales como linfocitos T y mastocitos, facilitan mayor modificación de las LDL, conduciendo finalmente a la maduración de la placa ateroesclerótica. La presencia de LDL oxidadas en la pared vascular, contribuye a las anormalidades en el control de la adhesión plaquetaria y al tono vascular como respuesta a la injuria arterial.
Fumadores pasivos
El tabaco no afecta solamente a quienes fuman sino que el Humo Ambiental del Tabaco daña también a quienes no fuman pero están obligados a respirar el humo. Cuando una persona no fumadora pasa media hora en una sala donde hay humo de tabaco, sus depósitos de antioxidantes descienden al mínimo. En condiciones normales, los antioxidantes atrapan a los radicales libres y ejercen de barrera protectora frente a este mecanismo de oxidación. Pero si falla esta protección por la inhalación pasiva del humo de los demás, se empieza a acumular colesterol malo en los macrófagos, que es el paso previo a la formación de placas de ateroma. Esta podría ser la principal causa de que la incidencia de enfermedad coronaria sea tan alta en los fumadores, que también tienen los niveles de antioxidantes en sangre bajos.
Los padres fumadores que exponen a sus hijos al humo de sus cigarrillos les exponen además a un riesgo mayor de padecer enfermedades vasculares en la edad adulta, porque la exposición al humo daña las defensas antioxidantes y aumenta la producción de radicales libres en jóvenes no fumadores. Esto provoca disfunción endotelial, que es uno de los primeros síntomas de la ateroesclerosis. Las enfermedades vasculares propias de la edad adulta podrían desencadenarse desde bien temprano, mediante la exposición al humo del tabaco, por su acción en las células endoteliales, encargadas de permitir la contracción y expansión de los vasos en función de la corriente sanguínea. De esta manera ser fumador pasivo durante tan sólo 30 minutos puede incrementar el estrés oxidativo y alterar la vasodilatación del endotelio en individuos jóvenes mediante el aumento de radicales libres.
Equilibrio en el organismo entre oxidantes y antioxidantes
Para evitar el riesgo de padecimientos profundamente asociados a estos factores, tener en cuenta que es indispensable evitar el efecto oxidante del humo del tabaco y consumir productos antioxidantes:
• Suprimir el tabaquismo. • Aumentar el consumo de vegetales. • Comer diariamente tomates y frutas. • En lo posible dos o tres nueces por día. • Consumir té, té verde y chocolate. • Consumir medio vaso chico de vino tinto en almuerzo y cena. • Evitar el abuso del alcohol. • Evitar la exposición a medios contaminados, respirar aire puro y propiciar el descanso en ambientes naturales. • Disminuir carnes y eliminar grasas animales. • Evitar el consumo excesivo de productos fritos sensibles a las reacciones oxidativas. • Consumir el aceite principalmente en calidad de aderezo de ensaladas. Elegir aceite de oliva. • Disminuir el consumo de alimentos refinados, como el azúcar refino y las harinas blancas.
Estudios de epidemiología y estadísticas mostraron que los franceses tienen menos enfermedades cardiovasculares por ateroesclerosis que otros pueblos, a pesar del alto consumo de grasas saturadas y de colesterol, porque también tienen un alto consumo de frutas, verduras y vino. Esto es conocido como la paradoja francesa,  atribuida al consumo de vino por sus propiedades antioxidantes. En resumen lo más importante para evitar las enfermedades y  el envejecimiento prematuro es adoptar medidas de conducta, tomando partes de la dieta mediterránea y lo principal de la paradoja francesa: • Suprimir el cigarrillo • Dieta con muchos vegetales: Tomates, Uvas,  Pimientos, Frutas, Berenjenas • Aceite de oliva con ensaladas • Té verde • Algo de vino tinto con almuerzo y cena • Un poco de chocolate y nueces