BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLAFACULTAD DE MEDICINA

LICENCIATURA: NUTRICIÓN CLÍNICA

ORTEGA GONZÁLEZ JESÚS ADÁN

FECHA DE ENTREGA: 12 DE NOVIEMBRE DE 2012

BIOLOGÍA CELULARDRA. ZAMORA JINEZ IRMA DEL CARMEN

“Super Oxido Dismutasa”

“los antioxidantes forman parte de una vida saludable ”

• Los compuestos químicos y las reacciones capaces de generar especies reactivas del oxígeno con potencial tóxico se conocen como PROOXIDANTES.

• Por otra parte, a los compuestos y reacciones que eliminan estas especies, disponen de ellas, suprimen su formación o se oponen a sus acciones se les conoce como ANTIOXIDANTES.

• En una célula normal existe un equilibrio apropiado entre prooxidantes y antioxidantes

“INTRODUCCIÓN”

PROOXIDANTES ANTIOXIDANTES

“INTRODUCCIÓN”

EL ESTRÉS OXIDATIVO : Hace referencia a el desbalance que existe entre los prooxidantes y antioxidante; es decir cuando la balanza se inclina más hacia los primeros, causando así una disfuncionalidad a nivel celular.

PROOXIDANTES

ANTIOXIDANTES

HOY EN DÍA ES UN CONCEPTO MUY BIEN ESTUDIADO, Y A SU VEZ ES UN FACTOR DE MORBI-MORTALIDAD PARA ALGUNAS ENFERMEDADES.

AGENTES OXIDANTES

ENDOGENOS(especies reactivas de oxigeno y peroxidos

lípidicos)

EXOGENOS(fármacos o venenos)

“INTRODUCCIÓN”

ANTIOXIDANTES

ENDOGENOS(Enzimas:

glutatión peroxidasaCatalasa y Super oxido

Dismutasa )

EXOGENOS(VITAMINAS : A, C y E

MICROELEMNTOS COMO EL SELENIO, Zn, Mn)

Muchos procesos patológicos tienen como causa el desequilibrio entre los mecanismos oxidantes y la respuesta antioxidante del organismo, con el resultado altamente dañino de las rupturas de membranas, ya sea la celular o la de algún organelo citoplasmático

RADICALE LIBRE: átomo o molécula que tiene, al menos, un electrón desapareado.

El radical libre buscara estabilizarse, robando un electrón de otra molécula vecina.

La molécula que ha sido atacada, ya no tiene un electrón, se vuelve ahora un radical libre y de este modo se iniciara un ciclo o una cadena de reacciones que daña a muchas células en el organismo y puede ser indefinida si los antioxidantes no intervienen

“INTRODUCCIÓN”

catalasa

glutatión

Zn

Beta carotenos

Alfa tocoferol

célula

Cu

Mn

sod

“LA PROTECCIÓN DE LA CÉLULA CONTRA ESTOS Y OTROS MUCHOS AGENTES ESTA REGULADA POR UN

CONJUNTO O SISTEMA ANTIOXIDANTES ”

“INTRODUCCIÓN”

“PRODUCCIÓN DE LOS RADICALES LIBRES”DAÑO CELULAR GENERALIZADO

“DESAROLLO”

SUPER OXIDO DISMUTASA

Descubierta por McCornd y Fridovich en 1969Es una metal enzima que cataliza la reacción de anión

Súper Oxido y de hidrógeno, para dar oxígeno molecular y peróxido de hidrógeno.

Llamada también SOD o Super oxido Reductasa.

“SOD”Hay 3 SODS

SOD-1 SOD-2 SOD-3

Actúa en el citosol y requiere cobre y zinc; responsable de destruir los radicales libres Superoxido que hay en el cuerpo, actúa como un homodímero que convierte radicales de Superoxido de origen natural y perjudicial en oxígeno molecular y peróxido de hidrógeno.

MnSOD en la mitocondria y necesita de manganeso,

actúa uniéndose a los subproductos de Superoxido de la fosforilacion oxidativa y los convierte en peróxido de

hidrógeno y oxígeno diatómico

localizada en el espacio extracelular y requiere de

cobre y zinc, también cataliza la dismutación de dos radicales

Superoxido en peróxido de hidrógeno y oxígeno. El

producto de este gen se cree que protegen el cerebro, los pulmones y otros tejidos del

estrés oxidativo.

SOD 1Cromosomas: 21, Ubicación: 21q22.1; 21q22.11

SOD 2

Cromosoma  6; localización : 6q25.3

SOD 3Cromosomas:4, Ubicación: 4p15.3 p15.1

“SOD”Se puede resumir la reacción de la Súper Oxido Dismutasa de la siguiente

manera:

M(n+1)+ − SOD + O2− → Mn+ − SOD + O2

Mn+ − SOD + O2− + 2H+ → M(n+1)+ − SOD + H2O2.

- Donde M = Cu (n=1); Mn (n=2); Fe (n=2); Ni (n=2).

- En esta reacción la oxidación del metal esta entre n y n+1 .

“LINEA CELULAR”

Figura 1. En la imagen se muestra como se forma una

célula , en el esquema A, se ve como llegan los

espermatozoides al ovulo para tratar de penetrarlo, en el

esquema B uno de los espermatozoides logra ingresar al ovulo, en el esquema C se da la degeneración de la cola del

espermatozoide, posteriormente en el esquema D empiezan a

dividirse los cromosomas, por ultimo en el esquema E ya se ha

formado el huso de segmentación.-.

Imagen tomada de LA REGULACION GENETICA DEL DESARROLLO HUMANO IV FERTILIZACION Y CIGOTO departamento de Morfología PUJ

SUPERVIVENCIA

“LINEA CELULAR”DIVISIÓN ( CICLO CELULAR)

Figura 2. Ciclo celular. Fase G1. Se inicia cuando la célula esta recién formada a partir de una reproducción celular. En esta fase la célula se dedica a crecer y es en ella donde se va a definir su futuro: o bien entra a la fase G cero en la que se determina que ya no volverá a reproducirse, o bien puede

seguir hasta la fase S, en la que se inicia su reparación para la reproducción. La

“decisión” de reproducirse o no depende del tipo de célula y de algunas señales

moleculares. En la Fase S. La célula duplica su material genético, su ADN. La fase G2. La célula completa su crecimiento y esta lista para la reproducción. La fase M. Se

lleva a cabo la mitosis o reproducción celular; esta consta de varias fases.-.

Imagen tomada de LA REGULACION GENETICA DEL DESARROLLO HUMANO IV FERTILIZACION Y CIGOTO departamento de Morfología PUJ

“LINEA CELULAR”DIFERENCIACIÓN

Figura 3. Diferenciación directa de una célula. Para que una célula madre alcance

su diferenciación necesita especificas condiciones y suplementos para que se convierta en una célula diferente a las demás, tal es el caso de la neurona.

Imagen tomada de LA REGULACION GENETICA DEL DESARROLLO HUMANO IV FERTILIZACION Y CIGOTO departamento de Morfología PUJ

“LINEA CELULAR”APOPTOSIS

Figura 4. Una vez que la célula cumplió sus funciones, de forma natural lo que le sucede es las apoptosis o muerte celular es programada se puede decir que es un suicidio de la misma

célula

Imagen tomada de LA REGULACION GENETICA DEL DESARROLLO HUMANO IV FERTILIZACION Y CIGOTO departamento de Morfología PUJ

“LINEA CELULAR”GENERAL

Imagen tomada de LA REGULACION GENETICA DEL DESARROLLO HUMANO IV FERTILIZACION Y CIGOTO departamento de Morfología PUJ

“MEMBRANA CELULAR”

Figura 5. Mebrana Plasmatica. Imagen tomada de “Membrana Celular”, Goyanes Marcelo F,Pág. 4, (S/F Consultado 6 OCTUBRE 2012)

“MEMBRANA CELULAR”

Figura 6. En la figura siqguiente se muestra una proteina que ha sido oxidada por algun factor, la super oxido dismutasa actua para la reparacion de la misma Mebrana Plasmatica

Imagen tomada de “Membrana Celular”, Goyanes Marcelo F,Pág.6, (S/F Consultado 6 octubre 2012

SOD SOD

“¿CUÁNDO ACTÚA?”

CADENA RESPIRATORIA

PRODUCE SUPER OXIDO

DURANTE EL METABOLISMO AEROBICO

DEL 1-2% DE LOS e- que viajan por la CTE, se convierten

en Super Oxido

Endógenamente.Glóbulos Blancos Vs

patógenos o sustancias extrañas

se genera Super oxido

CLASIFICACIÓN DE LAS SOD

Cromosoma 2. su gen esta formado por 5 exones y 4 intrones alternados. Tamaño varia por los polimorfismos.

Region promotora: secuencia rica en GC, ,caja CAAT señaliza el sitio de unión de los factores de transcripción del ARN y la caja TATA

Sod-1

De: Biol Med Libre Radic. Manuscrito del autor, disponible en PMC 2010 15 de agosto. Publicado en forma definitiva editado como: Radic Biol Med gratis. 2009 Agosto 15, 47(4):

344-356.

Sod-2Se localiza en el cromosoma 6, su gen formada por 5 exones alternada por 4

intrones, todos identificados.Su región promotora carece de CAAT cajas TATA, pero contiene ricas

secuencias de GC y numerosos SP1 especificad de una proteína

De: Biol Med Libre Radic. Manuscrito del autor, disponible en PMC 2010 15 de agosto. Publicado en forma definitiva editado como: Radic Biol Med gratis. 2009 Agosto 15, 47(4):

344-356.

Sod-3

Su gen se localiza en el cromosoma 4. Esta formado por tres exones y 2 intrones. En el exón 3

Región promotora: caja CAAT, pero no la común caja TATA. b

De: Biol Med Libre Radic. Manuscrito del autor, disponible en PMC 2010 15 de agosto. Publicado en forma definitiva editado como: Radic Biol Med gratis. 2009 Agosto 15, 47(4):

344-356.

“AMINOÁCIDOS”Tipo de SOD

Numero de Aminoácidos

SOD1 153 aminoácidos

SOD2 222 aminoácidos

SOD3 240 Aminoácidos

LISINA HISTDINAARGININA ASPARTATO

“ESTRUCTURA DE LA SOD”

SOD 1 MÁS ESTUDIADA

•Esta proteína se pliega en una cadena beta de ocho barril, donde el enlace de hidrógeno se extensa a lo largo del esqueleto del péptido produciendo una de las proteínas más estables conocidos

BUCLES•BUCLE 1. Vinculante de zinc y cobre, y unidos por enlace disulfuro. •BUCLE 2 se conoce como el bucle de electrostática, que ayuda a la atracción del sustrato aniónico Superoxido en el sitio activo

Figura 10. Se muestran las principales características estructurales de SOD1. El bucle SOD1 que contiene la interfaz de dímero, el zinc vinculante,

y subbucles de disulfuro y se muestra en gris oscuro. De: Antioxid Redox señal. 2009 Julio, 11(7): 1627 hasta 1639. doi: 10.1089/ars.2009.2574.

“FACTORES DE TRANSCRIPCCIÓN QUE REGULAN LA EXPRESIÓN DE LA SOD”

Factor nuclear-kappaB (NF-kB): respuesta inmediata" a los estímulos perjudiciales de la célula. Proteína especifica1 (SP1): Factor. si se une directamente al ADN puede aumentar la transcripción de genes Proteína activadora 1 (AP-1)Activación de la proteína 2 (AP-2):

Al pegarse a una región promotora del gen de las diferentes SODs, provoca su trascripción

“VÍA DE SEÑALIZACIÓN”

El gen de las SOD, está regulado por el regulón SoxRS. Un regulón es un grupo de genes que estan regulados coordinadamente. En este caso este se activa con el aumento de la [O2].-. Transcripcicion

Esta secuencia representa la mitad de la regulación de la oxidación.

. Existe otro regulón, el OxyR, responde al H2O2

MEMBRANA

CASCADA DE SEÑALIZACIÓN EN EL PROCESO DE INFLAMACIÓN Y PRODUCCIÓN DE RADICALES SUPER OXIDO

MEMBRANA

1 er. Mensajero Histamina

2. Receptor de

histamina

G3. Proteína G

Acido Araquidónico

LipoxigenasaCiclooxigenasa 1 y 2

4. efector

6.- tercer mensajero

Producción 5. Segundo mensajeros.

Transductores

H20202

SOxRS

OxyR

•Factor nuclear-kappaB (NF-kB)•SP1•AP-1•AP-2

7. Factores de transcripción

SOD 8. Síntesis de proteínas9. Exostosis

Respuesta inflamatoria

De granulación del Mastocitos

HistaminaProteasasHeparina

Espacio extracelular

Espacio extracelular

“SECRECIÓN SOD”

La presencia de la regulación post-transcripcional y las vías de silenciamiento de ARN hacen que se conserven mecanismos por los cuales podrían ser la expresión de genes diana rápidamente y modulada.

Tales como:

• Modificación en el extremo 5′ del mensajero

• Se procesan 2 tipos de ARNm con un fragmento de 280 nucleótidos que codifican en alguna región de la SOD Para ayudar a que conserve el ARN mensajero cuando no esta el ribosoma.

• Esenciales pues si sobreexpresan o no se expresan pueden tener consecuencias en el funcionamiento adecuado del organismo

“DESPUÉS DE LA TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN”

GENES ESPECIFICOS

“MUTACIONES Y RIESGOS”

Los radicales atacan al DNA , necesario para la replicación celular por consecuencia no hay reproducción de la misma

El envejecimiento. Los radicales libres toman los electrones que necesitan principalmente de las células del tejido de colágeno de la piel, es por eso que la piel se arruga, se seca y pierde elasticidad

En el cáncer, hacen que las células pierdan la capacidad de reconocer a las células vecinas y sufren un gran descontrol por ello culminan así en tumores malignos o benignos

Muchas enfermedades crónicas como la enfermedad cardiovascular, Alzheimer, accidente cerebro vascular, hepatitis, hipertensión, artritis reumatoide, lupus, diabetes mellitus, aterosclerosis, fallo renal crónico y muchas otras.

Los radicales libres también les sirven de ayuda a la células del sistema inmune para atacar y destruir bacterias y virus, pero ello se hace con una regulación ejercida por los antioxidantes, si no es así las células pueden dañarse

.

Tipo de SOD Enfermedades con las que se relaciona

SOD1 Esclerosis lateral AmiotróficaSíndrome de Down.

La Enfermedad de Alzheimer, las demencias vasculares y el Parkinson

SOD2 Complicaciones micro vasculares de la diabetes

SOD3 Enfermedades neurológicos ,trastornos cardiovasculares y enfermedades pulmonares.

“MUTACIONES Y RIESGOS”

LA ESCLEROSIS LATERAL AMIOTRÓFICA es una enfermedad degenerativa de tipo neuromuscular por

la cual las motoneuronas disminuyen gradualmente su funcionamiento y mueren, provocando una parálisis muscular

DIABETESMacroangiopatía. . Se afectan a las arteriolas y

capilares, y se manifiesta en el riñón (nefropatía diabética) y en la retina (retinopatía

diabética).

“MUTACIONES Y RIESGOS”

ESCLEROSIS LATERAL AMIOTRÓFICA

• NO cura. riluzol que ayuda a la prolongación de la vida , pero contrarresta el deterioro que deja esta enfermedad

• Medicamentos para controlar los espasmos

• problemas para deglutir su propia saliva.

• Otra opción es la fisioterapia ortopédicos o silla ruedas

• La ayuda de un nutriólogo es muy importante para ayudar a prevenir la pérdida de peso En el caso de la respiración incluye máquinas que se utilizan únicamente en la noche, al igual que la ventilación mecánica constante.

• OZONO

OZONOTERAPIA- El ozono para uso medicinal es una mezcla de oxigeno-ozono.- Las concentraciones de ozono, son acorde a la patología y el tratamiento. - El oxígeno-ozono al entrar en la sangre reacciona con los ácidos grasos insaturados convirtiéndolos en ozónidos y luego en peróxidos. El hierro de la sangre actúa como catalítico. Esta reacción hace que la hemoglobina libere oxígeno adicional en el torrente sanguíneo, se puede comprobar por el leve aumento de la presión arterial y el descenso de la presión venosa. Por otro lado, el aumento de los peróxidos favorece la oxidación celular y fortalece el sistema inmunológico.

EL OZONO OXIDA MOLECULAS, SE TRANSIMITEN SEÑALES BIOLÓGICAS, Y CON ELLO LA SINTESIS DE SISTEMAS ANTIOXIDNTE, ELLO MEJORA LA PRODUCCIÓN DE OXIDO NITRICO,, Y FACTORES DE CRECIMEIENTO

DOSIS TERAPEUTICA: 1-10 mg/dl

CONCLUSIÓN

-Liebert Mary Ann. (2009). A Role for Copper in the Toxicity of Zinc-Deficient Superoxide Dismutase to Motor Neurons in Amyotrophic Lateral Sclerosis. REVISTA ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING. Volume 11. Pág. 1-14- Miao Lu , St. Clair Daret K.(2009). Regulation of Superoxide Dismutase Genes: Implications inDiseases. Centro National Institutes of Health purblic Acces. Pág. 1-29-. Brown Nina M,. Torres Andrew S, Doan Peter E. and O’Halloran Thomas V. (2005). Oxygen and the copper chaperone CCS regulate osttranslational activation of Cu,Zn superoxide dismutase. Departments of *Chemistry and †Biochemistry, Molecular Biology, and Cell Biology. Pag.1-6- Liebert Mary Ann. (2009). Aggregation of Copper–Zinc Superoxide Dismutase in Familial and Sporadic ALS. REVISTA ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING. Volume 11. Pág. 1-12- Bag1 Arundhati and Bag2 Niladri. (2008). Target Sequence Polymorphism of Human Manganese Superoxide Dismutase Gene and Its Association with Cancer Risk: A Review. 1Institute of Allied Health (Paramedical) Services, Education & Training, UFHT Medical College Campus, Haldwani, Nainital, Uttarakhand, India and 2Biotech Bhavan, Haldi, US Nagar, Uttarakhand, India. Pág. 1-8- MD Evans, M Dizdaroglu, MS Cooke (2005) . Oxidativo del ADN daños y enfermedades: reparación de inducción y el significado. Mutat Res. Pág. 35-38

REFERENCIAS

GRACIAS POR SU ATENCIÓN