El estrés oxidativo es un fenómeno que contribuye a la aparición de muchas enfermedades oculares degenerativas. Comprender el mecanismo subyacente al desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes es crucial para gestionar mejor estas enfermedades oculares. El daño oxidativo se produce tanto en los componentes del segmento anterior, como la córnea y el cristalino, como en los del segmento posterior, como la retina, afectando negativamente a su función visual. Entre las enfermedades oculares asociadas a este desequilibrio figuran las cataratas, la degeneración macular asociada a la edad, el queratocono y el glaucoma.
En este artículo, examinamos los mecanismos implicados y las posibles estrategias terapéuticas para reducir el estrés oxidativo en el ojo.
Estrés oxidativo y ROS
El estrés oxidativo es uno de los desencadenantes fundamentales de muchas enfermedades oculares y se desarrolla debido a unaproducción excesiva de especies reactivas del oxígeno (ROS).
Las especies reactivas del oxígeno son moléculas altamente reactivas que contienen oxígeno y que, sin control, pueden causar daños celulares en los lípidos, las proteínas y el propio ADN.
Las especies reactivas de oxígeno son compuestos químicos que incluyen tanto radicales libres como especies no radicales. Los radicales libres incluyen:
- Radical superóxido (O₂--)
- Radical hidroxilo (-OH)
Las especies no radicales incluyen:
- Peróxido de hidrógeno (H₂O₂)
- Ozono (O₃)
- Oxígeno singlete
Las especies reactivas del oxígeno se forman principalmente a través del propio metabolismo celular, en particular en las mitocondrias, donde el oxígeno se utiliza para producir energía. Durante este proceso, pueden producirse reacciones que generen ROS como subproductos. Factores externos como la contaminación, la radiación ultravioleta y determinadas sustancias tóxicas pueden aumentar la producción de ROS, provocando un desequilibrio conocido como "estrés oxidativo".
En cantidades controladas, las ROS desempeñan un papel importante en la respuesta inmunitaria y en los mecanismos de señalización celular, mientras que su producción excesiva puede causar daños oxidativos que perjudican la función celular. Cuando la producción de ROS supera la capacidad del organismo para neutralizarlas, se produce un daño progresivo que puede conducir a estados patológicos.
Daño oxidativo en las estructuras oculares
El ojo es especialmente susceptible al estrés oxidativo, ya que la superficie ocular está directamente expuesta a los rayos de luz, mientras que la parte posterior, en particular la retina, tiene un metabolismo muy intenso, lo que puede dar lugar a una mayor producción de ROS.
Además, determinados polimorfismos genéticos, la inflamación y la contaminación ambiental desempeñan un papel importante a la hora de favorecer la acumulación de ROS en los tejidos oculares. Estos elementos pueden deteriorar aún más los mecanismos de defensa antioxidante, aumentando el riesgo de enfermedades oculares.
L'impacto del estrés oxidativo sobre los tejidos oculares provoca una serie de cambios estructurales y funcionales, que pueden dar lugar a un deterioro de la función visual que, si no se controla, puede conducir a la baja visión y, en casos graves, a la ceguera.
Por lo tanto, es crucial adoptar estrategias preventivas y terapéuticas para minimizar los daños.
Córnea
La córnea es un tejido avascular transparente que consta de tres capas principales: un epitelio externo, un estroma que contiene fibroblastos y un endotelio interno. La transparencia de la córnea es esencial para una buena calidad de visión y puede verse comprometida por la acumulación de ROS y el estrés oxidativo.
En el caso de la córnea, la fuente del estímulo oxidativo es principalmente la radiación ultravioleta solar, ya que la córnea absorbe una media de 92% de los rayos UV-B que llegan al ojo.
En condiciones normales, la córnea está dotada de sistemas antioxidantes naturales que incluyen eliminadores directos de radicales libres (antioxidantes de bajo peso molecular como la vitamina C, la vitamina E, el betacaroteno, el glutatión, la ferritina, el alfa-tocoferol) y eliminadores indirectos (catalasa, superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa y reductasa).
Con el avance de la edad, se produce un mal funcionamiento de los mecanismos antioxidantes de la córnea, lo que conduce a la acumulación de ROS y daños por estrés oxidativo que desempeñan un papel crucial en el desarrollo de enfermedades como la distrofia endotelial de Fuchs, el queratocono y la distrofia corneal granular de tipo 2.
Cristalino
El cristalino es la lente natural del ojo que permite enfocar correctamente la luz en la retina y debe ser transparente para cumplir su función.
La catarata es una enfermedad multifactorial que conduce a la opacificación de este cristalino y el estrés oxidativo es uno de los principales factores causantes de la cataractogénesis. En efecto, el estrés oxidativo daña las proteínas del cristalino, provocando su opacificación.
A medida que avanza el envejecimiento, las defensas antioxidantes naturales se deterioran y se produce una respuesta acumulativa a los factores tóxicos ambientales que conduce a una producción excesiva de ROS en las células epiteliales y las células fibrosas superficiales del cristalino, así como en el humor acuoso. La exposición a la radiación UV provoca daños oxidativos a través de la producción fotoquímica de ROS, incusi superóxido y sus derivados y otros potentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno, los radicales hidroxilo y el oxígeno singlete.
Glaucoma
El glaucoma es una neuropatía óptica degenerativa, caracterizada por la degeneración progresiva de las células ganglionares de la retina. Es una de las principales causas de ceguera irreversible en el mundo y el principal factor de riesgo es una presión intraocular elevada debida a una resistencia anormal al drenaje del humor acuoso a través de la malla trabecular. El aumento de la producción de ROS y el daño oxidativo de la retina debido a la acumulación de radicales libres se han identificado como causas concomitantes de la aparición y progresión del glaucoma.
DMLE
La degeneración macular asociada a la edad (DMAE) es una de las principales causas de baja visión y ceguera en la población mayor de 65 años.
Parece que la excesiva producción y acumulación de ROS desempeña un papel clave en la patogénesis de la DMAE y en el daño que se produce en los fotorreceptores y en las células del epitelio pigmentario de la retina (EPR) en esta patología.
El nivel de ROS aumenta en la retina con la edad, a pesar de que tanto la retina como las células epiteliales son ricas en antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos. Sin embargo, cuando se produce un aumento de la producción de ROS y una disminución de las defensas antioxidantes naturales, se produce estrés oxidativo, lo que provoca daños en los fotorreceptores, las células EPR y la coriocapilar a través de un proceso de apoptosis.
Las especies reactivas del oxígeno tienden a acumularse en la retina, en primer lugar, porque ésta es el tejido que más oxígeno consume de todo el organismo humano; en segundo lugar, la ERP y los fotorreceptores de la mácula están expuestos a una luz de alta intensidad, y las membranas celulares de los fotorreceptores son ricas en ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) que se oxidan rápidamente.
Los fotorreceptores son células con una elevada actividad metabólica y una gran necesidad de oxígeno y nutrientes, que son absorbidos por el torrente sanguíneo. La tensión de oxígeno en la retina es de 70 mmHg. Esta condición particular favorece la génesis de radicales libres.
Biomarcadores antioxidantes
El ojo dispone de mecanismos de defensa antioxidantes para combatir el estrés oxidativo. Estos sistemas son cruciales para mantener la salud ocular y prevenir enfermedades degenerativas.
Biomarcadores antioxidantes ofrecen indicios de la capacidad del ojo para neutralizar las ERO y, por lo tanto, la medición de estos biomarcadores puede ayudar a identificar desequilibrios oxidativos, en particular:
- GlutatiónAntioxidante: un potente antioxidante presente en las células oculares.
- Vitamina C y EEsencial para neutralizar los radicales libres.
El análisis de estos biomarcadores puede proporcionar información valiosa sobre la salud ocular y orientar las decisiones terapéuticas.
Diagnóstico predictivo
Le diagnóstico predictivo son herramientas importantes para identificar precozmente los riesgos de enfermedades oculares relacionadas con el estrés oxidativo. El uso de tecnologías avanzadas permite vigilar la salud ocular e intervenir en una fase temprana.
- Revisión periódicaPueden identificar los primeros signos de daño oxidativo.
- Tecnologías avanzadasPermiten una evaluación precisa de los niveles de ROS.
Aplicando estas estrategias, se puede mejorar la gestión de las enfermedades oculares y preservar la visión.
Terapias antioxidantes naturales
Las terapias antioxidantes naturales ofrecen un enfoque prometedor para reducir el estrés oxidativo en el ojo. La incorporación de antioxidantes a la dieta puede mejorar la salud ocular.
En enfoques nutricionales terapéuticos incluyen el uso de suplementos para combatir el estrés oxidativo. La suplementación de estas sustancias puede complementar las terapias activas adoptadas y ofrecer beneficios adicionales.
- Suplementos de luteína y zeaxantina
- Aceite de pescado: Rico en omega-3, ayuda a mantener la salud ocular.
- Vitamina AEsencial para la visión nocturna y la salud de la retina.
- FlavonoidesProtegen las células oculares de los daños causados por los radicales libres.
Complementar estos antioxidantes en la dieta puede ofrecer una protección natural y sostenible para los ojos, reduciendo el riesgo de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo.
Nita M, Grzybowski A. The Role of the Reactive Oxygen Species and Oxidative Stress in the Pathomechanism of the Age-Related Ocular Diseases and Other Pathologies of the Anterior and Posterior Eye Segments in Adults. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:3164734. doi: 10.1155/2016/3164734.
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