Efecto del zumo de sandía (citrullus lanatus) en el estrés oxidativo en espermatozoides humanos / Effect of watermelon juice (citrullus lanatus) on oxidative stress in human sperm

INTRODUCCIÓN: Las alteraciones reproductivas de causa masculina relacionadas con el estrés oxidativo son cada día más estudiadas y dan cuenta de causas de infertilidad diagnosticada como idiopáticas. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto del zumo de sandía sobre los parámetros seminales convencionales y funcionales in vitro e in vivo. MATERIALES Y MÉTODOS: Cinco muestras de espermatozoides puros fueron incubados con peróxido de hidrógeno (H2O2, 5mM) y 0,45% de extracto de sandía, se determinó la movilidad espermática al tiempo 0, 30 y 60 minutos. En los ensayos in vivo se incluyeron 20 individuos a los cuales se les determinaron los parámetros espermáticos convencionales, funcionales y la capacidad antioxidante del plasma seminal por microscopía, citometría y espectrofotometría en los días 0, 7 y 15 después de iniciar el consumo diario de 16 onzas de zumo de sandía. RESULTADOS: El extracto de sandía protege a los espermatozoides del efecto deletéreo del H2O2 sobre la movilidad espermática. Además, el consumo regular de jugo de sandía disminuye la lipoperoxidación de la membrana espermática, la producción intracelular de especies reactivas del oxígeno, el índice de fragmentación del ADN el día 15 y la capacidad antioxidante el día 7 y 15. CONCLUSIONES: El extracto de sandía genera un efecto protector sobre los espermatozoides humanos in vitro, protegiendo su movilidad del efecto negativo del H2O2. Además, si bien el consumo regular de zumo de sandía no mejora los parámetros seminales convencionales, si mejora algunos parámetros funcionales relacionados con el estrés oxidativo.

OBJETIVE: Male reproductive alterations related to oxidative stress are increasingly studied and account for causes of infertility diagnosed as idiopathic. The aim of this work was to evaluate the effect of watermelon juice on conventional and functional seminal parameters in vitro and in vivo. MATERIALS AND METHODS: Five samples of pure sperm were incubated with hydrogen peroxide (H2O2, 5mM) and 0.45% watermelon extract, sperm motility was determined at time 0, 30 and 60 minutes. In vivo assays, 20 individuals were included. Conventional and functional sperm parameters, and antioxidant capacity of seminal plasma using microscopy, cytometry and spectrophotometry were determined on days 0, 7 and 15 after starting daily consumption of 16 ounces of watermelon juice. RESULTS: Watermelon extract protects sperm cells from the deleterious effect of H2O2 on sperm motility. In addition, regular consumption of watermelon juice decreases sperm membrane lipoperoxidation, intracellular production of reactive oxygen species, DNA fragmentation index on day 15 and antioxidant capacity on day 7 and 15. CONCLUSION: Watermelon extract generates a protective effect on human sperm in vitro, protecting sperm motility from the negative effect of H2O2. In addition, although regular consumption of watermelon juice does not improve conventional seminal parameters, it does improve some functional parameters related to oxidative stress.

Especies reactivas del oxígeno: formación, funcion y estrés oxidativo / Reactive oxygen species: training, function and oxidative stress

Resumen Las especies reactivas del oxígeno (ROS) son producidas como una consecuencia del metabolismo aeróbico fisiológico normal. La cadena de transporte de electrones de la mitocondria, los peroxisomas, la NADPH oxidasa, la óxido nítrico sintetasa desacoplada y el sistema del citocromo P450 son las fuentes más importantes de producción de los ROS. El desbalance entre la producción de los ROS y el sistema de defensa antioxidante en los sistemas vivos ocasiona una ruptura de la función celular y daño. Este desbalance ocurre por una sobreproducción de ROS y una reducción del mecanismo de defensa antioxidante. Las acciones protectoras contra los ROS son llevadas a cabo por varias enzimas (superóxido dismutasa, catalasa y glutatión peroxidasa) y también por compuestos no enzimáticos (vitamina E, ascorbato, glutatión, transferrina, ceruloplasmina, etc.). Los ROS son moduladores cruciales de las funciones celulares. A bajas concentraciones, los ROS son participantes esenciales en la señalización celular, la inducción de la respuesta mitogénica, la defensa contra agentes infecciosos, mientras que el exceso de los ROS puede alterar la función celular normal y promover el daño irreversible a lípidos, ácidos nucleicos y a proteínas celulares. Los ROS, especialmente el H2O2, sirven como moléculas mensajeras por medio de la modificación oxidativa de proteínas de señalización. Entonces, un balance entre la producción de los ROS y su remoción permite una función celular normal, mientras que un desequilibrio causa estrés oxidativo con consecuencias patológicas.

Abstract Reactive oxigen species (ROS) are produced as the consequence of the normal aerobic physiological metabolism. The electron transport chain in mitochondrial, peroxisomes, NADPH oxidases, uncoupled nitric oxide synthase (NOS) and cytochrome P450 system are the most important sources of ROS production. The imbalance of the ROS production and antioxidants defense system in the living systems causes oxidative stress brings to cellular function disruption and damage. This imbalance occurs due to over production of ROS and reduction of the antioxidant defense mechanism. Protective actions against ROS are performed by several enzymes (superoxide dismutase, catalase and glutation peroxidase) as well as nonenzimatic compounds (vitamin E, ascorbate, glutathione, transferrin, ceruloplasmin, etc). ROS are crucial modulators of cellular functions. At low concentrations, ROS are essential participants in cell signaling, induction of mitogenic response, involvement in defense against infectious agents, whereas excess ROS can disrupt normal cellular function and promote irreversible damage to cellular lipids, nucleic acids, and proteins. ROS, especially H2O2, serve as a signal molecule through oxidative modification of signaling proteins. Thus, a balance between ROS production and their removal allows for normal cellular function, whereas an imbalance causes oxidative stress with pathological consequences.

Reconstitución inmune exitosa mediante trasplante de células madre hematopoyéticas en un paciente colombiano afectado con enfermedad granulomatosa crónica / Successful immune reconstitution by means of hematopoietic stem cell transplantation in a Colombian patient with chronic granulomatous disease

Introducción. La enfermedad granulomatosa crónica es una inmunodeficiencia primaria causada por mutaciones en los genes que codifican para las proteínas del sistema de la oxidasa de NADPH ( Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate ) de las células fagocíticas, las cuales afectan la producción de especies reactivas del oxígeno y la actividad microbicida. Actualmente, la única terapia curativa para esta enfermedad es la reconstitución inmune mediante el trasplante de células madre hematopoyéticas. Objetivo. Reportar la caracterización clínica y molecular de un paciente con enfermedad granulomatosa crónica ligada al cromosoma X y su reconstitución inmunitaria exitosa mediante el trasplante de células madre hematopoyéticas. Materiales y métodos. El estallido respiratorio en neutrófilos de sangre periférica se midió por citometría de flujo mediante la prueba de oxidación de la dihidrorrodamina 123 (DHR 123). El análisis de las mutaciones del gen CYBB se hizo mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en el ADN complementario y la secuenciación e hibridación genómica comparativa en el ADN genómico. En el trasplante se emplearon células madre del hermano menor con HLA idéntico, y previamente se hizo un acondicionamiento de intensidad reducida. La reconstitución inmunitaria después del trasplante se evaluó periódicamente con hemoleucogramas y la prueba DHR 123 en neutrófilos de sangre periférica. Resultados. El diagnóstico de la enfermedad granulomatosa crónica ligada al cromosoma X se estableció como resultado de una deleción hemicigota en la banda Xp21.1 que implicó la deleción completa del CYBB . La toma de injerto postrasplante para plaquetas y neutrófilos fue en los días 10 y 11, respectivamente. En el día 30 después del trasplante se logró la reconstitución hematológica completa y en los tres años siguientes no se observaron complicaciones ni infecciones. Conclusión. El trasplante de células madre hematopoyéticas permite la reconstitución completa de la función inmunitaria relacionada con la actividad microbicida de las células fagocíticas de pacientes con enfermedad granulomatosa crónica ligada al cromosoma X.

Introduction: Chronic granulomatous disease is a primary immunodeficiency that results from mutations in proteins of the NADPH oxidase system that affect the microbicidal activity of phagocytes. Immune reconstitution by hematopoietic stem cell transplantation is currently the only curative therapy for this disease. Objective: To describe the clinical and molecular characterization of a patient with X-linked chronic granulomatous disease and the successful immune reconstitution by means of a hematopoietic stem cell transplantation. Materials and methods: The respiratory burst was measured by flow cytometry using the dihydrorodamine 123 (DHR) oxidation test in neutrophils of peripheral blood. Mutational analysis of CYBB was performed by PCR amplification in complementary DNA, as well as sequencing and comparative genomic hybridization in genomic DNA. HLA-identical stem cells from the patient´s younger brother were used for the transplantation and reduced intensity pre-transplantation conditioning was administered. Post-transplantation immune reconstitution was evaluated periodically by serial complete blood counts and DHR 123 in peripheral blood neutrophils. Results: The diagnosis of X-linked chronic granulomatous disease resulted from a hemizygous deletion affecting Xp21.1 that included the entire CYBB . Post-transplantation engraftment was documented in platelets and peripheral blood neutrophils at days 10 and 11, respectively. Total hematological reconstitution was achieved by day 30 post-transplantation and no complications or infections have been observed in the three years since the transplantation. Conclusion: Hemopoietic stem cell transplantation allows for total reconstitution of the immune function related to microbicidal activity of phagocytic cells from patients with X-linked chronic granulomatous disease.

Estrés oxidativo: ¿un estado celular defectuoso para la función espermática? / Oxidative stress: a defective cell state for sperm function?

En los organismos vivos, las cantidades de radicales libres y especies reactivas del oxígeno (ROS) son controladas por un complejo sistema de homeostasis, capaz de mantener niveles fisiológicos de ROS necesarios para el funcionamiento y regulación de algunas biomoléculas. Paralelamente, los organismos poseen sistemas bioquímicos de protección contra el estrés oxidativo, que consiste en el desbalance entre la producción de especies químicas altamente reactivas y las defensas antioxidantes de la célula. Dicho estrés contribuye de manera importante a la etiología tanto de la senescencia celular como de algunas enfermedades. En el contexto reproductivo, las células espermáticas pasan por una serie de cambios fisiológicos durante los procesos de maduración, capacitación y fecundados, entre los que se incluyen las modificaciones de las proteínas existentes, reguladas por señales procedentes del entorno espermático, donde las ROS modulan importantes vías bioquímicas, involucradas en procesos fundamentales de la función del espermatozoide y que se pueden alterar en estados de estrés oxidativo. El objetivo de esta revisión de literatura es describir algunos de los procesos que contribuyen al estrés oxidativo y sus implicaciones sobre la funcionalidad espermática.

Living organisms regulate the load of free radicals and reactive oxygen species (ROS) by a complex homeostatic system, capable of maintaining physiological levels of ROS, necessary for the action and regulation of some biomolecules. In parallel, organisms harbor biochemical protection systems against oxidative stress, consisting of an unbalance state between oxygen reactive chemical species and antioxidant defense production; this kind of biochemical stress has been shown to contribute to cellular senescence and the development of different diseases. In the reproductive field, the spermatic cells undergo a serial of physiological changes during the maturation, capacitation and fertilization process. Such changes include the modification of proteins regulated by signals from the sperm environment, where ROS modulate important biochemical pathways involved in fundamental processes of sperm function, and that could be altered under oxidative stress conditions. The objective of this review is to describe some of the processes that contribute to oxidative stress and its implications on sperm functionality.

El estrés oxidativo y los antioxidantes en la prevención del cáncer / Oxidative stress and antioxidants in cancer prevention

Introducción: el estrés oxidativo participa en la carcinogénesis; por ello, se ha considerado como estrategia para la prevención del cáncer el reforzamiento de los mecanismos celulares de defensa antioxidante. Objetivo: evaluar el papel del estrés oxidativo en el proceso de carcinogénesis, así como la utilidad y modalidades de uso de los antioxidantes en su prevención. Métodos: se realizó un trabajo de revisión bibliográfica a través de la consulta de Google, LILACS, PubMed y Hinari. Se seleccionaron artículos de revisión sobre el tema, de los últimos 5 años, así como revisiones sistemáticas y meta-análisis publicados que evalúan la utilización de suplementos de antioxidantes sintéticos en la prevención del cáncer. Desarrollo: se abordan los mecanismos carcinogénicos de las especies reactivas del oxígeno y se discuten los beneficios y amenazas del uso preventivo de suplementos de antioxidantes. También se analiza el posible impacto en el control del estrés oxidativo, la aplicación de las recomendaciones plasmadas en la Estrategia Global sobre la Dieta, la Actividad Física y la Salud de la Organización Mundial de la Salud. Finalmente, se enfatiza en los mecanismos anticarcinogénicos de diferentes fitoquímicos. Conclusiones: la promoción de hábitos saludables que evita la generación de las especies reactivas del oxígeno, unido a la ingestión de antioxidantes como componentes de la dieta, pueden conducir al equilibrio apropiado oxidantes/antioxidantes y consecuentemente a la prevención del cáncer.

Introduction: oxidative stress is involved in carcinogenesis. Consequently, the reinforcement of cellular defensive antioxidant mechanisms has been considered as strategy for cancer prevention. Objective: to evaluate the role of oxidative stress in the carcinogenesis process as well as the utility and modalities of the use of antioxidants in cancer prevention. Methods: a review was performed through the consultation of Google, LILACS, PubMed and Hinari. Review articles published in the last five years, systematic reviews and meta-analysis about the evaluation of antioxidants for cancer prevention were selected. Results: the carcinogenic mechanisms of oxygen reactive species, and the benefits and threats of antioxidant supplementation are discussed. Finally, the possible impact on oxidative stress control, of implementation of the WHO Global Strategy on Diet Physical Activity and Health is analyzed, empathizing in the anticarcinogenic mechanisms of different phytochemicals. Conclusions: the promotion of healthy habits which avoid the generation of oxygen reactive species, together with the intake of antioxidants as dietary components could lead to the appropriate balance oxidants/antioxidants and consequently to cancer prevention.

Diferencias del estado redox entre espermatozoides y plasma seminal en adultos jóvenes / Difference of redux status between spermatozoa and seminal plasma in young adults

Introducción: Las especies reactivas del oxígeno y el estrés oxidativo desempeñan un papel fundamental en la infertilidad masculina. Sin embargo, estas especies oxidantes también han sido asociadas con los procesos de capacitación de los gametos masculinos cuando son generadas a bajos niveles y de manera controlada. Actualmente los biomarcadores redox son introducidos en el diagnóstico clínico de la infertilidad masculina en el mundo, como una herramienta complementaria a los parámetros del espermiograma. Sin embargo, en Cuba, esta metodología aún no se encuentra extendida a los servicios de salud. Objetivo: El objetivo del presente trabajo fue caracterizar el estado redox de espermatozoides y el líquido seminal de sujetos aparentemente sanos, a través de la determinación de una serie de biomarcadores de estrés oxidativo. Los niveles de malonildialdehído, la actividad de las enzimas antioxidantes superóxido dismutasa y catalasa, así como los niveles de glutatión reducido, el potencial de peroxidación y la capacidad reductora fueron determinados mediante técnicas espectrofotométricas. Métodos: Se analizaron 40 muestras de semen de sujetos aparentemente sanos, las cuales fueron obtenidas mediante masturbación sin el empleo de lubricantes y con al menos tres días de abstinencia eyaculatoria. En el estudio se incluyeron sujetos de 20 a 35 años, aparentemente sanos según exámenes de laboratorio clínico y con paternidad probada. Resultados: Los resultados demostraron que existen diferencias significativas (p< 0,05) entre los marcadores evaluados en el líquido seminal con respecto al espermatozoide, lo cual sugiere la existencia de un estado redox diferenciado entre ambos compartimentos. Conclusiones: Estos hallazgos demuestran la necesidad de evaluar el nivel de estrés oxidativo tanto en las células sexuales como en el fluido que las contiene. Ello contribuirá, sin lugar a dudas, a un diagnóstico más eficaz e integral de la capacidad fértil del hombre

Background: Reactive oxygen species and oxidative stress play a fundamental role in male infertility. However, these oxidizing species have also been associated with the process of capability of male gametes when they are generated at low levels and in a controlled manner. Currently, redox biomarkers are introduced in the clinical diagnosis of male infertility in the world as a complementary tool to the spermiogram parameters. However, in Cuba, this methodology is not yet extended to health services. Objective: The objective of this study was to characterize the redox status of spermatozoa and seminal fluid of apparently healthy subjects through the identification of a number of biomarkers of oxidative stress. Methods: 40 samples of semen of apparently healthy subjects were analyzed, which were obtained by masturbation without the use of lubricants and with at least 3 days of ejaculatory abstinence. The study included subjects from 20 to 35 years of age, who were apparently healthy according to both laboratory tests and paternity test results. Results: The results showed that there are significant differences (p<0, 05) between the markers evaluated in the seminal fluid and the spermatozoon which suggests the existence of a differentiated redux status between the two compartments. Conclusions: These findings demonstrate the need to evaluate the level of oxidative stress in both sexual cells and the fluid that contains them. It will contribute, with no doubt, to a more effective and comprehensive diagnosis of man's fertility

Niveles de la enzima superóxido dismutasa en niños normotensos, prehipertensos e hipertensos / Levels of superoxide dismutase enzyme in normotensive, prehypertensive and hypertensive children / Niveis da enzima superoxido dismutasa nas crianças normotensas, prehipertensas e hipertensas

La hipertensión arterial en los niños se ha convertido en un problema importante de salud, debido a la frecuencia con que se presenta en la actualidad. Las Especies Reactivas del Oxígeno son uno de los mecanismos involucrados en la fisiopatología de la hipertensión arterial. El objetivo del trabajo fue evaluar la actividad de la enzima superóxido dismutasa y las proteínas totales, por los métodos de Marklund y Lowry en 335 escolares de cuatro escuelas primarias de Santa Clara, según el sexo, color de piel, edad e índice de masa corporal. Para determinar las diferencias significativas entre los niños normotensos, prehipertensos e hipertensos, se utilizaron los tests de Student, Kruskal-Wallis y de Mann-Whinney, todos del software estadístico SPSS 15. Los prehipertensos e hipertensos tuvieron una disminución significativa de la actividad de la superóxido dismutasa. Algo similar ocurrió con los niños hipertensos de sexo masculino, de piel blanca, de 8 años de edad y con los normopesos. La afectación de esta enzima en los niños hipertensos puede favorecer la presencia de Especies Reactivas del Oxígeno y con ello de daños oxidativos.

High blood pressure in children has become a major health problem due to the frequency this disease is appearing today. Reactive oxygen species is one of the mechanisms involved in the pathophysiology of hypertension. The objective of this paper was to evaluate the activity of the superoxide dismutase enzyme and total proteins by the Lowry and Marklund methods in 335 students from four elementary schools in Santa Clara, according to sex, color, age and body mass index. To determine significant differences between normotensive, prehypertensive and hypertensive children, Student's tests, and Kruskal-Wallis and Mann-Whinney tests, which are part of the SPSS 15 statistical package, were used. Superoxide dismutase activity had a significant decrease in prehypertensive and hypertensive students. Something similar happened in male, white children, 8 years of age with high blood pressure, and with the ones of normal weight. When the activity of this enzyme is affected in children with high blood pressure, it can lead to the presence of reactive oxygen species and thus of oxidative damage.

A hipertensão arterial nas crianças tem se transformado em um problema importante de saúde devido à frequência com que atualmente se está apresentando. As Espécies Reativas do Oxigêno são um dos mecanismos envolvidos na fisiopatologia da hipertensão arterial. O objetivo do trabalho foi avaliar a atividade da enzima superóxido dismutase e das proteínas totais, pelos métodos de Marklund e Lowry em 335 crianças de 4 escolas primárias de Santa Clara, segundo o sexo, a cor da pele, a idade e o índice de massa corporal. Para determinar as diferenças significativas entre as crianças normotensas, pré-hipertensas e hipertensas foram utilizados os testes de Student, Kruskal-Wallis e de Mann-Whinney, todos do software estatístico SPSS 15. Os pré-hipertensos e hipertensos tiveram uma diminuição significativa da atividade da superóxido dismutase. Algo semelhante aconteceu com as crianças hipertensas de sexo masculino, de pele branca, de 8 anos de idade e com os normopesos. A afetação desta enzima nas crianças hipertensas pode favorecer a presença de Espécies Reativas do Oxigênio e com isso danos oxidativos.

Disrupción del ambiente redox sistémico en pacientes con enfermedad aterosclerótica / Disruption of systemic redox environment in atherosclerotic disease patients / A perturbação do ambiente redox sistêmico em pacientes com aterosclerose

La aterosclerosis y las enfermedades que de ella se derivan representan una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en el mundo occidental. Es conocido que el estrés oxidativo y los procesos inflamatorios juegan un papel fundamental en la fisiopatología de esta enfermedad. El presente trabajo tuvo como objetivo realizar un estudio del estado redox en pacientes con enfermedad aterosclerótica, a través del análisis de una serie de marcadores de estrés oxidativo. Estos fueron determinados en el plasma sanguíneo de 40 pacientes mediante técnicas espectrofotométricas. Todos los marcadores del balance antioxidantes/pro-oxidantes se modificaron significativamente (p<0,05) en estos pacientes con respecto al grupo control. Se observó un incremento en los marcadores de daño a biomoléculas, un aumento de la actividad de enzimas antioxidantes y la susceptibilidad a la peroxidación lipídica se incrementó notablemente en comparación con los sujetos sanos. El diseño experimental empleado permitió concluir que en estos pacientes existe un estado crítico de estrés oxidativo. Además, los marcadores evaluados podrían ser utilizados como marcadores clínicos y permitirían un análisis más integral en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades cardiovasculares.

Atherosclerosis and derived cardiovascular diseases represent a major cause of morbidity and mortality in the western world. It is known that oxidative stress and inflammation play a central role in the physiopathology of this disease. The aim of the present work was to analyse the behaviour of some redox biomarkers in atherosclerotic disease patients. The redox markers were evaluated in the plasma of 40 patients and 50 healthy subjects through spectrophotometric techniques. All measured biomarkers were significantly modified (p<0.05) with respect to control group. An increase in biomolecule damages was observed and there was an activation of antioxidant enzyme activity. Besides, susceptibility to lipid peroxidation was higher in patients than in healthy subjects. The main conclusion of the present work is that the oxidative stress level in patients is severe. Furthermore, the evaluated markers could be used as clinical markers to have a more comprehensive diagnosis and treatment of cardiovascular diseases.

A aterosclerose e as doenças dela decorrentes representam uma das principais causas de morbidade e mortalidade no mundo Ocidental. Sabe-se que o estresse oxidativo e os processos inflamatórios desempenham um papel fundamental na patofisiologia desta doença. Este trabalho teve como objetivo realizar um estudo do estado redox em pacientes com doença aterosclerótica, através da análise de uma série de marcadores de estresse oxidativo. Estes foram determinados no plasma sanguíneo de 40 pacientes através de técnicas espectrofotométricas. Todos os marcadores do equilíbrio antioxidantes / pró-oxidantes se modificaram de forma significativa (p <0,05) nestes pacientes com relação ao grupo controle. Observou-se um aumento nos marcadores de lesão a biomoléculas, um aumento da atividade de enzimas antioxidantes, e a suscetibilidade à peroxidação lipídica aumentou significativamente se comparada com indivíduos saudáveis. O projeto piloto utilizado permitiu concluir que, nestes doentes existe um estado crítico de estresse oxidativo. Além disso, estes marcadores avaliados poderiam ser utilizados como marcadores clínicos e permitir uma análise mais abrangente no diagnóstico e tratamento das doenças cardiovasculares.

Indicadores del estrés oxidativo en pacientes afectados por VIH/sida con manifestaciones reumatológicas / Oxidative stress indicators for HIV/AIDS patients with rheumatologic manifestations

Introducción: el estrés oxidativo se ha reconocido como cofactor en la progresión de la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y en las manifestaciones reumatológicas. Objetivo: valorar los indicadores del estrés oxidativo en los pacientes afectados por VIH con manifestaciones reumatológicas. Métodos: se estudiaron 31 pacientes VIH con manifestaciones reumatológicas y se compararon los índices evaluados con un grupo control, 31 individuos aparentemente sanos. Los pacientes fueron clasificados según los siguientes criterios de actividad: escala de actividad de la enfermedad para manifestaciones reumatológicas, e índice de actividad de enfermedad y la escala visual analógica de dolor nocturno para manifestaciones reumatológicas. Las concentraciones plasmáticas de los indicadores de estrés oxidativo fueron cuantificadas mediante técnicas espectrofotométricas y el análisis estadístico realizado, mediante el programa estadístico SPSS 13. Resultados: los pacientes VIH evaluados presentaron un estrés oxidativo de moderado a severo, caracterizado por aumento significativo de los parámetros indicadores de daño oxidativo y disminución de los sistemas antioxidantes (p< 0,05), con respecto a lo evaluado en un grupo de pacientes supuestamente sanos relacionado en edad y género. No se encontró significación estadística en los estudios de asociación de las manifestaciones reumatológicas, el tiempo transcurrido desde el diagnóstico confirmado de la infección por el VIH y género, conteo de linfocitos T CD4+ ni la carga viral. Conclusiones: los datos muestran que los indicadores del proceso de estrés oxidativo empleados en los pacientes afectados por VIH con manifestaciones reumatológicas, podrían ser útiles en su seguimiento y tratamiento

Introduction: the oxidative stress has been recognized as a cofactor in the progression of the human immunodeficiency virus (HIV) infection and in the rheumatologic manifestations. Objective: to assess the oxidative stress indicators in those HIV patients with rheumatologic manifestations. Methods: thirty one HIV patients with rheumatologic manifestations were studied and the evaluated indexes were compared to those of a control group made up of 31 apparently healthy individuals. The patients were classified according to the following activity criteria: scale of the disease activity for the rheumatologic manifestations, and index of disease activity and the analogical visual scale of pain at night in terms of the rheumatologic manifestations. The plasma concentrations of the oxidative stress indexes were measured by spectrophotometric techniques. Statistical analysis was made using SPSS 13 program. Results: the evaluated HIV patients presented with moderate to severe oxidative stress, characterized by significant increase in the oxidative damage parameters and decrease in the antioxidizing systems (p< 0.05) after a comparison with those parameters of an apparently healthy control group in terms of age and gender. No statistically significance was found in the studies carried out to relate rheumatologic manifestations, time elapsed from the HIV confirmation, gender, CD4 lymphocyte T count and the viral load. Conclusions: the collected data showed that the oxidative stress indicators could be useful in treating and following-up the HIV patients with rheumatologic manifestations

In vitro oxidant effects of D-glucosamine reduce adhesión and biofilm formation of Staphylococcus epidermidis / Los efectos oxidantes de la D-glucosamina in vitro reducen la adhesión y formación de biofilms de Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus epidermidis is a common pathogen in medical device-associated infections. Its major pathogenic factor is the ability to form adherent biofilms. In this work, three S. epidermidis strains isolated from infected catheters were chosen with the objective of investigating the effect of D-glucosamine (D-Glu) on reactive oxygen species (ROS) production, adhesion and biofilm formation. The chemiluminescence and nitroblue tetrazolium reduction assays were used to determine ROS production by planktonic S. epidermidis and the microtiter plate assay to quantify in vitro biofilm formation. D-Glu generated a dose-dependent increase in ROS in planktonic cells with maximum stimuli at a concentration of 0.05 mM, and reduced adhesion and biofilm formation. On the other hand, glucose showed an antioxidative stress action and promoted biofilm adhesion and growth. This study suggests a potential application of D-Glu against infections associated with indwelling medical devices, since the oxidative stress caused by this hexosamine in planktonic S. epidermidis contributed to reducing biofilm formation.

Staphylococcus epidermidis es un patógeno común en infecciones asociadas a dispositivos médicos. Su factor de patogenicidad más importante es la capacidad para formar biofilms. Se trabajó con tres cepas de S. epidermidis aisladas de catéteres, con las que se efectuaron ensayos de quimioluminiscencia y de reducción de azul de nitrotetrazolio, para determinar la producción de especies reactivas del oxígeno (ERO) en S. epidermidis planctónico, y ensayos dirigidos a cuantificar la formación de biofilm in vitro, empleando placas multipocillos. La D-glucosamina generó un aumento dependiente de la dosis en la producción de ERO en las células planctónicas, con un estímulo máximo a una concentración de 0,05 mM. Este aumento condμlo a la reducción de la adhesión y de la formación de biofilm. La adición de glucosa, en cambio, mostró un efecto anti estrés oxidativo y promovió la adhesión y el crecimiento de biofilm. Este estudio sugiere una posible aplicación de la D-glucosamina contra las infecciones asociadas a dispositivos médicos, ya que el estrés oxidativo provocado por esta hexosamina contribuyó a una menor formación de biofilm.

El estrés oxidativo en la insuficiencia renal asociada con hipertensión / Oxidative stress in hypertension-related renal failure

En los últimos años, junto con los factores que podríamos llamar clásicos en el diagnóstico de la enfermedad renal (dígase anemia, hipertensión y diabetes), se considera que el estrés oxidativo sería otro factor a tener en cuenta en la patogénesis de la insuficiencia renal crónica progresiva. De hecho, el estrés oxidativo se ha señalado como un importante mediador patológico en muchas y muy diversas situaciones clínicas como la carcinogénesis, la arterioesclerosis, las enfermedades cardiovasculares y el envejecimiento. Esto parece ser debido a múltiples factores que incluyen un aumento de la producción de sustancias del metabolismo oxidativo y/o a una disminución de las defensas antioxidantes. Se realiza una revisión actualizada sobre el tema para evidenciar los cambios que puede provocar el estrés oxidativo en la insuficiencia renal asociada con la hipertensión, mostrando particularmente las serias alteraciones que provocan los radicales libres en la funcionalidad del riñon

In recent years oxidative stress has been viewed as one more of the factors involved in the pathogenesis of progressive chronic renal failure, alongside more classical causes, such as anemia, hypertension and diabetes. In fact oxidative stress has been identified as an important pathological mediator in a large number and variety of clinical situations, namely carcinogenesis, arteriosclerosis, cardiovascular diseases and aging. This seems to be due to a multiplicity of factors including an increase in the production of oxidative metabolism substances and/or a decrease in antioxidant defenses. An updated review is conducted on the topic to identify the changes caused by oxidative stress in hypertension-related renal failure, paying special attention to the serious alterations in kidney function brought about by free radicals

Sistema NADPH oxidasa: nuevos retos y perspectivas / NADPH oxidase system: new challenges and perspectives

El sistema NADPH oxidasa es un complejo multiproteico encargado de producir especies reactivas del oxígeno (ROS, por reactive oxygen species) en diferentes células y tejidos. Es de gran importancia en las células fagocíticas (principalmente neutrófilos y macrófagos) porque participa en la destrucción de microorganismos patógenos, mediante la fagocitosis y la formación de las trampas extracelulares de neutrófilos (NET, por neutrophils extracelular traps), así como en la activación de procesos inflamatorios. Las alteraciones en la producción de ROS por parte de las células fagocíticas a causa de defectos genéticos en los componentes del sistema generan la inmunodeficiencia primaria denominada enfermedad granulomatosa crónica (EGC). Este es un artículo de revisión sobre los componentes del sistema NADPH oxidasa, su distribución celular, mecanismo de activación y acción, así como de las funciones que desempeña en otros tejidos. Además, se revisan los defectos moleculares que llevan a la EGC y el tratamiento de esta, incluyendo la terapia con IFNγ, y finalmente las perspectivas para el estudio del sistema.

The NADPH oxidase system is a multiprotein complex that acts as the main source of reactive oxygen species (ROS) in different cells and tissues. In phagocytic cells (mainly macrophages and neutrophils) it is essential for eliminating pathogenic microorganisms, by phagocytosis and the formation of neutrophil extracellular traps (NETs). It also contributes to inflammatory processes. Genetic defects in the components of the system cause alterations in the production of ROS by phagocytic cells, leading to the primary immunodeficiency known as chronic granulomatous disease (CGD). This is a review article on the components of the NADPH oxidase system, its cellular distribution, activation, mechanisms of action, and roles in other tissues. The different molecular defects that lead to EGC are also reviewed, as well as its treatment, including therapy with IFNγ, and the prospects for the study of the system.

Papel de las especies reactivas del oxígeno en el daño al miocardio inducido por isquemia/reperfusión / Role of Reactive Oxygen Species in Myocardial Damage Induced by Ischemia/Reperfusion

Las enfermedades de las arterias coronarias constituyen una de las principales causas de muerte en los países occidentales. Una de las manifestaciones patológicas en este tipo de enfermedades es el daño al miocardio, el cual puede ser una consecuencia de los episodios de isquemia/reperfusión que tienen lugar. A pesar de la complejidad de los mecanismos responsables de la afectación al miocardio inducida por isquemia/reperfusión, se han podido identificar algunos factores que inciden notablemente en este proceso. Una serie de evidencias implican a las especies reactivas del oxígeno y al estrés oxidativo en el daño celular que se produce durante un episodio de isquemia/reperfusión. En este trabajo se realizó una revisión del tema a través de una búsqueda bibliográfica en la base de datos Medline con el objetivo de abordar el papel que desempeñan las especies reactivas del oxígeno durante la isquemia/reperfusión en el miocardio.

Coronary artery diseases are one of the main causes of death in the western countries. Myocardial damage is one of the pathological manifestations of this type of diseases and it may be the consequence of the episodes of ischemia/reperfusion. The mechanisms responsible for myocardial damage induced by ischemia/reperfusion are complex, yet a few factors linked with this process have been identified. Reactive oxygen species and oxidative stress have been involved in cell damage during an episode of ischemia/reperfusion. We performed a review of this matter through a bibliographic search in Medline to determine the role of reactive oxygen species during myocardial ischemia/reperfusion.

Determinación de marcadores de estrés oxidativo en pacientes con enfermedades cardiovasculares / Determination of oxidative stress markers in cardiovascular disease patients

El presente trabajo tuvo como objetivo realizar el estudio del ambiente redox en pacientes con enfermedades cardiovasculares, a través del análisis de una serie de marcadores de estrés oxidativo. Estos fueron determinados en suero de 113 pacientes y 60 sujetos sanos mediante técnicas espectrofotométricas. Todos los marcadores del balance de antioxidantes/ pro-oxidantes se modificaron significativamente (p<0,05) en estos pacientes con respecto al grupo control. Se observó un incremento en los marcadores de daño a biomoléculas y una disminución de la concentración de glutatión reducido. Por su parte las enzimas antioxidantes se activaron en estos pacientes con una disrupción del equilibrio catalasa/superóxido dismutasa. Por otra parte, el potencial de peroxidación se incrementó en un 73,02%, mientras que la capacidad reductora de hierro férrico en plasma disminuyó significativamente (p<0,05) en estos pacientes. El diseño experimental empleado permitió concluir que en ellos existen altos niveles de estrés oxidativo. Además, los marcadores evaluados podrían ser extrapolados a las determinaciones de laboratorio clínico, permitirían un análisis más integral de la fisiopatología de estas enfermedades y también podrían ser utilizados como indicadores de eficacia terapéutica.

The aim of this study was to investigate the status of an extensive array of redox indices in cardiovascular disease patients compared with healthy subjects. Blood samples from 113 patients and 60 healthy subjects were tested by spectrophotometric techniques. All measured biomarkers of antioxidants/pro-oxidant balance were significantly (p<0.05) modified in patients compared with normal subjects. An increase in biomolecule damage markers and a significant (p<0.05) reduction in the soluble antioxidant glutathione was observed. Antioxidant enzymes were activated in these patients with a disruption of the catalase/superoxide dismutase balance. In addition, the global indicator of susceptibility to lipid peroxidation was increased by 73.02% in patients compared to the control group and the indicator of total antioxidant capacity was significantly (p<0.05) reduced. In these patients there are high levels of oxidative stress. The evaluated indicators could be extrapolated to routine clinical analysis and contribute to an integral overview o cardiovascular diseases physiopathology and could also be used as indices of treatment efficacy.

Esenciales en biología, patobiología y bioclínica del óxido nítrico: [revisión] / Escentials in biology, pathobiology and bioclinics of nitric oxide: [review]

El óxido nítrico es un regulador multifuncional, fundamental para diversos procesos incluyendo la inflamación, vasoregulación, señalización intra e intercelular, apoptosis y carcinogénesis. La falla en la síntesis y/o la pérdida de la biodisponibilidad de óxido nítrico es la principal característica de muchas enfermedades. La comprensión de los mecanismos subyacentes a los efectos del óxido nítrico a nivel celular y tisular, permitirá el desarrollo de nuevas terapias para balancear los efectos del óxido nítrico in vivo. El objetivo de esta revisión es mencionar los principales hallazgos en el campo de investigación relativo a este gas diatómico y su dinámica biológica...

Nitric oxide is a multifunctional regulator, which is central to diverse processes including infl ammation, vasoregulation, intra and intercellular signaling, apoptosis, and carcinogenesis. The failure in the synthesis and/or loss of bioavailability of nitric oxide is the main characteristic of many diseases. Understanding the mechanisms underlying the effects of nitric oxide at the cellular and tissue level, will allow the development of new therapies to balance the effects of nitric oxide in vivo. The purpose of this review is to mention the key findings in the field of research on this diatomic gas and their biological dynamics...

El estrés oxidativo en la enfermedad cardiovascular: evidencias para un tratamiento más integral / Oxidative stress in cardiovascular disease: evidences for a more integral treatment

La revolución que se produjo en las áreas de la salud en el mundo durante el siglo XX, o lo que se ha dado en llamar la transición epidemiológica, ha hecho que la población mundial envejezca y con ello las enfermedades crónicas no trasmisibles, aparezcan cada vez con mayor frecuencia. Entre estas, las enfermedades cardiovasculares, específicamente las del corazón, son las de mayor incidencia. El oxígeno es esencial para la vida, pero posee una paradoja en los organismos que lo utilizan. Este elemento desempeña una función importante como aceptor final de electrones durante la respiración celular, pero también constituye el punto de partida para un tipo de daño celular conocido como estrés oxidativo. La experiencia clínica y los estudios prospectivos constituyen una herramienta de gran utilidad, lo cual ha permitido establecer una asociación entre el estrés oxidativo y las enfermedades cardiovasculares, se plantea que este es un evento precoz en el desarrollo de la disfunción endotelial y de la subsecuente afección cardiovascular. En el presente trabajo se realizó una revisión bibliográfica actualizada sobre la función del estrés oxidativo y las especies reactivas de oxígeno en la fisiopatología de estas enfermedades.

Changes occurred in health areas at world level during XX Century, or the so called epidemiologic transition, lead to world population aging, and thus the non-communicable chronic diseases, appear with more and more frequency. Among them, cardiovascular diseases, specifically those of heart, have the greater incidence. Oxygen is essential for life, but it has a paradox in organisms used it. This element has a significant role as final acceptor of electrons during cellular breathing, but also is start point of cellular damage known as oxidative stress. Clinical experience and prospective studies is a very useful tool, which has allowed us to establish an association between oxidative stress and cardiovascular diseases. We propose that this is an early event in development of endothelial dysfunction and the subsequent cardiovascular affection. In present paper we made a updated bibliographic review on role of oxidative stress, and the reactive species of oxygen in physiopathology of these diseases.

Interacciones de las radiaciones electromagnéticas y especies reactivas del oxígeno sobre la piel / Interactions of electromagnetic radiations and reactive oxygen species on skin

La energía radiante abarca todo el espectro electromagnético y proviene de la fusión en el sol, de 4 núcleos de hidrógeno en uno de helio. Las radiaciones electromagnéticas tienen características de ondas, con la velocidad de la luz (c) y difieren en sus longitudes de ondas (λ). La energía lumínica es transmitida en unidades individuales o fotones: E = h c/λ así, los fotones de menores λs son los de mayor energía. Las radiaciones ultravioletas (UV) (λs de 200 - 400 nm) pueden dividirse: UVA (λs 315 - 400 nm); UVB (λs 280 - 315 nm) y UVC (λs < 280 nm). UVB y UVC son las más importantes, en inducir respuestas biológicas. Por acción de las radiaciones electromagnéticas el O2, da productos agrupados bajo la denominación de Especies Reactivas del Oxígeno (ROS). El alto contenido de O2 en los sistemas biológicos estimula la formación de ROS, que si no son controladas por el sistema endógeno de antioxidantes, afectan el estado redox de las células y generan daños tisulares ("stress oxidativo"). Inducen peroxidación de lípidos, entrecruzamiento de proteínas, inhibición de enzimas, pérdida de integridad y función de membranas plasmáticas y mitocondriales, ruptura de organelas intracelulares. Como consecuencias producen inflamación, envejecimiento, carcinogénesis y muerte celular. Mientras las radiaciones infrarrojas, inducen aumento de la temperatura cutánea, llegando a producir graves quemaduras, las UVA y UVB, en forma encubierta, reaccionan con cromóforos del tejido cutáneo, que absorben fotones y generan alteraciones fotoquímicas, implicadas en el envejecimiento celular e inducción de cáncer. La radiación UV al alcanzar el núcleo de las células causa daños en el ADN. Los seres humanos debemos protegernos de los efectos deletéreos del sol que representa un problema de salud pública, de suma importancia. Defensa que logramos con la vestimenta y uso de productos protectores de la piel. Las bacterias, así como otros procariotas, más expuestas a las radiaciones solares han generado plásmidos, que incrementan por medio de un sistema de reparación del ADN, la tolerancia a la UV y otros agentes mutagénicos.

The energy of electromagnetic radiation is derived from the fusion in the sun of four hydrogen nuclei to form a helium nucleus. The sun radiates energy representing the entire electromagnetic spectrum. Light is a form of electromagnetic radiation. All electromagnetic radiation has wave characteristics and travels at the same speed (c: speed of light). But radiations differ in wavelength (λ). Light energy is transmitted not in a continuum stream but only in individual units or photons: E = h c/λ. Short wave light is more energetic than photons of light of longer wavelength. Ultraviolet radiations (UV) (λs 200 - 400 nm) can be classified in UVA (λs 315 - 400 nm.); UVB (λs 280 - 315 nm) and UVC (λs < 280 nm). UVB and UVC are the most significant UV radiations to induce biological responses. Electromagnetic radiations on molecular oxygen lead to several reactive products known as Reactive Oxygen Species (ROS). High O2 content in biological systems promotes ROS synthesis. If ROS are not controlled by endogenous antioxidants, cell redox status is affected and tissue damage is produced ("oxidative stress"). ROS induce lipid peroxidation, protein cross-linking, enzyme inhibition, loss of integrity and function of plasmatic and mitochondrial membranes conducing to inflammation, aging, carcinogenesis and cell death. While infra-red radiations lead to noticeable tissue temperature conducing to severe burns, UVA and UVB undercover react with skin chromophores producing photochemical alterations involved in cellular aging and cancer induction. As UV radiations can reach cellular nucleus, DNA can be damage. Human beings need protection from the damaging sunbeams. This is a very important concern of public health. While humans need to protect their skin with appropriate clothing and/or by use of skin sunblocks of broad spectrum, some bacteria that are extensively exposed to sunlight have developed genomic evolution (plasmid-encoded DNA repair system) which confer protection from the damaging effect of UV radiation.

Perspectivas del uso de antioxidantes como coadyuvantes en el tratamiento del asma / Perspectives in the use of antioxidants for the treatment of asthma

Al tratarse de un proceso inflamatorio, en el asma hay participación e incremento en la generación de especies reactivas del oxígeno, dando lugar a un desequilibrio oxidante/antioxidante, fenómeno que se ha descrito como estrés oxidante, que causa daño a diferentes biomoléculas. La utilización de agentes antioxidantes exógenos o activadores de antioxidantes endógenos como coadyuvantes de la terapéutica del paciente asmático, es una posibilidad a discutir.

Oxidative stress seen in bronchial asthma can damage different kinds of biomolecules; this oxidant/antioxidant imbalance results from an increment in the production of oxygen reactive species. The utilization of exogenous antioxidant agents or promoters of endogenous antioxidants can be seen as an alternative therapy for asthma that is worth discussing.

Estrés oxidante en asma / Oxidative stress in asthma

El asma es una enfermedad inflamatoria crónica del tracto respiratorio de etiología aún desconocida; sin embargo, nuevas evidencias han involucrado al estrés oxidante, en el que la participación e incremento en la generación de especies reactivas del oxígeno por diferentes sistemas bioquímicos, superan a los mecanismos antioxidantes en el ambiente de las vías respiratorias del asmático, lo cual es acompañado de alteraciones inducidas por radicales libres que involucran daño estructural y modificaciones metabólicas presentes, a nivel sistémico y en el tracto respiratorio.

Asthma is a chronic inflammatory disease of the airways: its precise etiology is still unknown. New evidence points to oxydative stress, in which the participation and increment of reactive species of oxygen by several biochemical systems overwhelms the anti oxidant mechanisms of the airways; this, in conjunction with changes induced by free radicals involving systemic and local respiratory structural damage and metabolic changes.

Papel de las especies reactivas del oxígeno en la arterioesclerosis / Role of oxygen reactive species in atherosclerosis

Las especies reactivas del oxígeno (ERO) atacan los ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) y producen una reacción de peroxidación en cadena que altera la membrana de las células del endotelio vascular y oxida las lipoproteínas de baja densidad (LDL). Ambos procesos están implicados en el desarrollo y progresión de la arterioesclerosis por sus efectos sobre la adhesión y agregación plaquetarias, trombogenicidad y proliferación celular. El estrés oxidativo, entendido como el desequilibrio entre la producción de ERO y la defensa antioxidante contribuye a desencadenar el proceso arterioesclerótico. Este artículo revisa el proceso por medio del cual las ERO producen peroxidación lipídica y el papel de los lípidos oxidados en la etiología de la arterioesclerosis.

Oxygen reactive species (ORS) attack polyunsaturated fatty acids and produce a peroxidative chain reaction that alters cell membranes of vascular endothelium and oxidize low density lipoproteins. Both processes are involved in the development and progression of atherosclerosis due to their effects on platelet adhesion and aggregation, thrombogenicity and cell proliferation. Oxidative stress, understood as an imbalance between ORS production and antioxidative defense, contributes to unleash the atherosclerotic process. This paper reviews the process by which ORS produce lipidic peroxidation and the role of oxidized lipids in the etiology of atherosclerosis.