Estudio del estado oxidativo. Niveles en individuos sanos y distintos grupos patológico

Abstract

[cat] Introducció En els éssers vius es produeixen multitud de reaccions redox. Aquestes reaccions, utilitzades principalment pels organismes aeròbics (entre els quals ens trobam els éssers humans) per a l'obtenció d'energia, tenen com a conseqüència l'alliberament de productes, coneguts com radicals lliures. Els radicals lliures són substàncies oxidants que en excés poden generar greus conseqüències per a la salut. Existeixen defenses contra aquestes substàncies, bé mitjançant sistemes enzimàtics o bé per molècules de baix pes molecular, algunes de les quals poden provenir de la dieta. El problema es troba quan aquestes defenses són insuficients per fer front a l'excés de radicals lliures, de manera que l'organisme entra en una situació coneguda com a estat d’estrès oxidatiu. Aquest estrès oxidatiu pot ser la causa de diverses malalties, entre les quals hi trobam la litiasi renal d'oxalat càlcic monohidrat papil•lar (COM), malalties cardiovasculars, càncer, etc. S'han realitzat nombrosos estudis que demostren que la teràpia amb aliments o suplements antioxidants pot ser eficaç per a la prevenció de malalties relacionades amb l'estrès oxidatiu. Contingut de la investigació L'objectiu d'aquesta tesi és estudiar la relació entre l'estrès oxidatiu i la litiasi renal. Per a això, s'han posat a punt diferents metodologies per a la detecció dels nivells d'oxidants i d'antioxidants en orina, amb la finalitat d'utilitzar-los com a marcadors de l'estrès oxidatiu. També s'ha realitzat un estudi del grau d'estrès oxidatiu en pacients amb altres patologies, concretament ansietat i depressió. Finalment, s'ha avaluat l'efecte que té la ingesta d'antioxidants en l'estrès oxidatiu i la seva utilitat en la prevenció d'aquestes malalties. El primer pas va ser l'estudi de les metodologies de determinació de l'estrès oxidatiu en mostres d'orina, que són molt més senzilles d'obtenir que les mostres de plasma, generalment utilitzades fins ara. Els diferents mètodes de determinació estudiats van ser el potencial redox, la capacitat antioxidant i la capacitat oxidant, dels quals el que millor s'adapta per la seva senzillesa i eficàcia és el del potencial redox urinari. Com més gran és el potencial redox, major és l'estat oxidatiu de l'individu. Una vegada obtinguda la metodologia d'avaluació, es va procedir a l'estudi de l'estrès oxidatiu en les diferents patologies. En el cas de l'ansietat i la depressió, avaluades mitjançant qüestionaris validats, els valors de potencial redox van ser clarament més elevats en els pacients que patien aquests trastorns que en els voluntaris sans. El mateix passa en el cas de la litiasi renal, on els valors del potencial redox van ser més elevats en pacients amb litiasi de COM papil•lar que en individus sans i que en pacients amb litiasi d'oxalat càlcic dihidrat, el desenvolupament del qual no està relacionat amb l'estrès oxidatiu. Per a l'estudi dels tractaments amb antioxidants, es van realitzar dos experiments. El primer amb animals, concretament rates Wistar, a les quals es va provocar el desenvolupament de càlculs de COM papil•lar. Es va observar que els polifenols (composts antioxidants) reduïen significativament la formació d'aquests càlculs renals. Finalment, es va realitzar un estudi amb humans en el qual es va determinar l'efecte d'un producte alimentari amb polifenols sobre el potencial redox urinari, el qual es va veure disminuït de forma significativa. Conclusió Els resultats obtinguts indiquen que l'estrès oxidatiu és més elevat en pacients amb litiasi de COM papil•lar, ansietat i depressió que en individus sans, i que la ingesta de productes antioxidants com els polifenols és de gran utilitat per a la prevenció o la reducció del risc d’aquestes patologies

[spa] Introducción En los seres vivos se producen multitud de reacciones redox. Estas reacciones, utilizadas principalmente por los organismos aeróbicos (entre los que nos encontramos los seres humanos) para la obtención de energía, tienen como consecuencia la liberación de productos, conocidos como los radicales libres. Los radicales libres son sustancias oxidantes que en exceso pueden generar graves consecuencias para la salud. Existen defensas contra estas sustancias, bien mediante sistemas enzimáticos o bien por moléculas de bajo peso molecular, algunas de las cuales pueden provenir de la dieta. El problema se encuentra cuando estas defensas son insuficientes para hacer frente al exceso de radicales libres, de modo que el organismo entra en una situación conocida como estrés oxidativo. Dicho estrés oxidativo puede ser la causa de diversas enfermedades, entre las que encontramos la litiasis renal de oxalato cálcico monohidrato papilar (COM), enfermedades cardiovasculares, cáncer, etc. Se han realizado numerosos estudios que demuestran que la terapia con alimentos o suplementos antioxidantes puede ser eficaz para la prevención de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo. Contenido de la Investigación El objetivo de esta tesis es estudiar la relación entre el estrés oxidativo y la litiasis renal. Para ello, se han puesto a punto diferentes metodologías para la detección de los niveles de oxidantes y de antioxidantes en orina, con el fin de utilizarlos como marcadores del estrés oxidativo. También se ha realizado un estudio del grado de estrés oxidativo en pacientes con otras patologías, concretamente ansiedad y depresión. Finalmente, se ha evaluado el efecto que tiene la ingesta de antioxidantes en el estrés oxidativo y su utilidad en la prevención de estas enfermedades. El primer paso fue el estudio de las metodologías de determinación del estrés oxidativo en muestras de orina, que son mucho más sencillas de obtener que las muestras de plasma, generalmente utilizadas hasta este momento. Los diferentes métodos de determinación estudiados fueron el potencial redox, la capacidad antioxidante y la capacidad oxidante, de los cuales el que mejor se adapta por su sencillez y eficacia es el del potencial redox urinario. Cuanto mayor es el potencial redox, mayor es el estado oxidativo del individuo. Una vez obtenida la metodología de evaluación, se procedió al estudio del estrés oxidativo en las distintas patologías. En el caso de la ansiedad y la depresión, evaluadas mediante cuestionarios validados, los valores de potencial redox fueron claramente más elevados en los pacientes que padecían estos trastornos que en los voluntarios sanos. Lo mismo ocurre en el caso de la litiasis renal, donde los valores del potencial redox fueron más elevados en pacientes con litiasis de COM papilar que en individuos sanos y que en pacientes con litiasis de oxalato cálcico dihidrato, cuyo desarrollo no está relacionado con el estrés oxidativo. Para el estudio de los tratamientos con antioxidantes, se realizaron dos experimentos. El primero con animales, concretamente ratas Wistar, en las que se provocó el desarrollo de cálculos de COM papilar. Se observó que los polifenoles (compuestos antioxidantes) reducían significativamente la formación de dichos cálculos renales. Finalmente, se realizó un estudio con humanos en el que se determinó el efecto de un producto alimenticio con polifenoles sobre el potencial redox urinario, el cual se vio disminuido de forma significativa. Conclusiones Los resultados obtenidos indican que el estrés oxidativo es más elevado en pacientes con litiasis de COM papilar, ansiedad y depresión que en individuos sanos, y que la ingesta de productos antioxidantes como los polifenoles es de gran utilidad para la prevención o la reducción del riesgo de dichas patologías.

[eng] Introduction In living beings multitude of redox reactions occur. These reactions, mainly used by aerobic organisms (including humans) to obtain energy, result in the release of products, as free radicals. Free radicals are oxidizing substances, that in excess can lead to serious health consequences. Living beings have defenses against these substances, such as enzymatic systems or low molecular weight substances, some of which can be derived from the diet. When these defenses are insufficient to counteract the excess of free radicals, the organism undergoes an oxidative stress state. This oxidative stress may be the cause of various diseases, including calcium oxalate monohydrate papillary calculi (COM), cardiovascular disease, cancer, etc. There have been numerous studies showing that treatment with antioxidants foods or supplements can be effective in the prevention of oxidative stress-related diseases. Content research The aim of this thesis is to study the association of oxidative stress with urolithiasis. With this purpose, we have adapted different methodologies for detecting oxidants and antioxidants levels in urine, in order to use them as markers of oxidative stress. It has also performed a study of oxidative stress levels in patients with other diseases, particularly anxiety and depression. Finally, we evaluated the effects of antioxidant intake on oxidative stress and its usefulness in preventing these diseases.

The first step was the study of methodologies for determination of oxidative stress in urine samples, which are much easier to obtain than plasma samples, generally used to data. Different methods of determination were studied, including redox potential, antioxidant capacity and oxidative capacity, the best suited for its simplicity and effectiveness being the urinary redox potential. The greater the redox potential, the greater the oxidative status of the individual.

Once the methodology was selected, we proceeded to the study of oxidative stress in various diseases. For anxiety and depression, assessed using validated questionnaires, redox potential values were significantly higher in patients suffering from these disorders than in healthy volunteers. The same happened in the case of kidney stones, where the redox potential values were higher in patients with COM papillary calculi than in healthy individuals or in patients with calcium oxalate dihydrate calculi, whose development is not related to oxidative stress.

To study antioxidant treatments, two experiments were performed. The first with animals, specifically Wistar rats, in which the development of COM papillary calculi are induced. It was observed that polyphenols (antioxidant compounds) significantly reduced the formation of kidney stones. Finally, a human study in which the effects of a food product with polyphenols on urinary redox potential, which diminished significantly, was performed.

Conclusion The obtained results indicate that oxidative stress is higher in patients with COM papillary calculi, anxiety and depression than in healthy individuals, and that the intake of antioxidants such as polyphenols is useful for preventing or reducing the risk of the mentioned pathologies.