En las plantas como en los animales parte del metabolismo del oxígeno da lugar a la formación de productos altamente tóxicos. Los vegetales poseen mecanismos para evitar la acumulación de estos productos. Cuando estos mecanismos son sobrepasados se producen daños que pueden conducir a la muerte de la planta.
La producción y consumo de oxígeno son funciones esenciales para la vida de las plantas. Sin embargo, en ellas el metabolismo del oxígeno da lugar también a la formación de sustancias altamente tóxicas. Para evitar que estas produzcan daños, las plantas han desarrollado en el curso de la evolución una serie de mecanismos de defensa. Cuando estos mecanismos son desbordados se produce una situación conocida como estrés oxidativo que puede producir graves daños llevando incluso a la muerte de la planta.
Con la excepción de aquellos organismos, llamados anaerobios, que están adaptados para vivir en ausencia de oxígeno, los animales y las plantas aeróbicas requieren oxígeno para obtener la energía esencial para la vida. Sin embargo, cuando la concentración de oxígeno es mayor que la presente en la atmósfera, el gas se hace tóxico para las bacterias, las plantas y los animales. Los organismos aeróbicos se enfrentan, entonces, con la paradójica situación de que el oxígeno, indispensable para su supervivencia, es al mismo tiempo un agente tóxico que puede afectar esta supervivencia. Los avances tanto en la investigación básica cuanto en la investigación clínica, han conducido a una comprensión más profunda de los mecanismos que dan lugar a la toxicidad del oxígeno y han permitido entender que ella constituye un problema de una envergadura muy superior al que se le atribuía hace unos años.
La toxicidad del oxígeno es consecuencia de la aparición de las especies reactivas del oxígeno. Hace tiempo que se sabía que estas son producidas por la radiación ionizante (como los rayos X y la emitida por las sustancias radiactivas) y que son responsables de parte de los daños producidos por esta radiación en el material biológico. Para muchos especialistas resultó alarmante comprobar que radicales libres del oxígeno semejantes a los producidos por la radiación ionizante aparecieran también como productos normales del proceso de consumo de oxígeno por organismos aeróbicos. Sin embargo, ya en 1954, Rebeca Gerschman, docente e investigadora de la facultad de Farmacia y Bioquímica de la universidad de Buenos Aires, había postulado que la mayor parte del daño producido en organismos vivientes por el oxígeno en altas presiones se debe, lo mismo que el daño originado por los rayos X, a la formación de lo que en general son radicales libres del oxígeno o especies reactivas de oxígeno. (Para una mejor comprensión de lo que sigue recomendamos al lector leer los recuadros “Algunas definiciones” y “Especies reactivas de oxígeno” donde encontrará explicación de los términos técnicos que se utilizan aquí).
Ahora se sabe que, en condiciones normales, entre el 2 y el 4% del oxígeno consumido por las células vivas genera productos nocivos para ellas. Para evitar que estos alcancen niveles incompatibles con el normal desarrollo de las células, estas han desarrollado en el curso de la evolución sistemas de defensa antioxidante que incluyen antioxidantes no enzimáticos y enzimas entre las que se cuentan la catalasa (que cataliza la reacción por la que el peróxido de hidrógeno se descompone en agua y oxígeno), las peroxidasas, la superóxido dismutasa y la glutatión reductasa. Cuando, tanto por un aumento de producción cuanto por una disminución en los mecanismos de defensa, se pierde el balance entre la aparición de especies nocivas y la capacidad de la célula de evitar su acumulación, ocurre una situación conocida como estrés oxidativo. En estas condiciones las especies activas del oxígeno reaccionan con las macromoléculas de las células modificando su estructura y su función y dando lugar a alteraciones que pueden conducir a la muerte celular.
Marcela Simontacchi
Andrea Galatro
