Oxidaciones y reducciones biológicas
En el metabolismo de todos los seres vivos, los procesos redox tienen una importancia capital, ya que están involucrados en la cadena de reacciones químicas de la fotosíntesis y de la respiración aeróbica. En ambas reacciones existe una cadena transportadora de electrones formada por una serie de complejos enzimáticos, entre los que destacan los citocromos; estos complejos enzimáticos aceptan (se reducen) y ceden (se oxidan) pares de electrones de una manera secuencial, de tal manera que el primero cede electrones al segundo, éste al tercero, etc., hasta un aceptor final que se reduce definitivamente; durante su viaje, los electrones van liberando energía que se aprovecha para sintetizar enlaces de alta energía en forma de ATP.
Otro tipo de reacción redox fundamental en los procesos metabólicos son las deshidrogenacion es, en las cuales un enzima (deshidrogenasa) arranca un par de átomos de hidrógeno a un sustrato; dado que el átomo de hidrógeno consta de un protón y un electrón, dicho sustrato se oxida (ya que pierde electrones). Dichos electrones son captados por moléculas especializadas, principalmente las coenzimas NAD, NADP y FAD que al ganar electrones se reducen, y los conducen a las cadenas transportadoras de electrones.
El metabolismo implica cientos de reacciones redox. Así, el catabolismo lo constituyen reacciones en que los sustratos se oxidan y las coenzimas se reducen. Por el contrario, las reacciones del anabolismo son reacciones en que los sustratos se reducen y los coenzimas se oxidan. En su conjunto, catabolismo y anabolismo constituyen el metabolismo.
Peroxidación de los lípidos
Es un fenómeno en el que una molécula reactiva ataca a un ácido graso no
saturado en el carbono vecino a un enlace p, que es el más reactivo debido al
doble enlace. Con ello se inicia la modificación de la estructura molecular y
se suceden una serie de reacciones en cadena que pueden llegar a producir la
destrucción de las membranas y formar productos secundarios capaces de
inactivar las enzimas o reaccionar con grupos específicos de proteínas o
interactuar con el ADN celular.
Oxidación de las proteínas
Cadenas laterales de los aminoácidos que forman parte de las proteínas son
sensibles a la acción de los oxidantes y radicales libres. Por ello, la
exposición de proteínas a sistemas generadores de radicales libres conduce a
modificaciones de la estructura terciaria, que puede acompañarse de pérdidas de
su función biológica. Puesto que la estructura secundaria se establece mediante
puentes de hidrógeno entre los enlaces peptídicos de la cadena, también en
éstos se presentan alteraciones por la presencia de radicales libres y de
oxidantes. Una consecuencia del daño en las
proteínas por radicales libres puede
ser la
modificación del transporte de sustratos y
nutrientes.
Oxidación de los carbohidratos
La oxidación de los carbohidratos puede dar lugar a la formación de moléculas
capaces de reaccionar con los grupos carbonilo de las proteínas, hechos que
acontece con los monosacáridos, como la glucosa, y que se han descrito en la
diabetes mellitus.
