Ha sido ampliamente aceptado que los antioxidantes naturales y dietéticos tienen un papel vital en la prevención de varias enfermedades causadas por el estrés oxidativo. El estrés oxidativo influye en el riesgo de ECV, incluida la aterosclerosis, al detener la producción de radicales libres y el proceso de oxidación de las LDL (Kovanen y Pentikäinen, 2003). Las especies reactivas de oxígeno (ROS) conducen a la producción y acumulación de LDL oxidadas en el lugar de las lesiones ateroscleróticas (Yla-Herttuala, 1999). El estrés oxidativo también conduce progresivamente al desarrollo de la aterosclerosis al contribuir a la formación de células espumosas de los macrófagos y provocar una disfunción endotelial (Mietus-Snyder et al., 2000). Se descubrió que el SR disminuye significativamente los marcadores de estrés oxidativo, como la albúmina glicosilada en suero y la 8-hidroxiguanosina en orina, en ratas espontáneamente hipertensas y propensas a sufrir accidentes cerebrovasculares (Mizutani et al., 2001). El RS también aumenta la actividad de la catalasa y reduce la producción de ROS en el tejido cardíaco de cobayas (Floreani et al., 2003). Rocha et al. (2009) han demostrado una reducción de las LDL oxidadas en ratas alimentadas con una dieta alta en grasas y tratadas con RS durante 45 días a una dosis de 1 mg/kg al día. Todos los resultados anteriores sugieren que el RS inhibe eficazmente la peroxidación lipídica in vivo. Las propiedades antioxidantes del RS se sugirieron como el mecanismo subyacente a sus diversos efectos, incluidos los efectos antiaterogénicos (Fremont, 2000).
Efecto inhibidor del RS sobre la producción de ROS y la peroxidación lipídica
Numerosas investigaciones han informado de que el RS inhibe el estrés oxidativo mediante la eliminación de ROS y la atenuación de los radicales peroxilo y el peróxido de hidrógeno (Jang y Surh, 2001; Liu et al., 2003; Shigematsu et al., 2003; Chen et al., 2004; Leiro et al., 2004). Se ha demostrado la inhibición de la producción intracelular y extracelular de ROS por parte del RS con una concentración que va de 1 a 100 μmol/l (Jang y Surh, 2001). El RS ha demostrado tener fuertes propiedades antioxidantes al reducir la tasa de oxidación del citocromo C por los radicales hidroxilo, producidos por la irradiación ultravioleta del peróxido de hidrógeno (H2O2) (Turrens et al., 1997). También se ha demostrado que el RS elimina los radicales hidroxilo (Soares et al., 2003) e inhibe el radical superóxido y el H2O2 producidos por macrófagos estimulados por lipopolisacáridos (LPS) o ésteres de forbol. El RS reduce eficazmente la liberación de ácido 3H-aracidónico inducida por el LPS, los ésteres de forbol o la exposición al superóxido o al H2O2 (Martínez y Moreno, 2000) y disminuye significativamente los niveles de proteínas tiol en las plaquetas aisladas de seres humanos (Olas et al., 2004). Leonard et al. (2003) han demostrado que el RS es un potente antioxidante que elimina los radicales hidroxilo y superóxido y protege a las células impidiendo la peroxidación lipídica en las membranas celulares, así como los daños en el ADN. Se ha demostrado que el RS previene la peroxidación lipídica e inhibe la captación de LDL oxidadas (Fremont et al., 1999; Leighton et al., 1999; Bhavnani et al., 2001). Esta inhibición de la peroxidación lipídica por parte del RS podría deberse al fuerte efecto antioxidante del RS y a su capacidad para inhibir la generación de ROS (Fremont et al., 1999; Olas y Wachowicz, 2002).
La oxidación del colesterol LDL está fuertemente asociada al riesgo de ECV (Holvoet, 2004). En microsomas de hígado de rata, el RS inhibió la peroxidación lipídica inducida por el hierro, así como la irradiada por rayos ultravioleta, y evitó la oxidación de las LDL por el cobre (Fauconneau et al., 1997; Miura et al., 2000). El RS podría prevenir eficazmente la modificación oxidativa de las LDL mediante la inhibición de la actividad de la enzima lipoxigenasa (Maccarrone et al., 1999; Kovanen y Pentikäinen, 2003). Se ha informado de que los polifenoles del vino tinto, incluido el RS, inhiben la oxidación de las LDL; este efecto resultó ser más fuerte que el conocido antioxidante α-tocoferol (Frankel et al., 1993). Los RS también previenen la oxidación de los ácidos grasos poliinsaturados que se encuentran en las LDL (Miller y Rice-Evans, 1995) e inhiben la captación de LDL oxidadas en la pared vascular de forma dependiente de la concentración (Fremont, 2000), así como previenen el daño causado a los lípidos por la peroxidación (Frankel y Waterhouse, 1993; Leighton et al., 1999).
El SR suprime el estrés oxidativo al aumentar la síntesis de óxido nítrico en los tejidos isquémicos reperfundidos (Hattori et al., 2002). Se ha demostrado que el RS previene la producción de ROS estimulada por el LPS (Martínez y Moreno, 2000) e inhibe las ROS y la peroxidación lipídica inducida por el factor de necrosis tumoral (TNF) en una amplia variedad de células, incluidas las células mieloides, linfoides y epiteliales (Manna et al., 2000). El RS inhibe la peroxidación de los lípidos al eliminar eficazmente varios radicales libres, incluidos los radicales peroxilo e hidroxilo, en el miocardio reperfundido tras la isquemia (Ray et al., 1999). También se observó la inhibición de la óxido nítrico sintasa inducible y la prevención de los efectos citotóxicos tras el tratamiento con RS (Tsai et al., 1999; Matsuda et al., 2000).
Bradamante et al. (2004) han explicado con detalle el mecanismo de acción del RS en la inhibición de la peroxidación lipídica. Se sugieren varios mecanismos a través de los cuales el RS ejerce efectos antioxidantes (Zini et al., 1999). En primer lugar, el RS puede competir con la coenzima Q y disminuir el complejo III de la cadena oxidativa. En segundo lugar, se ha descubierto que el RS aumenta el glutatión, un eliminador de radicales libres intracelulares, ya que el RS mantiene la viabilidad celular e inhibe la oxidación (Savaskan et al., 2003). En tercer lugar, el RS puede aumentar los antioxidantes endógenos y las enzimas de fase 2 en los cardiomiocitos, y este aumento de las defensas celulares proporciona protección contra las lesiones oxidativas (Cao y Li, 2004). El RS y sus análogos han demostrado ser eficaces antioxidantes contra la peroxidación del ácido linoleico en micelas de dodecil sulfato de sodio y bromuro de cetiltrimetilamonio (Fang et al., 2002; Fang y Zhou, 2008). Los resultados sugieren que las acciones antioxidantes implican atrapar los radicales peroxilo que se propagan en la superficie de la micela y regenerar el α-tocoferol.
Modulación de las enzimas antioxidantes por RS
Se ha descubierto que el tratamiento con RS reduce el estrés oxidativo y previene varias enfermedades al aumentar las actividades de varias enzimas antioxidantes, incluyendo la superóxido dismutasa, la catalasa, el glutatión, la glutatión reductasa, la glutatión peroxidasa y la glutatión-S-transferasa en las células musculares lisas de la aorta de rata (Yen et al., 2003; Li et al., 2006). Se ha demostrado que el RS mantiene los niveles de glutatión en las células mononucleares de sangre periférica humana sometidas a estrés oxidativo y que eleva los niveles de glutatión en los linfocitos humanos activados por peróxido de hidrógeno (Losa, 2003; Olas et al., 2004). Se demostró una fuerte inducción dependiente de la dosis de las enzimas metabolizadoras de fármacos de fase II y de los genes antioxidantes cuando las ratas recibieron suplementos de 0,3, 1 y 3 g/kg de peso corporal al día de RS durante 28 días (Hebbar et al., 2005). Rocha et al. (2009) han demostrado reducciones significativas en el estrés oxidativo tras el tratamiento con RS mediante la disminución del hidroperóxido de lípidos y el aumento de las enzimas antioxidantes, incluida la superóxido dismutasa, en ratas alimentadas con una dieta alta en grasas.
Efectos antiinflamatorios del RS
El papel de la inflamación en el proceso de la aterosclerosis ha sido cada vez más reconocido en la última década. La inflamación tiene un papel importante en todas las etapas de la aterosclerosis, incluyendo el inicio, la progresión y la formación de la placa. (Libby et al., 2002; Jawien, 2008). Se han sugerido los efectos antiinflamatorios in vivo e in vitro del SR y el mecanismo subyacente (Udenigwe et al., 2008). El RS inhibe la actividad de la ciclooxigenasa-2, que es la enzima que produce PGE2, un componente vital para mediar en la inflamación (Donnelly et al., 2004). La interleucina-6 se ha implicado como un importante marcador en el proceso de inflamación y la progresión de las placas ateroscleróticas (Ikeda et al., 2001). Se ha demostrado que los macrófagos murinos cultivados, tras el tratamiento con RS, reducen la expresión genética, la síntesis y la secreción de interleucina-6 (Zhong et al., 1999). Se descubrió que el proceso inflamatorio era suprimido por el SR, a través de la mediación de varios marcadores inflamatorios, como la inhibición de la secreción de interleucina-8 y de los factores estimulantes de colonias de granulocitos macrófagos (Culpitt et al., 2003; Donnelly et al., 2004), las moléculas de adhesión endotelial-leucocitaria, la molécula de adhesión celular vascular-1, y mediante la inhibición de la secreción de histamina y del factor de necrosis tumoral-α (Carluccio et al., 2003).
La inhibición de la angiogénesis inducida por el factor de crecimiento endotelial vascular parece producirse mediante el deterioro de la vía dependiente de ROS en las células endoteliales de la vena umbilical humana. (Lin et al., 2003). Rivera et al. (2009) también demostraron la reducción de la citocina proinflamatoria factor de necrosis tumoral-α tras el tratamiento de ratas Zucker con RS a una dosis de 10 mg/kg de peso corporal durante 8 semanas. Pervaiz (2003) ha demostrado la influencia del SR en el efecto del factor nuclear-κB, un importante factor de transcripción que regula varios mediadores de la inflamación, como las citocinas, los factores de crecimiento y las moléculas de adhesión. El RS posee un fuerte efecto antiinflamatorio al inhibir la adhesión de leucocitos en un modelo de rata de isquemia-reperfusión a una dosis de 0,7 mg/kg (Shigematsu et al., 2003).
También se ha informado de que la disfunción endotelial es un importante factor de riesgo de ECV (Rodríguez-Porcel et al., 2001). Fukuda et al. (2006) han descubierto que el SR aumenta significativamente la angiogénesis miocárdica en ratas inducidas por infarto de miocardio experimental a través de un mecanismo mediado por el factor de crecimiento endotelial vascular. Saiko et al. (2008) revisaron los efectos beneficiosos del SR en el metabolismo del ácido araquidónico, donde se descubrió que el SR inhibe la conversión de fosfolípidos en ácido araquidónico. Además, el RS suprime la inflamación al inhibir la ciclooxigenasa-1, -2; las lipoxigenasas, las epoxigenasas y la síntesis de prostaglandinas y eicosanoides (Saiko et al., 2008). Hattori et al. (2002) y Hung et al. (2000) demostraron la inhibición de la inflamación y la formación de placas de ateroma por parte del RS mediante la alteración de la generación de óxido nítrico del endotelio vascular. El SR modula la producción y secreción de mediadores inflamatorios y, por tanto, suprime la función trombogénica de las células polimorfonucleares (Rotondo et al., 1998).
Función del SR en la producción de vasodilatadores y vasoconstrictores
Se sabe que las células endoteliales regulan y mantienen un equilibrio entre los vasodilatadores, como el óxido nítrico, y los vasoconstrictores, como la endotelina-1, así como que reducen el riesgo de aterosclerosis al prevenir la aterogénesis (Davignon y Ganz, 2004). Se ha informado de que el SR influye y mantiene un equilibrio entre la producción de vasodilatadores y vasoconstrictores, respectivamente (Fan et al., 2008). La reducción de la producción de óxido nítrico provoca vasoconstricción, agregación plaquetaria y estrés oxidativo. Además, el SR inhibe la enzima ciclooxigenasa-1, que es un fuerte vasoconstrictor y tiene un papel importante en la agregación plaquetaria (Szewczuk et al., 2004). Se encontró un aumento de la actividad de la óxido nítrico sintasa en las células endoteliales de la arteria pulmonar cuando se trató con RS, lo que indica la asociación directa del óxido nítrico en la vasorrelajación (Klinge et al., 2003). Se ha demostrado que el SR aumenta la expresión de la óxido nítrico sintasa y, por lo tanto, protege potencialmente los corazones de trabajo perfundidos (Hattori et al., 2002), aunque el SR no mostró dicho efecto protector en los ratones sintetizadores de óxido nítrico (Imamura et al., 2002). Estos resultados confirman el efecto del SR en el equilibrio de los vasoconstrictores y los vasodilatadores, previniendo así la agregación plaquetaria y el estrés oxidativo, lo que conduce a la reducción del riesgo de ECV.
Supresión de la agregación plaquetaria por el SR
La agregación plaquetaria desempeña un papel importante en la mediación de la aterosclerosis, mediante la cual las plaquetas se adhieren a las superficies celulares, liberando el factor de crecimiento derivado de las plaquetas e induciendo la aterosclerosis. El aumento o el deterioro de la agregación plaquetaria da lugar a diversas complicaciones, como el infarto de miocardio, la isquemia y el ictus. Sin embargo, se ha demostrado que el SR inhibe la agregación de las plaquetas (Bertelli et al., 1996b; Bhat et al., 2001; Fan et al., 2008). También se demostró la supresión de la agregación plaquetaria por el RS en conejos con dieta hipercolesterolémica y la reducción de la aterosclerosis en ratones genéticamente hipercolesterolémicos (Zini et al., 1999; Wang et al., 2002b). Sin embargo, el SR no pudo demostrar tales efectos en la sangre total, ya que el mecanismo podría ser a través de la inhibición de las proteínas quinasas activadas por mitógenos en las plaquetas (Kirk et al., 2000). Se ha demostrado que varios mecanismos de acción del SR inhiben la agregación plaquetaria, incluida la inhibición de la adhesión de las plaquetas al colágeno de tipo I, el principal paso en la activación de las plaquetas. Olas et al. (2002) demostraron que el pretratamiento de las plaquetas con RS impide la adhesión de las plaquetas al colágeno y al fibrinógeno estimulada por el LPS o la trombina. Estos hallazgos proporcionan más información sobre el efecto supresor del RS en la agregación plaquetaria.
Aspectos de seguridad del tratamiento con RS
Varias investigaciones con humanos y varios modelos animales han demostrado la ausencia de efectos tóxicos significativos tras la suplementación con RS en una amplia gama de dosis. No se encontraron efectos tóxicos en ratas tras la administración oral de 20 mg/kg al día durante 28 días (Juan et al., 2002). Las dosis utilizadas en estos estudios fueron 1000 veces superiores a la cantidad consumida por los seres humanos que beben un vaso de vino tinto al día. Además, no se observaron efectos adversos en ratas suplementadas con RS a 300 mg al día durante 4 semanas (Crowell et al., 2004). Boocock et al. (2007) no informaron de ninguna toxicidad en humanos administrados con una dosis única de RS de hasta 5 g. Los resultados de estos estudios señalan que el RS podría consumirse por sus efectos beneficiosos sin ninguna toxicidad aparente.