Sándwich de carne y estrés oxidativo

          Todo comenzó hará unos 2.900-3.500 millones de años cuando la atmósfera terrestre primitiva tornó de anaerobia a aerobia, como consecuencia de la rotura del agua en el proceso fotosintético de unas algas microscópicas cianofíceas. Esto supuso utilizar el oxígeno como aceptor electrónico, permitiendo un aumento en la eficiencia energética y un cambio inimaginable en todo lo conocido hasta entonces. Sin embargo, este importante cambio entrañó un gran peligro, el oxígeno, que considerado elemento imprescindible para la vida, también es un potente tóxico, hecho conocido como «la paradoja del oxígeno», donde el 5% del O2 utilizado sufre sucesivas reducciones que generan, moléculas parcialmente reducidas, altamente tóxicas, denominadas especies reactivas del oxígeno (EROs) o grosso modo radicales libres, considerados promotores de reacciones en cadena que llevan a la destrucción de fosfolípidos, proteínas y ácidos nucleicos, confluyendo todo ello en el título referido al inicio de la entrada.

          Quizás sea ésta una temática bastante científica y técnica por ello se describirán varios conceptos que ayuden a contextualizar lo descrito. El estrés oxidativo puede definirse como una situación de desequilibrio entre la producción de moléculas oxidantes frente a la presencia de antioxidantes, a favor de los primeros. Este desequilibrio puede deberse bien a un aumento en la producción de especies reactivas (oxidantes), a la disminución en los sistemas antioxidantes o a una combinación de ambos factores. El principal responsable del estrés oxidativo se cree puede ser el radical libre, definido como toda especie química, átomo, molécula o parte de ésta, cargada o no, que en su estructura presenta uno o varios electrones desapareados o impares en su último orbital atómico.

Enlazando de nuevo con la introducción, en donde se destacaba el papel tóxico del oxígeno, ejemplos de EROs son el superóxido (O2), el peróxido de hidrógeno (H2O2), el radical hidroxilo (OH.), entre otros. Estos pueden presentar dos orígenes, bien metabólico endógeno (mitocondrias) o bien un segundo origen consecuencia de agresiones oxidativas externas (radiaciones ionizantes).

Y… ¿qué relación presenta con la carne?

Una vez muere el animal, en primer lugar se produce un fallo en la circulación sanguínea lo que conlleva la reducción del aporte de oxígeno, nutrientes y a destacar por la temática, falla obviamente el sistema de eliminación de los productos resultantes del metabolismo celular, como consecuencia se producen intensas modificaciones tanto químicas como físicas, dando lugar a la transformación del músculo en carne. Pero … ¿dónde radica la importancia de esta descripción? en que se tiene un producto en el que se están produciendo desechos celulares, que como se describía anteriormente no pueden ser detoxificados. Un ejemplo práctico es el caso del H2O2, producto de la respiración que debiera ser detoxificado por la enzima catalasa (enzima tetramérica cuya función es catalizar el H2O2, producto del estrés oxidativo, a agua (H2O) y oxígeno (O2)) pero como consecuencia del pH y temperatura entre otros posibles factores no se dan las condiciones óptimas para que esta enzima desempeñe su correcto funcionamiento, por ende el H2O2 reacciona con el Fe presente en la musculatura desencadenando la reacción Fenton (proceso químico producido al catalizar el H2O2 con metales de transición) obteniéndose radicales altamente reactivos de gran toxicidad como el radical hidroxilo (OH.).

Por todo lo descrito y en resumen puede decirse que la ahora pieza cárnica comienza a sufrir estrés oxidativo y … ¿qué supone ello? Estos radicales libres u oxidantes presentan especial tropismo por las proteínas, hidratos de carbono, ADN y en especial por los lípidos, siendo todas estas moléculas “sufridoras” de los embistes de las sustancias producto del cese de la circulación sanguínea al principio mencionada y que a su vez no pueden ser detoxificadas, suponiendo todo ello repercusiones trascendentales en cada una de estas moléculas, como se describirá a continuación. Matizar que todo lo descrito tiene lugar durante la vida del animal, tras el sacrificio pero también una vez se obtiene la carne, consecuencia de que las células musculares no pueden detoxificar los productos generados por factores tales como el aire (oxígeno), el calor, la luz, las radiaciones ionizantes y la presencia de iniciadores de reacciones en cadena, como las trazas de elementos metálicos (cobre, hierro,…).

A continuación se describirán los principales efectos del estrés oxidativo en las proteínas y lípidos de la carne, siendo estos componentes los mayoritarios en la misma (a excepción del agua) y sobre los que se dispone una mayor bibliografía científica.

Sobre las PROTEÍNAS: Estévez M. autor de una reciente revisión publicada en la revista científica Meat Science cita que actualmente se reconoce que las proteínas del músculo son sensibles a las reacciones de oxidación que conducen a posibles efectos perjudiciales sobre la calidad de la carne, tanto que la oxidación de las proteínas de los alimentos suponen uno de los temas más innovadores en el campo de las Ciencias de los Alimentos.

Estas biomoléculas son consideradas dianas de los radicales libres los cuales son capaces de atacar residuos de aminoácidos de proteínas, generando proteínas oxidadas (P-OX) que en condiciones normales son eliminadas rápidamente por proteasas in vivo. Si por el contrario esto no ocurre (como es el caso de la carne y los productos cárnicos) estas proteínas se acumulan intra-extra celularmente provocando el daño oxidativo. El impacto de las P-OX en la calidad de la carne sigue siendo objeto de estudios, pero en general se acepta que la susceptibilidad de las proteínas oxidadas a la proteólisis se ve alterada y la funcionalidad de las proteínas miofibrilares se ven afectados por las reacciones de oxidación. También se cree que estas reacciones pueden estar relacionadas con la digestibilidad y la capacidad de retención de agua, así como el ablandamiento post-mortem de la carne, aunque es cierto que aun se desconocen muchos de los mecanismos implicados en estos cambios.

Sobre los LÍPIDOS: Los lípidos, principalmente los que constituyen las membranas celulares, en comparación con otras biomoléculas, presentan una elevada susceptibilidad a la oxidación desencadenando el proceso conocido como peroxidación lipídica, lipoperoxidación o enranciamiento oxidativo de las grasas, sistematizado en cuatro pasos, conocidos como iniciación, propagación, ramificación y terminación. Los productos de peroxidación lipídica son principalmente aldehídos reactivos α, β-insaturados como el malondialdehído (MDA), el hexanal, el 4-hidroxi-2-nonenal y el 2-propenal también conocido como acroleína.

Zumalacárregui y cols.autores de un estudio sobre la oxidación de lípidos en la carne afirman que la oxidación lipídica presenta repercusiones importantes en el producto cárnico tanto que constituye una de las principales causas de la alteración de la carne y productos cárnicos especialmente durante el procesado y almacenamiento, afectando a diferentes características que constituyen la calidad de la carne como el flavor, color, textura, valor nutritivo e inclusive su seguridad. Cabe destacar que el grado de peroxidación lipídica dependerá de la naturaleza cuantitativa y cualitativa del agente iniciador, del contenido en ácidos grasos poliinsaturados y de su accesibilidad al oxígeno, de la presencia de hierro, así como del contenido celular en antioxidantes.

Quizás para complementar todo lo descrito hubiera sido interesante tratar otras biomoléculas diana de los radicales libres como los hidratos de carbono, o el cómo detectar el efecto de éstos una vez desencadenan la oxidación e inclusive se me ocurre en cómo evitar este proceso (antioxidantes, por ejemplo las vitaminas), pero esto alargaría en exceso la entrada. Tal vez sea éste un tema muy específico y técnico a pesar de haberlo intentado hacer todo lo sencillo y práctico que éste deja ser, pese a ello lo aquí descrito persigue por objetivo mostrar aunque a pinceladas, el efecto del, en ocasiones, subestimado estrés oxidativo-radical libre que no solo está presente en el ser vivo (demostrada su implicación en el envejecimiento y en procesos patológicos) sino relacionándolo con la carne, desde su obtención hasta su consumo desencadena efectos posibles de ser trascendentales en aspectos tecnológico y/o de la calidad.

A título personal como información complementaria recomendaría las siguientes referencias bibliográficas:

Repetto M., Repetto Kuhn G. (2009). Toxicología fundamental. Ed: Ediciones Díaz de Santos.

Estévez M. (2011). Protein carbonyls in meat systems: A review. Meat Science, Volume 89:3 pp 259-279.

Toldrá F. (2010). Handbook of Meat Processing. Ed: John Wiley and Sons.

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2 respuestas a Sándwich de carne y estrés oxidativo

  1. Orges dijo:

    No me parece que este sea un tema sin interés por resultar en exceso técnico o científico, sino más bien todo lo contrario: lo veo pertinente y muy interesante, ya que tiene repercusiones claras sobre las características de calidad de la carne y los productos cárnicos.

    Hubiera sido interesante distinguir en qué tipo de productos o situaciones pueden tener mayores repercusiones negativas los procesos oxidativos. Me explico: en un producto fresco (carne refrigerada) el ritmo de la alteración microbiana es tan rápido que mucho antes de que el deterioro oxidativo sea importante, la carne ya no es comestible. Cuando se consigue alargar la vida útil de la carne fresca (atmósferas modificadas, temperaturas sub-cero) o cuando se elaboran productos, la oxidación cobra mucha mayor importancia.

    Saludos

  2. Pingback: “El dilema de la Industria Cárnica” | OBTENCIÓN Y TRANFORMACIÓN DE LA CARNE

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