Peroxidasa

Peroxidasa: Una Referencia Integral

1. Identidad: Nomenclatura, Fuentes Naturales y Formas Comunes

1.1 Identidad Química y Bioquímica

La peroxidasa es una enzima del grupo de las oxidorreductasas que está ampliamente distribuida en la naturaleza. Puede catalizar la oxidación de diversos sustratos orgánicos e inorgánicos al reaccionar con el peróxido de hidrógeno y moléculas similares. Las peroxidasas son enzimas cuya función principal es oxidar donantes de hidrógeno a expensas de peróxidos. Son altamente específicas para el peróxido de hidrógeno, pero aceptan una amplia variedad de donantes de hidrógeno, incluidos los polifenoles.

Las peroxidasas (número EC 1.11.1.x) son una gran familia de enzimas que típicamente catalizan una reacción de la forma: ROOR' + donante de electrones (2 e⁻) + 2H⁺ → ROH + R'OH. Para muchas de estas enzimas, el sustrato óptimo es el peróxido de hidrógeno, pero otras son más activas con hidroperóxidos orgánicos como los peróxidos lipídicos. Las peroxidasas pueden contener un cofactor hemo en sus sitios activos, o alternativamente residuos redox-activos de cisteína o selenocisteína.

Las peroxidasas son glicoproteínas con un compuesto hematínico como cofactor. Sus pesos moleculares varían entre 30 y 55 kDa. Dependiendo de la fuente de la enzima, la isoenzima considerada y el sustrato donante de hidrógeno, la actividad óptima se encuentra entre pH 4 y 7. En muchos casos, aunque no en todos, las isoenzimas de peroxidasa son activadas por iones de calcio.

Estas proteínas pueden clasificarse como enzimas hemo o no-hemo. Según la base de datos RedOxiBase, las peroxidasas hemo representan aproximadamente el 84% de todas las enzimas peroxidasa conocidas.

1.2 Clasificación por Superfamilia Estructural

Las peroxidasas comprenden múltiples familias evolutivamente distintas. Estas enzimas se clasifican en tres clases: clase I, clase II y clase III. Entre estas, las peroxidasas de clase III (también denominadas PRX, PER, POD o POX) son enzimas secretadas específicas de plantas que desempeñan funciones cruciales en el crecimiento y desarrollo de las plantas, la transducción de señales, la regulación metabólica y las respuestas a estreses tanto bióticos como abióticos.

En los mamíferos, predomina una subfamilia distinta. Los miembros de la subfamilia de proteínas peroxidasa de Chordata incluyen la mieloperoxidasa (MPO), la peroxidasa eosinofílica (EPO), la lactoperoxidasa (LPO) y la peroxidasa tiroidea (TPO), cada una de las cuales cataliza reacciones fisiológicamente importantes. Comparten características estructurales críticas, pero se expresan de manera diferente, tanto en lo que respecta a la localización intracelular como tisular.

Entre las peroxidasas no-hemo, las peroxirredoxinas (Prxs) evolucionaron como un vínculo entre las enzimas antioxidantes en todos los dominios de vida. Identificadas inicialmente a fines de la década de 1990 como "proteínas antioxidantes específicas de tiol", las peroxirredoxinas ahora son ampliamente conocidas como proteínas multifuncionales que ejercen un control profundo sobre muchos procesos celulares. La peroxirredoxina se define por su capacidad de eliminar el peróxido de hidrógeno (H₂O₂) y otros peróxidos orgánicos para neutralizar los efectos de los peróxidos en las células.

1.3 Principales Tipos de Peroxidasa y Sus Fuentes Naturales Primarias

• Peroxidasa de rábano picante (HRP; EC 1.11.1.7): La peroxidasa de rábano picante (donante:oxidorreductasa de peróxido de hidrógeno, EC 1.11.1.7) pertenece a una familia de proteínas con ferriprotoporfirina IX como grupo prostético. La peroxidasa de rábano picante (HRP) es una de las enzimas más utilizadas en aplicaciones de coloides alimentarios. Se deriva del rábano picante, cuyas raíces contienen numerosas isoenzimas de peroxidasa. La más abundante es la isoenzima C (HRP C).
• Peroxidasas vegetales (clase III; EC 1.11.1.7): La peroxidasa se encuentra ampliamente distribuida en plantas superiores, incluidos el rábano picante, el nabo, la savia del higo, el tabaco y la papa, así como en microorganismos como el citocromo c de levadura.
• Peroxidasa de soja (SBP): La SBP ha sido descuidada hasta hace poco, a pesar de ofrecer una alternativa real a la HRP: la SBP en realidad supera a la HRP en cuanto a estabilidad y ahora se utiliza en numerosas aplicaciones biotecnológicas, incluidos los biosensores.
• Glutatión peroxidasas (GPx; EC 1.11.1.9/1.11.1.12): Las GPX son una familia de enzimas antioxidantes con actividad peroxidasa que catalizan la reducción de H₂O₂ y de hidroperóxidos lipídicos mediante la conversión de glutatión (GSH) en glutatión oxidado (GSSG), protegiendo así al organismo del daño oxidativo. Las GPX humanas están compuestas por ocho isoenzimas (GPX1–8), de las cuales cinco miembros (GPX1–4 y 6) son proteínas que contienen selenocisteína (SecGPX), y tres miembros (GPX5, 7 y 8) son proteínas que contienen cisteína (CysGPX), con el sitio activo Sec reemplazado por cisteína.
• Mieloperoxidasa (MPO; EC 1.11.1.7): La mieloperoxidasa (MPO) es un miembro de la subfamilia de las peroxidasas. Se expresa más abundantemente en células inmunitarias, como los leucocitos polimorfonucleares neutrófilos (neutrófilos) y linfocitos, monocitos y macrófagos, y también se produce en otras células del cuerpo.
• Lactoperoxidasa (LPO): La lactoperoxidasa se encuentra en la leche, las lágrimas, la saliva y la mucosidad del tracto respiratorio. La lactoperoxidasa (tanto humana como bovina) es una glicoproteína monomérica de cadena única con una masa aproximada de 80,000 Da (humana) o 78,000 Da (bovina).
• Peroxidasa tiroidea (TPO): La MPO es una proteína soluble en la matriz de los gránulos azurófilos de los neutrófilos y, en mucha menor medida, de los monocitos, mientras que la TPO es una proteína transmembrana en la membrana plasmática.
• Peroxirredoxinas (Prxs): Cumplen su función de eliminación de peróxidos utilizando los residuos de cisteína conservados en sus sitios activos, a través de los cuales participan en ciclos redox vitales para su capacidad antioxidante. La familia de las peroxirredoxinas abarca seis clases distintas según el número y la disposición de los residuos de cisteína conservados implicados en sus mecanismos catalíticos.

1.4 Formas y Preparaciones Comunes

Como ingrediente natural y en el contexto de suplementos, las peroxidasas se encuentran en varias formas:

• Actividad enzimática endógena: Todos los mamíferos expresan peroxidasas de manera constitutiva. Se utilizan estrategias nutricionales (particularmente la suplementación con selenio) para apoyar la actividad endógena de la glutatión peroxidasa.
• Productos de higiene bucal a base de lactoperoxidasa: Uno de ellos es la lactoperoxidasa, una enzima que puede oxidar iones (pseudo)halogenuros a productos reactivos con actividad antimicrobiana. Actualmente, los productos disponibles comercialmente utilizan tiocianato como sustrato.
• Preparaciones enzimáticas derivadas de plantas: Se prepararon dos reactivos para llevar a cabo la determinación enzimática de glucosa: el primero consistía en el kit diagnóstico clínico comercial de glucosa, y el segundo se preparó a partir de peroxidasas extraídas de raíces de nabo. Aunque las peroxidasas no se purificaron por completo, mantuvo una buena estabilidad en el kit de glucosa hasta por un año.

2. Uso Tradicional e Histórico

La enzima peroxidasa en sí misma —como molécula definida y aislada— es un producto de la bioquímica moderna y no era conocida como sustancia discreta por las culturas premodernas. Sin embargo, las plantas y los alimentos de origen animal más ricos en actividad peroxidasa tienen extensas historias de uso tradicional en múltiples culturas, y los efectos biológicos observados de estos materiales ahora se comprenden en parte a través del lente de su contenido endógeno de peroxidasa.

2.1 Rábano picante (Armoracia rusticana)

La raíz de rábano picante es la fuente vegetal canónica de peroxidasa en la investigación bioquímica. La peroxidasa de rábano picante (HRP) es una de las enzimas más utilizadas en aplicaciones de coloides alimentarios. Se deriva del rábano picante, cuyas raíces contienen numerosas isoenzimas de peroxidasa. El rábano picante se ha utilizado en la medicina popular europea desde al menos principios de la Edad Media como estimulante digestivo, para afecciones respiratorias, y como rubefaciente tópico; la identificación bioquímica moderna de la HRP como la principal enzima activa de su raíz se remonta a su aislamiento y purificación a finales del siglo XIX y principios del XX.

2.2 La Lactoperoxidasa en la Leche y los Alimentos Fermentados Tradicionales

La lactoperoxidasa (LPO) es miembro de la familia de peroxidasas hemo de mamíferos y es un componente de la saliva, la leche, las lágrimas y otras secreciones exocrinas. La LPO cataliza la oxidación dependiente de peróxido de hidrógeno del tiocianato a hipotiocianato, exhibiendo propiedades antimicrobianas. Las propiedades antimicrobianas de la leche fresca y la saliva humana —reconocidas empíricamente desde hace mucho tiempo en prácticas tradicionales de conservación y curación en diversas culturas— ahora se atribuyen en gran parte al sistema nativo de lactoperoxidasa-tiocianato-peróxido de hidrógeno. El uso de leche cruda para inhibir el crecimiento bacteriano durante el transporte y almacenamiento aprovechaba de manera efectiva, aunque sin saberlo, la actividad endógena de la LPO.

2.3 La Peroxidasa en las Medicinas Tradicionales a Base de Plantas

Las peroxidasas vegetales no animales (peroxidasa de clase III) participan en diversos procesos fisiológicos esenciales del crecimiento y desarrollo de las plantas a lo largo de su ciclo de vida. En vista de la capacidad de las peroxidasas para catalizar la reacción redox en una amplia gama de sustratos, se consideran una de las enzimas importantes desde el punto de vista de sus diversas aplicaciones medicinales, bioquímicas, inmunológicas, biotecnológicas e industriales. Muchas plantas con alta actividad peroxidasa —como el nabo, la soja, el higo y el tabaco— tienen largas tradiciones de uso en diferentes culturas. El significado bioquímico de su contenido de peroxidasa como mediador de sus efectos biológicos es una interpretación moderna; los usos históricos no se enmarcaban en términos enzimáticos.

2.4 La Conexión Selenio–Glutatión Peroxidasa en la Nutrición Tradicional

Muchos de los efectos nutricionales del selenio pueden explicarse por su papel en la glutatión peroxidasa. Las poblaciones con dietas ricas en selenio (por ejemplo, ciertas regiones de Japón, partes de Norteamérica y Brasil) consumían históricamente alimentos —granos seleníferos, pescado y nueces de Brasil— que respaldaban una sólida actividad de GPx. El concepto del selenio como oligoelemento dietético esencial no se estableció formalmente hasta 1957, pero la protección antioxidante que confería a través de la GPx estaba implícita en las dietas tradicionales ricas en alimentos diversos y no procesados.

3. Componentes Clave y Compuestos Activos: Mecanismos de Acción

3.1 El Grupo Prostético Hemo y el Ciclo Catalítico de la Peroxidasa

Todas las peroxidasas hemo (EC 1.11.1.7) tienen un grupo prostético de ferriprotoporfirina IX ubicado en el sitio activo. El mecanismo de acción de las peroxidasas hemo procede a través de la oxidación de la enzima por el peróxido, lo que conduce a la formación de un grupo hemo ferrilo (Fe^IV) y a la eliminación de un electrón ya sea del anillo de porfirina o de un residuo de aminoácido de la proteína. Este intermediario se conoce comúnmente como compuesto I.

Estas enzimas hemo funcionan ya sea activando el dioxígeno para su incorporación al sustrato (actividad oxigenasa) o utilizando peróxidos para la oxidación del sustrato (actividad peroxidasa).

La mayoría de las peroxidasas son capaces de oxidar una variedad de sustratos de estructuras muy diferentes, que van desde iones halogenuro hasta hidroquinonas y compuestos azoaromáticos. Por lo tanto, un sitio de unión para el sustrato a oxidar está prácticamente ausente en la mayoría de estas enzimas. Moléculas simples que consisten en 8–12 aminoácidos y un grupo hemo unido covalentemente, con un residuo de histidina que forma el ligando proximal, tienen una actividad peroxidasa considerable. Estos compuestos se conocen como microperoxidasas.

3.2 Glutatión Peroxidasas: Mecanismo Antioxidante Dependiente de Selenio

El selenio, un oligoelemento esencial, participa en el complejo sistema de defensa contra el estrés oxidativo a través de las glutatión peroxidasas (GPx) dependientes de selenio y otras selenoproteínas. La glutatión peroxidasa (GSH-Px) tiene una forma dependiente de selenio que contiene cuatro moles de selenio por mol de enzima. El papel oxidativo de esta enzima es similar al de la catalasa, ya que convierte el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Siempre que la actividad de la catalasa o de la glutatión peroxidasa se vea afectada, puede producirse una acumulación tóxica de peróxidos. Esto, a su vez, puede llevar a una acumulación del radical hidroxilo.

La GPX4 es una fosfolípido hidroperoxidasa ampliamente estudiada, con una alta preferencia por los hidroperóxidos lipídicos. La GPX1 utiliza el glutatión como sustrato para catalizar el peróxido de hidrógeno, el peróxido lipídico y el peroxinitrito, reduciendo así el estrés oxidativo intracelular.

Entre las ocho isoformas humanas de glutatión peroxidasa, la glutatión peroxidasa 4 (GPX4) es la única enzima capaz de reducir peróxidos lipídicos complejos a los alcoholes correspondientes. A diferencia de otros miembros de la familia de la glutatión peroxidasa, la GPX4 tiene la capacidad única de reducir hidroperóxidos en lípidos complejos como los hidroperóxidos de fosfolípidos, colesterol y ésteres de colesterol.

3.3 Mieloperoxidasa: Halogenación e Inmunidad Innata

La mieloperoxidasa (MPO), miembro de la superfamilia de las hemoperoxidasas-ciclooxigenasas, se expresa abundantemente en los neutrófilos y, en menor medida, en los monocitos y ciertos tipos de macrófagos. La MPO participa en los mecanismos de defensa inmunitaria innata mediante la formación de oxidantes reactivos microbicidas y especies radicales difusibles. Una actividad única de la MPO es su capacidad de utilizar el cloruro como cosustrato junto con el peróxido de hidrógeno para generar oxidantes clorantes como el ácido hipocloroso, un potente agente antimicrobiano.

Entre los agentes antimicrobianos de los neutrófilos, la MPO es la más abundante y constituye el 5% del peso seco de los neutrófilos y el 25% de las proteínas granulares azurófilas.

3.4 Lactoperoxidasa: Oxidación del Tiocianato y Defensa Mucosa

La LPO cataliza la oxidación dependiente de peróxido de hidrógeno del tiocianato a hipotiocianato, exhibiendo propiedades antimicrobianas. El sistema LPO desempeña un papel importante en la defensa contra microorganismos dentro de las membranas mucosas, principalmente en la cavidad oral, el tracto respiratorio, el tracto gastrointestinal y el sistema reproductor femenino.

Cada molécula de LPO contiene una molécula de hemo B autocatalítico modificado en su centro activo. Al igual que en muchas peroxidasas, el átomo de calcio asociado con Asp227 desempeña un papel importante en el mantenimiento de la estructura, la estabilidad térmica y la actividad enzimática.

3.5 Peroxidasa Tiroidea: Síntesis Hormonal

Las modificaciones postraduccionales mediadas por peroxidasa subyacen a un diverso conjunto de fenómenos biológicos, desde la síntesis de hormonas tiroideas hasta procesos fisiopatológicos. La peroxidasa tiroidea (TPO) cataliza la yodación y el acoplamiento de residuos de tirosina en la tiroglobulina para producir las hormonas tiroideas tiroxina (T4) y triyodotironina (T3), lo que la hace esencial para la función tiroidea normal y la regulación metabólica.

3.6 Peroxirredoxinas: Reducción de Peróxidos Basada en Cisteína

El papel principal de las Prxs es la actividad peroxidasa, que comprende la reducción del peróxido de hidrógeno y otros hidroperóxidos orgánicos, y disminuye el riesgo de daño oxidativo en las células. La actividad enzimática mencionada ocurre a través de la oxidación-reducción reversible catalizada por residuos de cisteína conservados. Esta actividad peroxidasa es esencial para el metabolismo, la protección contra el estrés oxidativo y la regulación de los procesos de señalización redox dentro de las células humanas. La participación de las Prxs no termina con la acción de dichas enzimas; esto se demuestra por el hecho de que también tienen otras funciones biológicamente importantes. Las Prxs participan en numerosos procesos celulares, incluidos la muerte celular, la división celular y las reacciones inmunitarias.

3.7 Peroxidasas Vegetales de Clase III: Homeostasis de ROS y Biosíntesis de la Pared Celular

Las peroxidasas vegetales de clase III son enzimas hemo que comparten estructuras tridimensionales similares y un mecanismo catalítico común para la degradación del peróxido de hidrógeno. Existen como grandes familias multigénicas y participan en el metabolismo de las especies reactivas de oxígeno (ROS), la síntesis y descomposición de hormonas, el crecimiento de frutos, la defensa, y la síntesis y mantenimiento de la pared celular.

Potencialmente, las peroxidasas de clase III participan en la generación y desintoxicación del peróxido de hidrógeno (H₂O₂), y su localización subcelular se refleja a través de tres ciclos diferentes, a saber, el ciclo peroxidativo, el ciclo oxidativo y el ciclo hidroxílico, para mantener el nivel de ROS dentro de la célula.

4. Evidencia Científica por Área de Relevancia para la Salud

4.1 Defensa Antioxidante y Estrés Oxidativo

Plausibilidad biológica: Aunque las ROS son necesarias para numerosas funciones esenciales, como las cascadas de señalización y las actividades de regulación redox, un exceso de ROS puede causar enfermedades graves, como enfermedades neurodegenerativas, enfermedades digestivas, enfermedades respiratorias y cáncer. Para equilibrar el nivel de ROS, los organismos construyen un sistema antioxidante compuesto por enzimas antioxidantes que pueden neutralizar o degradar el exceso de ROS.

Selenio y GPx en humanos: Los análisis del sistema de glutatión de los glóbulos rojos (RBC) de los pacientes revelaron niveles bajos de glutatión reducido y actividades disminuidas de la glutatión peroxidasa y la glutatión reductasa de los RBC en un 23%, 18% y 20%, respectivamente, en comparación con los RBC normales. El tratamiento con selenio resultó en una elevación significativa de las actividades de la glutatión peroxidasa y la glutatión reductasa de los RBC, y en el contenido de glutatión reducido, en un 64%, 57% y 11%, respectivamente. Al finalizar el tratamiento con selenio, y después de 3 meses con placebo, todos estos valores de los elementos del sistema de glutatión regresaron hacia los niveles basales. El estudio concluyó que el selenio dietético, que activa el sistema de glutatión, es un potente antioxidante contra la peroxidación lipídica del plasma y las LDL en receptores de trasplante renal, y que por lo tanto puede considerarse antiaterogénico.

Fortaleza de la evidencia: El papel del selenio en el apoyo a la actividad de la glutatión peroxidasa está sólidamente establecido en la investigación bioquímica humana. La evidencia sobre las enzimas peroxidasa per se administradas por vía oral como suplementos que modifican la capacidad antioxidante sistémica en humanos es más limitada e indirecta.

4.2 Enfermedad Cardiovascular

GPx y riesgo cardíaco: El selenio (Se) forma parte de la enzima glutatión peroxidasa (GSH-Px), que desempeña un papel importante en la defensa antioxidante del organismo, incluido el miocardio, contra las acciones perjudiciales de los radicales libres y los peróxidos lipídicos. En un estudio clínico, se determinaron las concentraciones plasmáticas, eritrocitarias y urinarias de Se, junto con las actividades plasmáticas y eritrocitarias de GSH-Px, en 27 pacientes diagnosticados con infarto agudo de miocardio (IAM), en comparación con un grupo control de 24 individuos sanos emparejados por edad. Las concentraciones medias plasmáticas, eritrocitarias y urinarias de Se fueron significativamente más bajas en los grupos de pacientes en comparación con los controles.

La MPO como biomarcador cardiovascular: La mieloperoxidasa (MPO) es una enzima bien conocida, liberada principalmente por neutrófilos activados, caracterizada por potentes propiedades prooxidantes y proinflamatorias. Recientemente, se ha propuesto la mieloperoxidasa como un marcador de riesgo útil y una herramienta diagnóstica en los síndromes coronarios agudos y en pacientes que acuden a urgencias por dolor torácico.

La enzima fagocítica mieloperoxidasa (MPO) actúa como defensora de primera línea contra los microorganismos. Sin embargo, se ha encontrado que niveles elevados de MPO están asociados con lesiones ateroscleróticas complejas y calcificadas, así como con la incidencia de enfermedad cardiovascular. Se determinaron las concentraciones plasmáticas de MPO, junto con ocho polimorfismos de MPO, en 3,036 participantes del estudio Ludwigshafen Risk and Cardiovascular Health (seguimiento mediano de 7.75 años).

Cualquier desgranulación no controlada exagera la inflamación y también puede provocar daño tisular incluso en ausencia de inflamación. Se ha informado que varios tipos de lesiones tisulares y la patogénesis de otras enfermedades crónicas importantes, como la artritis reumatoide, las enfermedades cardiovasculares, las enfermedades hepáticas, la diabetes y el cáncer, están vinculados a los oxidantes derivados de la MPO.

Vía mecanística: Dado que la MPO y sus productos oxidativos participan en todas las etapas de la aterosclerosis, esta se destaca entre las enfermedades cardiovasculares. Se ha demostrado que el HOCl inhibe una de las isoformas de la enzima que contrarresta las MMP, el inhibidor tisular de metaloproteinasa de matriz-1, mediante la oxidación de residuos de cisteína en el extremo N-terminal, lo que resulta en MMP sin oposición, lo que debilita aún más la capa fibrosa y promueve la posterior ruptura de la placa.

Fortaleza de la evidencia: La asociación entre la MPO endógena elevada y los resultados cardiovasculares adversos está respaldada por múltiples estudios observacionales clínicos y cohortes prospectivas en humanos. La evidencia de que suplementar o inhibir preparaciones de peroxidasa exógenas altera los resultados cardiovasculares en humanos aún no está establecida. La evidencia actual posiciona a la MPO principalmente como un biomarcador y un objetivo farmacológico, no como un ingrediente de suplemento.

4.3 Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) y Salud Respiratoria

La presencia de estrés oxidativo en la EPOC es el resultado de un desequilibrio entre los mecanismos prooxidantes y antioxidantes. El objetivo de una revisión sistemática fue investigar una posible asociación entre la glutatión peroxidasa (GPx), un componente clave de los mecanismos de defensa antioxidante, y la EPOC. Se identificaron veinticuatro estudios. En 15 estudios que evaluaron sangre completa/eritrocitos (isoforma 1 de GPx), los resultados combinados mostraron que las concentraciones de GPx eran significativamente más bajas en pacientes con EPOC (DME = −1.91, IC del 95% −2.55 a −1.28, p < 0.001; certeza moderada de la evidencia).

Fortaleza de la evidencia: Esta revisión sistemática y metaanálisis demuestra una asociación consistente entre la reducción de la actividad de GPx eritrocitaria y la EPOC. Esta es evidencia observacional; no establece que la suplementación con GPx mejoraría los resultados de la EPOC. La evidencia se clasifica como de certeza moderada.

4.4 Salud Oral y Dental

Sistema de lactoperoxidasa: Una cantidad significativa de investigación realizada sobre el sistema LPO se centra en su papel en la defensa anticariogénica, que consiste en la inhibición del metabolismo o la eliminación de Streptococcus mutans, un organismo causal utilizado en la investigación de la caries dental. Algunos de estos estudios se han centrado en las posibilidades de utilizar un sistema LPO exógeno como forma de tratar y prevenir la caries.

La administración exógena de un sistema LPO que consiste en lactoperoxidasa aislada industrialmente de leche de vaca, iones de tiocianato y un sistema basado en glucosa oxidasa para generar peróxido de hidrógeno ha mostrado buenos resultados en la limitación del desarrollo de la caries al eliminar microorganismos cariogénicos del microbioma oral.

Evidencia periodontal: Se realizó un ensayo controlado, aleatorizado y doble ciego en pacientes con periodontitis para evaluar la eficacia de tabletas que contenían lactoferrina (LF) y LPO sobre los parámetros periodontales, y los niveles de bacterias de placa subgingival, así como de LF bovina y humana, y endotoxina en el fluido crevicular gingival (GCF). Sin embargo, los valores de los parámetros clínicos y bacteriológicos resultaron comparables entre los dos grupos desde la semana 1 hasta la semana 12. Por lo tanto, el efecto de la administración oral de tabletas que contienen LF y LPO podría ser débil sobre el perfil periodontal y bacteriológico en este estudio.

Los sistemas de peroxidasa presentan una paradoja: aunque se ha demostrado durante mucho tiempo que son activos in vitro, todavía falta evidencia definitiva de sus efectos in vivo.

Ciertos estudios han sugerido considerar a las peroxidasas como selectores ecológicos que dirigen la microflora oral hacia una microflora de cocos grampositivos pobre en gérmenes cariogénicos o periodontopatógenos, preservando así la mucosa y protegiéndola del sobrecrecimiento de levaduras, entre otros efectos. Así, la administración de un sistema eficaz de lactoperoxidasa en una pasta dental que también contenga lactoferrina y lisozima puede prevenir la disbiosis oral.

Fortaleza de la evidencia: La evidencia in vitro y algunos estudios in vivo respaldan la actividad antimicrobiana del sistema LPO-tiocianato en el ambiente oral. La evidencia de ensayos clínicos humanos sobre un beneficio clínico definitivo (reducción de caries o enfermedad periodontal) es preliminar y limitada.

4.5 Trastornos de la Piel y Aplicaciones Dermatológicas

Se determinó la glutatión peroxidasa (GSH-Px) sanguínea en 61 sujetos sanos y 506 pacientes con diversos trastornos de la piel. Se observaron niveles disminuidos en pacientes con psoriasis, eccema, dermatitis atópica, vasculitis, micosis fungoide y dermatitis herpetiforme. También se encontraron valores bajos de GSH-Px en algunos pacientes con penfigoide, acné conglobata, polimiositis, artritis reumatoide, esclerodermia y lupus eritematoso sistémico.

Cincuenta pacientes con niveles bajos de GSH-Px fueron tratados con tabletas que contenían 0.2 mg de selenio como Na₂SeO₃ y 10 mg de succinato de tocoferilo. Los niveles de GSH-Px aumentaron lentamente en un plazo de 6 a 8 semanas de tratamiento. El efecto clínico fue alentador y motiva a realizar estudios controlados.

Fortaleza de la evidencia: Este estudio de tratamiento observacional y abierto temprano (no controlado con placebo) vincula la actividad reducida de GPx con múltiples afecciones dermatológicas y sugiere un beneficio del selenio combinado con vitamina E. Se necesitan ensayos controlados; la evidencia sigue siendo preliminar.

4.6 Cáncer y Polimorfismos Genéticos de GPx

Numerosos estudios de casos y controles y metaanálisis han evaluado la asociación entre un polimorfismo genético funcional del gen GPX1, denominado Pro198Leu (rs1050450 C>T), y la susceptibilidad al cáncer en diferentes poblaciones.

Se incluyeron datos de 21 artículos en una revisión sistemática. Las enfermedades se agruparon según el sistema fisiológico afectado para comprender mejor el papel del SNP GPX4 (rs713041) en el desarrollo de diferentes enfermedades. Los portadores del alelo T de GPX4 (rs713041) se asociaron con un mayor riesgo de desarrollar cáncer colorrectal en modelos aditivos y dominantes (p = 0.02 y p = 0.004, respectivamente). Además, los portadores del alelo T se asociaron con un mayor riesgo de desarrollar accidente cerebrovascular e hipertensión. Por otro lado, el alelo T de GPX4 (rs713041) se asoció con un menor riesgo de desarrollar preeclampsia.

Además, los niveles de selenio presentaron valores medios más bajos en pacientes con cáncer en relación con los grupos control (DME = −0.39 µg/L; IC del 95%: −0.64, −0.14; p = 0.002, I² = 85%).

Se encontró que la deficiencia grave de selenio, combinada con infección viral, causaba miocarditis en China, pero más recientemente, varios estudios han indicado que una ingesta subóptima puede aumentar el riesgo de enfermedades como el cáncer.

Fortaleza de la evidencia: La evidencia genética y epidemiológica a nivel poblacional vincula los polimorfismos de GPx4 y un estado bajo de selenio con la susceptibilidad al cáncer. Esta es evidencia asociativa proveniente de revisión sistemática y metaanálisis. La evidencia intervencionista directa de que la suplementación con peroxidasa exógena reduce la incidencia de cáncer no está establecida.

4.7 Enfermedad Renal y Diálisis

Los pacientes con insuficiencia renal crónica (IRC) a menudo presentan concentraciones reducidas de selenio (Se) y actividades disminuidas de glutatión peroxidasa (GSH-Px) en los componentes sanguíneos. El riñón es una fuente importante de GSH-Px plasmática.

Se midieron los niveles de Se y glutatión en los componentes sanguíneos y las actividades de GSH-Px en glóbulos rojos y plasma en 58 pacientes urémicos en hemodiálisis (HD) regular. Los pacientes en diálisis se dividieron en 4 subgrupos y recibieron suplementación durante 3 meses con: 1) placebo (levadura de panadería), 2) eritropoyetina (EPO), 3) levadura rica en Se (300 µg 3 veces por semana después de cada sesión de HD), y 4) levadura rica en Se más EPO. Las concentraciones de Se y las actividades de GSH-Px en los componentes sanguíneos de los pacientes urémicos en diálisis fueron significativamente más bajas en comparación con el grupo control.

Fortaleza de la evidencia: Este ensayo clínico demuestra que la suplementación con levadura rica en selenio (300 µg tres veces por semana) restaura la actividad reducida de GPx en pacientes en hemodiálisis. El tamaño de la muestra es modesto; ensayos más amplios fortalecerían las conclusiones.

4.8 Degradación de Micotoxinas y Seguridad Alimentaria (Investigación Emergente)

Debido a su amplia actividad catalítica, las peroxidasas pueden actuar en la eliminación tanto de compuestos fenólicos como de peróxidos, en la síntesis química y, según estudios recientes, en la degradación de micotoxinas. Esta área se ha identificado como una aplicación potencial en la industria alimentaria.

Fortaleza de la evidencia: Esta es un área de investigación preclínica y de ciencia de alimentos aplicada emergente. La evidencia clínica en humanos está ausente; la aplicación es actualmente conceptual y de laboratorio.

5. Sistemas Corporales y Áreas de Salud Asociadas con la Actividad de la Peroxidasa

• Sistema Inmunitario / Inmunidad Innata: Las cuatro peroxidasas de mamíferos (mieloperoxidasa, peroxidasa eosinofílica, lactoperoxidasa y peroxidasa tiroidea) catalizan la formación de compuestos antimicrobianos y participan en la inmunidad innata.
• Sistema Cardiovascular: Se ha informado que varios tipos de lesiones tisulares y la patogénesis de enfermedades crónicas importantes, como la artritis reumatoide, las enfermedades cardiovasculares, las enfermedades hepáticas, la diabetes y el cáncer, están vinculados a los oxidantes derivados de la MPO.
• Sistema Tiroideo / Endocrino: La peroxidasa tiroidea es la enzima esencial para la biosíntesis de las hormonas tiroideas T3 y T4; los autoanticuerpos contra la TPO son un sello distintivo de la enfermedad tiroidea autoinmune (tiroiditis de Hashimoto).
• Cavidad Oral / Inmunidad Mucosa: El sistema LPO desempeña un papel importante en la defensa contra microorganismos dentro de las membranas mucosas, principalmente en la cavidad oral, el tracto respiratorio, el tracto gastrointestinal y el sistema reproductor femenino.
• Sistema Respiratorio: La peroxidasa es una enzima importante que utiliza radicales oxidativos para producir ácido hipocloroso y eliminar patógenos. Durante la explosión respiratoria oxidativa, se libera principalmente por los gránulos azurófilos de los neutrófilos.
• Piel: La actividad reducida de GPx está documentada en múltiples afecciones inflamatorias de la piel, incluidas la psoriasis, la dermatitis atópica y el eccema.
• Sistema Reproductivo: La GPX4 es un cofactor importante que regula la ferroptosis al catalizar la reducción de hidroperóxidos lipídicos a alcoholes lipídicos. El papel de la GPX4 es importante en el manejo de la acumulación de peróxidos lipídicos, previniendo así el daño oxidativo y la muerte celular por ferroptosis.
• Sistema Nervioso: El estrés oxidativo es una característica central de la neurodegeneración; la actividad de la GPx y de la peroxirredoxina está implicada en la neuroprotección.
• Riñones: El riñón es una fuente importante de GPx plasmática, y su actividad se reduce notablemente en la insuficiencia renal crónica y en los pacientes en diálisis.

6. Formas de Dosificación y Dosis Reportadas en Estudios

Las siguientes dosis se reportan tal como aparecieron en estudios publicados específicos; no constituyen recomendaciones.

6.1 Suplementación con Selenio para Apoyar la Actividad de la Glutatión Peroxidasa

• Cincuenta pacientes con niveles bajos de GSH-Px fueron tratados con tabletas que contenían 0.2 mg de selenio como Na₂SeO₃ y 10 mg de succinato de tocoferilo, con un aumento de los niveles de GPx dentro de 6 a 8 semanas.
• En un estudio de pacientes en hemodiálisis, un grupo de suplementación recibió levadura rica en selenio a 300 µg, tres veces por semana después de cada sesión de hemodiálisis durante 3 meses.
• En el estudio de receptores de trasplante renal, la suplementación dietética con selenio (dosis no especificada en los datos extraídos) resultó en una elevación significativa de la actividad de GPx en los RBC del 64%.

6.2 Lactoperoxidasa en Productos de Higiene Oral

• El sistema lactoperoxidasa-tiocianato-peróxido de hidrógeno (sistema LPO) es un sistema antimicrobiano altamente eficaz. Un estudio aleatorizado con diseño cruzado de cuatro réplicas evaluó la eficacia de dos pastillas de higiene oral que contenían el sistema LPO en la higiene bucal.
• Las concentraciones específicas utilizadas en la investigación publicada sobre pastillas incluyeron tiocianato a concentraciones finales de 10 mM y peróxido de hidrógeno a 700 µM en estudios de inhibición del ácido de la placa.

6.3 Administración Oral de Tabletas que Contienen LPO

• Un ensayo controlado, aleatorizado y doble ciego incluyó a sujetos que habían sido referidos a una clínica dental, donde se probaron tabletas que contenían lactoferrina y LPO durante 12 semanas en pacientes con periodontitis. La dosis específica de LPO por tableta no se reportó en los datos extraídos.

Nota: Hasta la fecha, no se han establecido rangos de dosis terapéuticas bien caracterizados para preparaciones de peroxidasa aisladas administradas por vía oral en ensayos clínicos humanos de alta calidad. La información sobre dosificación anterior corresponde casi en su totalidad al selenio (como cofactor que apoya la GPx endógena) o a aplicaciones orales tópicas/locales de LPO.

7. Consideraciones de Seguridad e Interacciones

7.1 Sistema de Lactoperoxidasa: Hallazgos de Citotoxicidad

En un estudio de citotoxicidad, se evaluó la toxicidad del sistema de lactoperoxidasa contra fibroblastos gingivales humanos utilizando cuatro sistemas de sustrato (pseudo)halogenuro diferentes: tiocianato, yoduro, selenocianato y una mezcla de tiocianato y yoduro. Las células fueron tratadas con los sistemas y luego se evaluaron la apoptosis, el ciclo celular, la concentración intracelular de glutatión y la producción de superóxido mitocondrial. Los resultados mostraron que cada sistema, después de generar 250 µM del producto, inhibió las divisiones celulares, aumentó la apoptosis y aumentó el porcentaje de células muertas. Se concluyó que el mecanismo de los fenómenos observados no estaba relacionado con un aumento de la producción de superóxido ni con el agotamiento de la concentración de glutatión. Estos hallazgos enfatizaron la necesidad de una mayor investigación de toxicidad in vitro e in vivo del sistema de lactoperoxidasa modificado para evaluar su seguridad y la posibilidad de uso en productos de higiene oral.

7.2 Estabilidad e Inactivación Enzimática

La peroxidasa de rábano picante es inhibida reversiblemente por el cianuro y el sulfuro a una concentración de 10⁻⁵ M. Aunque el peróxido de hidrógeno es el sustrato natural de las peroxidasas, su presencia afecta la estabilidad de la enzima. Las altas concentraciones de peróxido de hidrógeno como sustrato pueden provocar la inactivación suicida de las peroxidasas, un fenómeno bioquímico reconocido y relevante para cualquier aplicación que involucre preparaciones de peroxidasa exógenas.

7.3 Biodisponibilidad Oral de Proteínas Enzimáticas Exógenas

Las peroxidasas son proteínas; al igual que la mayoría de las enzimas administradas por vía oral, enfrentan la degradación por el ácido gástrico y las proteasas digestivas antes de que pueda ocurrir la absorción sistémica. No se han demostrado efectos sistémicos directos de las preparaciones aisladas de peroxidasa consumidas por vía oral en estudios humanos bien controlados. Por lo tanto, se entiende que los efectos beneficiosos del sistema LPO oral actúan de manera local en la cavidad bucal, no sistémicamente, en consonancia con la literatura clínica revisada.

7.4 Interacciones de la Peroxidasa Tiroidea: Fármacos Antitiroideos

Se ha demostrado que el fármaco antitiroideo metimazol (2-mercapto-1-metilimidazol) y su análogo de selenio son inhibidores irreversibles basados en el mecanismo de las peroxidasas humanas. El metimazol es oxidado por la peroxidasa tiroidea, la lactoperoxidasa y la MPO, ya que no se produjo inactivación en ausencia de H₂O₂. Esto pone de relieve la interacción farmacológica entre los compuestos metabolizados por las enzimas peroxidasa y la función de dichas enzimas, algo particularmente relevante para las personas en tratamiento con fármacos antitiroideos.

7.5 Mieloperoxidasa: Papel Dual en la Enfermedad

Si bien la MPO es esencial para la inmunidad innata, su sobreactivación se asocia con daño tisular. Cualquier desgranulación no controlada exagera la inflamación y también puede provocar daño tisular incluso en ausencia de inflamación. Esta naturaleza dual significa que las estrategias para aumentar la actividad de la MPO podrían, en teoría, exacerbar la lesión tisular inflamatoria, mientras que las estrategias para inhibir la MPO (actualmente en investigación farmacéutica) conllevan el riesgo de inmunosupresión.

7.6 Toxicidad del Selenio: Límites Superiores

Dado que el selenio dietético es el medio principal para modular la actividad endógena de GPx, la selenosis (toxicidad por selenio) es un riesgo reconocido con ingestas suprafisiológicas. La deficiencia de selenio disminuye notablemente la actividad de GPx: la deficiencia de selenio redujo los niveles de ARNm en un 60%, pero la actividad de la enzima glutatión peroxidasa disminuyó en un 93%, lo que sugiere un mecanismo de control co- y/o postraduccional. Tanto la deficiencia como el exceso deben considerarse cuando se utiliza el selenio para modular la función de la GPx.

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