Oxidative stress in the pathophysiology of metabolic syndrome: which mechanisms are involved?

Thalia M. T. Avelar; Amanda S. Storch; Luana A. Castro; Gabriela V. M. M. Azevedo; Leda Ferraz; Patricia F. Lopes
J. Bras. Patol. Med. Lab. 2015;51(4):231-239
DOI:10.5935/1676-2444.20150039

ABSTRACT

Metabolic syndrome (MS) is a combination of cardiometabolic risk factors, including obesity, hyperglycemia, hypertriglyceridemia, dyslipidemia and hypertension. Several studies report that oxidative condition caused by overproduction of reactive oxygen species (ROS) plays an important role in the development of MS. Our body has natural antioxidant system to reduce oxidative stress, which consists of numerous endogenous and exogenous components and antioxidants enzymes that are able to inactivate ROS. The main antioxidant defense enzymes that contribute to reduce oxidative stress are superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and gluthatione peroxidase (GPx). The high-density lipoprotein cholesterol (HDL-c) is also associated with oxidative stress because it presents antioxidant and anti-inflammatory properties. HDL-c antioxidant activity may be attributed at least in part, to serum paraoxonase 1 (PON1) activity. Furthermore, derivatives of reactive oxygen metabolites (d-ROMs) also stand out as acting in cardiovascular disease and diabetes, by the imbalance in ROS production, and close relationship with inflammation. Recent reports have indicated the gamma-glutamyl transferase (GGT) as a promising biomarker for diagnosis of MS, because it is related to oxidative stress, since it plays an important role in the metabolism of extracellular glutathione. Based on this, several studies have searched for better markers for oxidative stress involved in development of MS.

Keywords: metabolic syndrome X; reactive oxygen species; antioxidants; HDL cholesterol; gamma-glutamyl transferase.

RESUMO

A síndrome metabólica (SM) representa uma conjunção de fatores de risco cardiometabólicos, incluindo obesidade, hiperglicemia, hipertrigliceridemia, dislipidemia e hipertensão. Vários estudos reportam que a condição oxidativa causada pela superprodução de espécies reativas de oxigênio (EROs) desempenha importante papel no desenvolvimento da SM. Nosso organismo apresenta sistema antioxidante natural para diminuir o estresse oxidativo, o qual consiste em numerosos componentes endógenos e exógenos e enzimas antioxidantes que são capazes de inativar as EROs. As principais enzimas de defesa antioxidante que contribuem para o processo de redução do estresse oxidativo são a superóxido dismutase (SOD), a catalase (CAT) e a glutationa peroxidase (GPx). O colesterol associado à lipoproteína de alta densidade (HDL-c) também está relacionado com o estresse oxidativo por apresentar propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. A atividade antioxidante do HDL-c pode ser atribuída, pelo menos em parte, à atividade da paraoxonase 1 (PON1) sérica. Além disso, os metabólitos derivados de oxigênio reativo (d-ROMs) também se destacam como atuantes nas doenças cardiovasculares e no diabetes, pelo desequilíbrio na produção de EROs, tendo relação importante com a inflamação. Relatos recentes vêm apontando a gama-glutamiltransferase (GGT) como biomarcador promissor para diagnóstico da SM, pois esta se associa ao estresse oxidativo, uma vez que desempenha papel relevante no metabolismo extracelular de glutationa. Com base nisso, vários estudos vêm buscando melhores marcadores do estresse oxidativo e sua relação com o desenvolvimento da SM.

Palavras-chave: síndrome X metabólica; espécies de oxigênio reativas; antioxidantes; HDL-colesterol; gama-glutamiltransferase.