Un estudio preliminar sobre la suplementación con coenzima Q10 y zinc en niños con síndrome de Down.

Resumen

El síndrome de Down (SD) se caracteriza por un estrés oxidativo debido a un desequilibrio entre las especies reactivas del oxígeno (ERO) y las enzimas antioxidantes. Los compuestos antioxidantes como la coenzima Q10 (CoQ10) y el zinc (Zn) pueden mitigar los desequilibrios celulares inducidos por niveles elevados de ROS. Este ensayo clínico doble ciego y aleatorio evaluó los efectos de la suplementación con CoQ10, sola y en combinación con Zn, en 20 niños con SD de entre 2 y 9 años. Se evaluaron los parámetros bioquímicos, la ingesta dietética, las antropométricas, la peroxidación lipídica y el potencial antioxidante a través de las medidas enzimáticas de la superóxido dismutasa (SOD), la glutatión peroxidasa (GPx) y la glutatión reductasa (GSH), junto con los niveles séricos de Zn. Nuestros resultados revelaron que los participantes tenían concentraciones séricas de Zn por debajo de los niveles recomendados. La suplementación con Zn junto con CoQ10 mejoró la eficacia antioxidante de la CoQ10, lo que produjo resultados positivos. Este estudio pone de manifiesto la prevalencia de la deficiencia de Zn en niños con SD y sugiere que la administración de suplementos de CoQ10 y Zn puede mejorar la actividad antioxidante, disminuir la peroxidación lipídica y preservar la función de las enzimas antioxidantes.

Introducción

El síndrome de Down (SD) es una afección genética que afecta a los seres humanos y se caracteriza por un cromosoma 21 adicional, o al menos una parte de él. Esto da lugar a un conjunto de características clínicas como cardiopatías congénitas, retraso del crecimiento, anomalías hematológicas y endocrinas, enfermedades autoinmunitarias, trastornos intestinales y estomatognáticos, defectos visuales y auditivos, apnea obstructiva del sueño, entre otros ^{^1,2} . La prevalencia del SD varía en todo el mundo, con un promedio de 1 recién nacido con SD por cada 1000 nacidos vivos ^{^3,4 .} En Brasil, entre 1 de cada 600 y 800 nacidos vivos presenta SD. Entre 2010 y 2019, se notificaron 10 485 casos de SD al nacer mediante el Sistema de Información de Nacimientos Vivos (SINASC).

Entre los mecanismos implicados en estos cambios, destaca el estrés oxidativo, reconocido por afectar la diferenciación celular y la neurogénesis en personas con síndrome de Down (SD)^{^5-7 . Además, un estudio pionero demostró que el aumento del estrés oxidativo en} las células del SD se relaciona con la sobreexpresión de genes ubicados en el cromosoma 21, especialmente el gen de la enzima superóxido dismutasa 1 (SOD1). Esta sobreexpresión provoca un desequilibrio en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que conlleva daño celular y apoptosis. Por lo tanto, el estrés oxidativo crónico es una característica intrínseca del SD, causada por la triplicación genética del cromosoma 21^⁸ . Es uno de los procesos más importantes que influyen en los déficits cognitivos y las alteraciones neuronales típicas del SD^⁹. Se produce por un desequilibrio en el estado redox celular debido a la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno y/o una disminución de la respuesta antioxidante endógena^¹⁰ , lo que se asocia con una reducción de las defensas antioxidantes en personas con SD.

Los trastornos metabólicos en personas con síndrome de Down se relacionan con el envejecimiento prematuro, que causa daño en el ADN, debilidad, atrofia muscular, degeneración neuronal^¹¹ , disfunción mitocondrial, alteraciones bioquímicas y un mayor riesgo de desarrollar la enfermedad de Alzheimer (EA)^¹² . El aumento en la producción de radicales libres o la disminución de la respuesta antioxidante provocan un exceso de especies reactivas de oxígeno (ROS), responsables del proceso de oxidación en personas con síndrome de Down. Algunos estudios han demostrado que las alteraciones en la estructura y función mitocondriales, asociadas a una homeostasis deficiente de las ROS, están estrechamente vinculadas a diversas alteraciones metabólicas en el síndrome de Down ^{^13,14} .

Los antioxidantes desempeñan un papel crucial en la neutralización del estrés oxidativo al eliminar las especies reactivas de oxígeno y nitrógeno, manteniendo así el equilibrio redox celular y previniendo el daño celular^¹⁵ . Por lo tanto, una dieta saludable rica en nutrientes necesarios para el organismo puede combatir el daño causado por el exceso de radicales libres y los cambios metabólicos provocados por el síndrome de Down^¹⁶ . Nutrientes como la coenzima Q10 se suelen consumir en forma de suplementos.

La coenzima Q10 (CoQ10) es un compuesto vitamínico ampliamente distribuido en el organismo en sus formas reducida (ubiquinol) y oxidada (ubiquinona). La ubiquinona es un potente antioxidante, estabilizador de membrana, cofactor en la producción de ATP y componente esencial de la fosforilación oxidativa mitocondrial y la inhibición oxidativa de proteínas y ADN ^{^17,18} . Un estudio que evaluó los efectos de la suplementación con CoQ10 (4 mg/kg/día) en personas con síndrome de Down demostró su potencial efecto en la modulación de los mecanismos de reparación del ADN^¹⁹ . Además, la CoQ10 ha demostrado beneficios terapéuticos en trastornos relacionados con el envejecimiento, particularmente en condiciones asociadas con un mayor estrés oxidativo^²⁰ .

Además de la coenzima Q10, minerales como el zinc son esenciales en la dieta debido a su capacidad antioxidante. El zinc es estable como catión divalente (Zn²⁺ ⁾ e incapaz de aceptar electrones, es redox inerte, participa en numerosos sistemas biológicos y actúa como agente antioxidante al inhibir la oxidación de macromoléculas, además de ser un mediador inflamatorio beneficioso para la salud humana. De hecho, el zinc puede unirse al grupo tiolato de la cisteína para formar tiolato de zinc, actuando como estabilizador de membrana, inhibiendo la enzima prooxidante nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidasa (NADPH oxidasa), induciendo la síntesis de metalotioneína y confiriendo protección contra el daño oxidativo inducido por diversas condiciones oxidativas . ^{^21,22}

El zinc también contribuye a la estructura tridimensional de la superóxido dismutasa (SOD), cuya expresión aumenta en personas con síndrome de Down. En presencia de zinc, dos aniones superóxido (O₂⁻ ₎ se convierten en peróxido de hidrógeno (H₂O₂ _) , evitando así el daño celular y reduciendo la toxicidad de las especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que mantiene la defensa antioxidante en el compartimento celular ^{^23-25 .} Por otro lado, debido a las numerosas funciones del zinc, también se ha descrito un efecto prooxidante cuando su concentración es baja o excesiva en sistemas biológicos, lo que produce efectos proinflamatorios y proapoptóticos en humanos^²⁶ .

Así pues, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de la suplementación con CoQ10 combinada con Zn sobre el perfil de micronutrientes y los parámetros de estrés oxidativo en niños con síndrome de Down, buscando mejorar la capacidad antioxidante del Zn o neutralizar su actividad prooxidante durante el estrés oxidativo, así como controlar y/o retrasar las deficiencias nutricionales en estos individuos.

Saulo Silva1,2 , Macelia Ferreira1 , Rubiamara Souza1 , Jefferson Luz3 , Karla Souza1 , Gabriel Araújo-Silva3 , Maria Almeida1

1 Facultad de Farmacia, Departamento de Análisis Clínicos y Toxicológicos (DACT), Programa de Posgrado en Ciencias Farmacéuticas, Laboratorio de Investigación Multidisciplinario, Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Brasil

2 Departamento de Ciencias de los Alimentos y Nutrición, Universidad de Antofagasta, Chile

3 Laboratorio de Química Orgánica y Bioquímica, Universidad Estatal de Amapá (UEAP), Macapá, Brasil

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