Radicali Liberi | Stress Ossidativo | Funzioni e Antiossidanti

Cosa Sono

I radicali liberi sono molecole piccole, instabili e altamente reattive che vengono continuamente prodotte dall’organismo.

Se lasciati liberi di agire indisturbati, i radicali liberi innescano reazioni chimiche a catena che logorano la salute di cellule, organi e tessuti.

Per impedire questo danno, l’organismo è dotato di meccanismi difensivi chiamati sistemi antiossidanti. Gran parte delle difese antiossidanti vengono prodotte in autonomia dall’organismo; tuttavia, la dieta svolge un ruolo cruciale nel sostenere e potenziare tali difese.

Il cosiddetto stress ossidativo è uno squilibrio tra radicali liberi e antiossidanti nel corpo, in cui i primi prevalgono sui secondi. Una teoria piuttosto nota suggerisce che lo stress ossidativo può essere alla base di diverse patologie, tra cui malattie neurodegenerative, cardiache, diabete e altro ancora.

Quali Sono

I radicali liberi non sono tutti uguali, così come diversi e specifici sono i meccanismi antiossidanti di difesa.

Tra i più conosciuti, ricordiamo i cosiddetti ROS (o radicali liberi dell’ossigeno), che sono tra i radicali liberi a maggior diffusione nell’organismo umano.

I più importanti ROS includono:

• L’anione superossido (O2^–): inattivato dalle superossido dismutasi (SOD) che – catalizzate da minerali come manganese, ferro, rame o zinco – lo convertono in H₂O₂ e ossigeno.
• Il perossido d’idrogeno (H₂O₂): è neutralizzato dalla glutatione perossidasi o dalle catalasi.
• Il radicale ossidrilico (•OH): è il ROS più reattivo e viene prodotto dai globuli bianchi a partire dal perossido d’idrogeno per distruggere i patogeni; tuttavia, se presente in eccesso provoca danni alla membrana plasmatica, alle proteine e agli acidi nucleici. Viene inattivato per conversione in H₂O da parte dell’enzima glutatione perossidasi.

Altri radicali liberi piuttosto diffusi nell’organismo sono i cosiddetti RNS (o specie reattive dell’azoto).

Come si Generano

L’ossigeno rappresenta un elemento fondamentale per la vita degli uomini e degli altri organismi aerobi, sostenendone la vitalità e le funzioni energetiche.

Gli stessi organismi, tuttavia, risultano particolarmente suscettibili ai danni indotti da specie chimiche derivate anche e soprattutto dall’utilizzo fisiologico dell’ossigeno.

Si tratta dei cosiddetti radicali liberi, generati da fonti endogene come:

• la respirazione cellulare: quindi il complesso insieme di reazioni biochimiche che si realizzano all’interno del mitocondrio cellulare, e che risulta fondamentale per  sostenere energeticamente l’attività della cellula;
• il normale metabolismo cellulare, come ad esempio la via metabolica dell’ossido nitrico;
• il processo infiammatorio, in particolare il killing espletato dai fagociti (globuli bianchi) attraverso il burst ossidativo, ossia l’uccisione dell’agente patogeno attraverso l’intensa produzione di ROS.

Tuttavia, non è tanto la produzione intrinseca di radicali liberi dell’ossigeno a compromettere la normale funzionalità cellulare, quanto piuttosto la persistenza di fonti esogene di tali specie.

Cause di Aumento dei Radicali Liberi

A sostenere la massiva produzione di radicai liberi e lo stress ossidativo intervengono fattori esogeni (esterni) ed endogeni (interni) come:

• fattori ambientali, in particolare la continua esposizione alle radiazioni ultraviolette, ai vari fattori inquinanti, ai pesticidi e alle radiazioni in genere (incluse quelle usate a scopi terapeutici e diagnostici);
• esercizio fisico intenso (comunque compensato da un potenziamento delle difese antiossidanti endogene);
• stress fisico – lavorativo;
• stress emotivi – psicologici;
• fumo di sigaretta;
• dieta inadeguata, in particolare l’eccessiva assunzione di zuccheri semplici e acidi grassi saturi;
• eccesso di minerali o metalli pesanti (inclusi ferro, rame, cromo, cobalto, vanadio, cadmio, arsenico, nichel)
• alti livelli di zucchero nel sangue (iperglicemia)
• patologie ad andamento cronico e degenerativo;
• infiammazione cronica di basso grado;
• carenza di antiossidanti ³;
• assunzione eccessiva di antiossidanti, come le vitamine C ed E ⁴.

Cos’è lo Stress Ossidativo

I radicali liberi sono una parte attiva e vitale del normale metabolismo ossidativo.

Non si tratta pertanto di molecole sempre e comunque dannose; basti pensare al ruolo essenziale dei ROS nello svolgimento di alcune funzioni importantissime, come ad esempio l’uccisione dei batteri patogeni.

Le medesime specie reattive espletano diverse altre funzioni biologiche importanti per l’organismo, come guidare la proliferazione e la differenziazione cellulare e sostenerne l’attività metabolica.

Danni da Eccesso di Radicali Liberi

Mentre in condizioni fisiologiche i sistemi di difesa cellulare riescono a limitare i potenziali effetti dannosi dei radicali liberi, l’accumulo degli stessi (stress ossidativo) risulta generalmente dannoso.

In particolare, l’eccesso di specie reattive potrebbe determinare:

• danni al DNA, con alterazioni strutturali delle basi azotate e conseguente riarrangiamento strutturale con perdita della normale funzionalità: formazione dei dimeri di timina;
• danni a carico delle proteine, in particolare a carico di alcuni specifici aminoacidi come metionina, istidina e triptofano. Tali situazioni sarebbero responsabili da un lato della perdita della funzionalità enzimatica e dall’altro della comparsa di danni strutturali a carico della matrice extracellulare;
• danni a carico dei lipidi con conseguente lipoperossidazione. In questo caso, i principali bersagli sarebbero rappresentati dagli acidi grassi polinsaturi, particolarmente diffusi sulle membrane cellulari, con conseguente alterazione della struttura cellulare e nei casi più gravi morte cellulare.

Emerge così il ruolo dei radicali liberi dell’ossigeno nella perdita della funzionalità cellulare e nella patogenesi di numerosi stati morbosi per lo più a carattere cronico-degenerativo.

Malattie da Eccesso di Radicali Liberi

Occorre precisare anzitutto che gran parte degli studi sul legame tra radicali liberi e malattie sono di tipo associativo.

Ad esempio, solo perché un elevato stress ossidativo è stato collegato alle malattie cardiache non significa che le malattie cardiache siano causate dallo stress ossidativo.

Inoltre, anche se alcuni studi hanno scoperto che i radicali liberi possono contribuire alle malattie cardiache, è altamente improbabile che siano l’unica causa.

Disturbi complessi come le malattie croniche implicano sempre molteplici fattori causali – tra cui biochimica, ambiente, stato di salute e genetica – che possono variare da persona a persona.

Secondo una ricerca limitata, fino a 200 malattie umane sono state associate all’aumento dei livelli di stress ossidativo ⁸. Tra le associazioni più note e studiate ricordiamo ^{9, 10}:

• Malattie cardiovascolari, Ictus, Insufficienza cardiaca, Ipertensione
• Colesterolo alto
• Cancro
• Morbo di Parkinson
• Morbo di Alzheimer
• Diabete
• Malattie renali.

Come Difendersi dai Radicali Liberi

Gli organismi viventi hanno sviluppato una serie di difese antiossidanti contro lo stress ossidativo ¹¹.

Alcuni potenti antiossidanti vengono sintetizzati direttamente dall’organismo e comprendono – tra gli altri – gli enzimi superossido dismutasi, catalasi, glutatione perossidasi e glutatione reduttasi ¹².

Altri antiossidanti provengono invece dalla dieta e includono le vitamine A, C ed E, il glutatione, l’acido lipoico, i carotenoidi misti, il coenzima Q10, diversi polifenoli e bioflavonoidi, minerali antiossidanti (rame, zinco, manganese e selenio) e vari cofattori (acido folico, vitamine B1, B2, B6, B12) ¹³.

Dieta Antiossidante

Frutta e verdura, che sono ricche di antiossidanti, sono associate a numerosi benefici per la salute, tra cui un ridotto rischio di malattia ¹⁴.

Anche i prodotti a base di carne e pesce contengono antiossidanti, ma in misura minore rispetto a frutta e verdura ^{15, 16}.

Tra gli alimenti più ricchi di antiossidanti possiamo segnalare:

• Verdure: broccoli, peperoni, spinaci.
• Frutta: arance, mele, mirtilli e frutti di bosco.
• Cereali integrali: avena, quinoa, riso integrale.
• Legumi: fagioli, cicerchie, ceci, piselli.
• Noci: noci, noci pecan, mandorle.
• Bevande: caffè, tè.

L’assunzione dietetica di antiossidanti è essenziale per una salute ottimale.

Integratori Antiossidanti: Servono Davvero?

Uno studio ha confrontato gli effetti del bere succo di arancia rossa e acqua zuccherata, entrambi contenenti uguali quantità di vitamina C. I ricercatori hanno scoperto che il succo aveva un potere antiossidante significativamente maggiore ¹⁷.

Questo e innumerevoli risultati analoghi suggeriscono che gli antiossidanti degli alimenti funzionano sinergicamente. Assumere solo uno o due nutrienti isolati non produrrà pertanto gli stessi effetti benefici.

L’assunzione eccessiva di antiossidanti isolati può anche avere effetti tossici e può persino promuovere, piuttosto che prevenire, i danni ossidativi, in un fenomeno chiamato “paradosso antiossidante” ^{18 , 19}.

Le meta-analisi, ad esempio, hanno scoperto che alti dosaggi supplementari di vitamina E potrebbero aumentare la mortalità per tutte le cause ³⁰.

Come sottolinea l’Organizzazione Mondiale della Sanità, per contrastare l’azione dei radicali liberi basta la quantità di antiossidanti contenuta in cinque porzioni giornaliere di frutta e verdura.

Tuttavia, gli integratori possono essere utili se si è carenti di determinati nutrienti o incapaci di seguire una dieta sana, oppure se sussistono determinate condizioni di salute.

• La ricerca, ad esempio, suggerisce che le persone che fumano hanno bisogno di 35 mg in più di vitamina C al giorno rispetto alle persone che non fumano ²¹.
• In una metanalisi su oltre 11.000 persone, l’assunzione di integratori di vitamina C ha dimostrato di ridurre la durata del raffreddore dell’8% e di ridurne anche la gravità ²².
• L’antiossidante acido alfa-lipioico ha dimostrato di ridurre i valori di colesterolo LDL (cattivo) negli adulti con malattia metabolica ²³.
• E’ stato anche dimostrato che l’acido lipoico allevia i sintomi di danni ai nervi e riduce il rischio di retinopatia diabetica (danni agli occhi) che può verificarsi nel diabete non controllato ^{24, 25, 26} . Si ritiene che questo effetto sia dovuto alle sue potenti proprietà antiossidanti ²⁷.
• Una revisione di 14 studi su 2.100 pazienti con insufficienza cardiaca ha scoperto che il coenzima Q10 ha ridotto la mortalità del 31% ²⁸.
• Il cacao esercita le sue proprietà antiossidanti a causa dei flavanoli, che riducono la produzione di radicali liberi e prevengono i danni ossidativi ³¹. Una revisione di nove studi su 157.809 persone ha rilevato che un consumo maggiore di cioccolato era associato a un rischio significativamente più basso di malattie cardiache, ictus e morte ³².

Bibliografia