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La glutatione perossidasi è un enzima antiossidante intracellulare contenente selenio.
Come suggerisce il nome, questo enzima:
In questo modo, la glutatione perossidasi protegge l’organismo dal danno ossidativo.
Come altre specie reattive dell’ossigeno, il perossido di idrogeno (H2O2 – acqua ossigenata) viene generato durante il normale metabolismo ossidativo delle cellule.
Se non viene neutralizzato dai sistemi antiossidanti, il perossido di idrogeno può causare danni ossidativi al DNA, alle proteine e ai lipidi di membrana.
Fortunatamente, la glutatione perossidasi è in grado di trasformare il perossido di idrogeno in acqua, neutralizzandone gli effetti nocivi.
L’organismo umano produce continuamente radicali liberi, principalmente attraverso la respirazione mitocondriale e gli enzimi redox.
Inizialmente viene generato il radicale superossido (O2·–), un radicale libero altamente reattivo capace di danneggiare le cellule, attaccando lipidi di membrana, proteine e DNA.
Il radicale superossido può combinarsi con l’ossido nitrico (NO·) per formare un altro radicale (il perossinitrito) altamente reattivo, oppure può essere dismutato spontaneamente o enzimaticamente generando perossido di idrogeno e ossigeno molecolare.
In particolare, l’enzima SOD (superossido dismutasi) neutralizza il radicale superossido (O2·–), trasformandolo in ossigeno (O2) e perossido di idrogeno (H2O2 ), secondo la seguente reazione 1
2O2·– + 2H+ ⇔ O2 + H2O2
Come spiegato, anche il perossido di idrogeno rappresenta una sostanza reattiva in grado di indurre danni biologici.
Tuttavia, risulta meno pericoloso del radicale superossido e può essere neutralizzato da altri enzimi, come la catalasi, la glutatione perossidasi e le perossiredoxine.
Questi enzimi trasformano l’H2O2 in acqua (H2O) e ossigeno (O2) 1.
Se l’attività neutralizzante di questi enzimi risulta insufficiente, il perossido di idrogeno può reagire con il ferro libero generando radicale idrossile (OH·–), che risulta altamente reattivo e dannoso per la maggior parte delle biomolecole.
La glutatione perossidasi utilizza il glutatione ridotto (GSH) come cofattore per ridurre il perossido di idrogeno, con conseguente formazione di glutatione ossidato (GSSG, noto anche come glutatione disolfuro), ossigeno e acqua.
Nel dettaglio, la glutatione perossidasi catalizza la seguente reazione:
2GSH + H2O2 → GSSG + 2H2O
Nella reazione abbiamo quindi il consumo di due molecole di glutatione per neutralizzare una molecola di perossido di idrogeno.
Per poter acquisire nuovamente capacità antiossidante, il glutatione ossidato (GSSG). dev’essere ridotto (a GSH).
Tale riduzione avviene attraverso l’enzima NADPH-dipendente glutatione reduttasi, che catalizza la seguente reazione:
GSSG + NADPH + H+→ 2 GSH + NADP+
Tale reazione richiede la presenza di riboflavina (vitamina B2).
Nell’organismo umano si possono osservare varie tipologie (isoenzimi) di glutatione perossidasi (GPx).
Le varie GPx costituiscono una famiglia di enzimi ubiquitari (presenti in tutto l’organismo) tessuto-specifici.
Alcune perossidasi si occupano di ridurre il perossido di idrogeno libero in acqua, mentre altre neutralizzano gli idroperossidi lipidici.
Ad esempio, la glutatione perossidasi 1 (GPx1) è la forma più abbondante. Si trova in quasi tutti i tessuti e agisce prevalentemente sul perossido di idrogeno.
La glutatione perossidasi 4 (GPx4) ha invece un’elevata preferenza per gli idroperossidi lipidici.
| Gene | Enzima (sede) |
|---|---|
| GPX1 | glutatione perossidasi 1 (citoplasma, mitocondri, perossisomi) |
| GPX2 | glutatione perossidasi 2 (gastrointestinale) |
| GPX3 | glutatione perossidasi 3 (plasma) |
| GPX4 | glutatione perossidasi 4 (fosfolipide idroperossidasi) |
| GPX5 | glutatione perossidasi 5 (proteina correlata agli androgeni dell’epididimo) |
| GPX6 | glutatione perossidasi 6 (olfattiva) |
| GPX7 | glutatione perossidasi 7 |
| GPX8 | glutatione perossidasi 8 |
Tutte le GPx sono accomunate dal contenere selenio.
Questo minerale viene ossidato ad acido selenenico durante la neutralizzazione dell’idroperossido; successivamente, viene rigenerato in forma ridotta (selenolo) da due molecole di glutatione ridotto.
Il glutatione svolge un ruolo centrale nella funzione della glutatione perossidasi, che lo utilizza per convertire il perossido di idrogeno in acqua.
Come spiegato, l’enzima glutatione reduttasi si occuperà di rigenerare il glutatione ossidato sfruttando l’azione dell’enzima FAD (flavin adenin dinucleotinde) dipendente dalla riboflavina (vitamina B2).
Secondo alcune ricerche, lo stress ossidativo si accumula e peggiora con l’età, probabilmente a causa di un deterioramento delle difese antiossidanti naturali dell’organismo (compresa la glutatione perossidasi).
L’aumento dello stress ossidativo apre le porte al danno al DNA e alla morte cellulare, che a sua volta può portare a danni ai tessuti e varie malattie, dal cancro all’Alzheimer 2, 3, 4.
Lo stress ossidativo può contribuire al danno al DNA, alla morte cellulare e alle malattie legate all’età. La glutatione perossidasi è uno degli enzimi antiossidanti più importanti per contrastare lo stress ossidativo.
In effetti, i livelli di glutatione diminuiscono nel corpo umano con l’avanzare dell’età e bassi livelli di glutatione sono stati collegati al declino cognitivo, alla neurodegenerazione, alle malattie dell’invecchiamento e alla mortalità generale tra gli anziani 5, 6.
Oggi, esiste anche una crescente consapevolezza dell’utilità del glutatione nel mitigare il carico di tossine corporee attraverso la capacità di migliorare la conversione epatica e l’escrezione di composti come il mercurio e gli inquinanti organici persistenti (POP) 7, 8, 9.
Di conseguenza, supportare i livelli endogeni di glutatione può aiutare a mantenere la salute e mitigare la malattia.
Alcuni alimenti contengono naturalmente piccole quantità di glutatione, tra cui asparagi, avocado, cavoli, cavoletti di Bruxelles, spinaci, broccoli, aglio, erba cipollina, gombo, pomodori, cetrioli, mandorle, avocado e noci 10.
Tuttavia, per sostenere l’attività della glutatione perossidasi, è necessario che la dieta fornisca anche quantitativi adeguati di:
| Dove Si Trova | |
| Selenio | Pesce, crostacei, molluschi, frattaglie, frutta secca oleosa, legumi |
| Zolfo | Ubiquitario (presente in numerosi alimenti, specie in quelli proteici); alcune verdure (brassicaceae e cipolla) rappresentano una fonte altamente benefica e biodisponibile. |
| Cisteina | Alimenti proteici, in particolare latticini. Ad esempio, le proteine del siero del latte (whey protein) hanno dimostrato di poter aumentare i livelli di glutatione e ridurre lo stress ossidativo 11, 12, 13, 14. |
| Riboflavina | Lievito, latte e derivati, cereali, uova, fegato, pesce, legumi, ortaggi. La dieta vegana espone a un certo rischio di carenza di riboflavina (vitamina B2) |
Inoltre, considerata la reciproca interazione tra i vari sistemi antiossidanti dell’organismo, è opportuno che la dieta fornisca quantitativi adeguati di alimenti ricchi di antiossidanti.
Ad esempio il tè verde, il succo d’uva e quello di melograno, così come l’acido lipoico, hanno dimostrato di aumentare i livelli di glutatione nell’organismo 15, 16, 17, 18.
Fattori come la carenza di sonno, il fumo di sigaretta e l’abuso di alcool possono ridurre i livelli di glutatione nell’organismo 19, 20, 21.
Ad esempio, uno studio ha scoperto che l’attività della glutatione perossidasi era significativamente più bassa nelle persone con insonnia 22.
Considerata la scarsa biodisponibilità del glutatione assunto per bocca, di norma si utilizzano sostanze precorritrici in grado di aumentarne i livelli plasmatici.
La più utilizzata e studiata è la N-AcetilCisteina, non a caso usata come antidoto per l’avvelenamento da paracetamolo (che causa danno epatico per esaurimento del glutatione).
I produttori di integratori offrono altre soluzioni per aggirare il problema della scarsa biodisponibilità del glutatione, proponendolo in forma 23:
Inoltre, secondo evidenze preliminari, i livelli di glutatione potrebbero aumentare attraverso l’assunzione di integratori di cardo mariano, selenio, acido lipoico, curcuma, cisteina (L-cisteina, N-acetil-cisteina o proteine del siero di latte che ne sono ricche), metionina e/o S-adenosil-metionina (SAM-e) 28.
| Nutrienti e alimenti | Dosaggio consigliato |
|---|---|
| Glutatione (liposomiale) | 500-1.000 mg/giorno |
| Glutatione (orale) | 500-1.000 mg/giorno |
| N-acetilcisteina | 600-1.200 mg/die in dosi frazionate, ma negli studi è stato dimostrato che fino a 6.000 mg/die sono efficaci |
| Acido alfa lipoico | 300 mg 3 volte al giorno; 200-600 mg/giorno |
| Verdure Brassicacee | 250 g/giorno |
| Curcumina | Dosi fino a 12 g/giorno sicure; 1-2 g/die si sono rivelati utili per la capacità antiossidante; aumento della biodisponibilità con piperina |
| Succhi di frutta e verdura | 300-400 ml/giorno |
| Glicina | 100 mg/kg/giorno |
| Tè verde | 4 tazze/giorno |
| Acidi grassi omega-3 | 4.000 mg/giorno |
| Salmone | 150 g due volte a settimana |
| Selenio | 247 μg/giorno di lievito arricchito di selenio; 100-200 ug/giorno. Qualsiasi valore superiore a 400 ug/giorno è a rischio di tossicità |
| Vitamina C | 500-2.000 mg/giorno |
| Vitamina E | 100-400 UI/giorno |
| Proteine del siero di latte | 40 g/giorno |
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