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I radicali liberi sono molecole piccole, instabili e altamente reattive che vengono continuamente prodotte dall’organismo.
Nonostante siano dipinti come un qualcosa di nocivo, i radicali liberi svolgono anche funzioni essenziali per la salute. Ad esempio, combattono le infezioni e fungono da molecole segnale per regolare il metabolismo cellulare 1.
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.
I radicali liberi sono specie che contengono almeno un elettrone spaiato nei gusci attorno al nucleo atomico e sono capaci di esistenza indipendente. La stessa molecola di ossigeno è un radicale e, a causa della presenza di due elettroni spaiati, viene definita biradicalica.
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.
Con il termine ROS, specie reattive dell’ossigeno, si identifica una serie di specie chimiche contenenti un atomo di ossigeno ed elettroni spaiati altamente reattivi, quali anione superossido, perossido di idrogeno e radicale ossidrile.
I più importanti ROS includono:
Altri radicali liberi piuttosto diffusi nell’organismo sono i cosiddetti RNS (o specie reattive dell’azoto).
| Elenco dei radicali liberi e loro reattività 2 | |
|---|---|
| I radicali liberi | Reattività |
| Anione superossido – O2•- | Generato nei mitocondri, nel sistema cardiovascolare e in altri tipi di cellule |
| Perossido di idrogeno – H2O2 | Si forma nel corpo umano durante un gran numero di reazioni e, pur non essendo di per sé un radicale libero, produce potenti specie reattive |
| Radicale idrossile – •OH | Altamente reattivo e generato durante il sovraccarico di ferro |
| Radicale perossilico OO• | Reattivo e formato da lipidi, proteine, DNA e molecole di zucchero durante il danno ossidativo |
| Monossido di azoto – NO• | Neurotrasmettitore, partecipa alla regolazione della pressione sanguigna; può produrre potenti ossidanti durante gli stati patologici |
| Perossinitrito – ONOO• | Altamente reattivo e formato da monossido di azoto e anione superossido |
| Ozono – O3 | Presente come inquinante atmosferico, può reagire con varie molecole |
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:
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.
A sostenere la massiva produzione di radicai liberi e lo stress ossidativo intervengono fattori esogeni (esterni) ed endogeni (interni) come:
| Fonti esogene di radicali liberi 29 | |
| Inquinamento dell’aria e dell’acqua | Luce ultravioletta |
| Alcool | Cottura (carne affumicata, olio usato, grassi) |
| Fumo di tabacco | Farmaci come alotene, paracetamolo, bleomicina, doxorubicina, metrenidazolo, etanolo. |
| Metalli di transizione: Cd, Hg, Pb, As | CCl4 (tetracloruro di carbonio) |
| Metalli pesanti: Fe, Cu, Co, Cr | Pesticidi |
| Solventi industriali | Alta temperatura |
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.
Il termine “stress ossidativo” si riferisce a un dominio relativo dei radicali liberi sugli antiossidanti. Significa che vengono prodotti più radicali liberi di quanti ne possano essere neutralizzati o rimossi dalle cellule, dai tessuti o dall’intero corpo 5, 6.
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.
All’interno delle cellule, i radicali liberi agiscono come molecole di comunicazione. A basse concentrazioni sembrano aumentare la crescita, la riproduzione e la sopravvivenza cellulare. Ad alte concentrazioni, possono indurre la morte cellulare 7.
In particolare, l’eccesso di specie reattive potrebbe determinare:
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.
Il numero dispari di elettroni di un radicale libero lo rende instabile, di breve durata e altamente reattivo. A causa della loro elevata reattività, i radicali liberi possono rubare elettroni ad altri composti per raggiungere la stabilità.
Quindi, la molecola attaccata perde il suo elettrone e diventa essa stessa un radicale libero, dando inizio a una cascata di reazioni a catena che alla fine danneggia la cellula vivente.
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:
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.
| Antiossidante Enzimatico | Localizzazione | Substrato |
| Mn/Cu/Zn Superossidodismutasi (SOD) | Matrice mitocondriale (Mn SOD), citoplasma (Cu/Zn SOD) | O2•- |
| Catalasi | Citoplasma dei Perossisomi | H2O2 |
| Glutatione perossidasi | Citoplasma | H2O2 |
| Perossiredoxina | Citoplasma | H2O2 |
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.
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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:
L’assunzione dietetica di antiossidanti è essenziale per una salute ottimale.
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.
La migliore strategia per garantire un’adeguata assunzione di antiossidanti è dunque quella di seguire una dieta ricca di frutta e verdura varie, insieme ad altre abitudini sane 20.
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.
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