Stress Ossidativo | Cos’è? Cause, Conseguenze, Rimedi

Che cos’è

Si parla di stress ossidativo quando i radicali liberi prevalgono sulle difese antiossidanti.

In condizioni normali, questi fattori si trovano in un delicato e importantissimo equilibrio dinamico.

Entro certi limiti, un organismo sano è infatti in grado di potenziare le sue difese antiossidanti in risposta a un aumento dei radicali liberi.

Tuttavia, quando si ha una prevalenza cronica dei radicali liberi sulle difese antiossidanti, lo stress ossidativo che ne consegue danneggia il DNA e altre importanti molecole biologiche.

L’accumulo di questi danni aumenta il rischio di cancro e malattie neurodegenerative, oltre ad accelerare il processo di invecchiamento ^{1, 2}.

Radicali Liberi

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

Il corpo umano è quindi costantemente soggetto all’azione dei radicali liberi.

Entro certi limiti, la loro presenza è dunque fisiologica e addirittura indispensabile per il corretto svolgimento delle funzioni cellulari.

I radicali liberi, infatti, fungono da molecole segnale per regolare il metabolismo cellulare ³.

Inoltre, sono utilizzati dai globuli bianchi per combattere le infezioni.

Il corpo umano ha quindi bisogno di mantenere un certo equilibrio tra radicali liberi e antiossidanti, senza eccessi da ambo le parti.

Come Agiscono

I radicali liberi sono molecole chimicamente instabili, perché contengono uno o più elettroni spaiati.

Questa instabilità li rende altamente reattivi, perché tendono a rubare elettroni ad altre molecole per raggiungere il proprio equilibrio.

In questo modo, i radicali liberi innescano una reazione a catena che alla fine danneggia la cellula vivente.

Se non esistessero gli antiossidanti, i radicali liberi causerebbero molto rapidamente danni seri alle cellule, causando la morte dell’organismo.

Tuttavia, grazie alle difese antiossidanti, i radicali liberi vengono opportunamente gestiti e resi addirittura importanti per la salute cellulare.

Radicali liberi o Specie reattive?

Dal punto di vista chimico, si definisce radicale libero qualsiasi specie chimica che abbia un elettrone non appaiato nel suo orbitale più esterno.

Alcuni radicali liberi hanno un forte potere ossidante, ma d’altra parte non tutti i forti ossidanti sono radicali liberi.

Per questo motivo, sarebbe più corretto parlare genericamente, ma più correttamente, di specie reattive.

Tipi di Radicali Liberi

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^–)
• Il perossido d’idrogeno (H₂O₂)
• Il radicale ossidrilico (•OH)

Altri radicali liberi comprendono i RNS (radicali liberi dell’azoto, come ossido nitrico e perossinitrito), il radicale carbonato, CO3^– e specie reattive del cloro (RClS), dello zolfo (RSS) e del bromo (RBrS).

Le specie reattive più importanti dal punto di vista quantitativo e qualitativo sono i ROS e i RNS.

Sistemi Antiossidanti

L’organismo è dotato di diversi sistemi per difendersi dai radicali liberi e dallo stress ossidativo. Tali sistemi sono chiamati difese antiossidanti.

Antiossidanti Endogeni

Nel complesso, le difese antiossidanti dell’organismo si basano su meccanismi enzimatici e non-enzimatici.

I cosiddetti antiossidanti enzimatici comprendono:

• glutatione perossidasi;
• glutatione reduttasi;
• superossido dismutasi (Mn/Cu/Zn SOD);
• catalasi;
• perossiredoxina;

Tra gli antiossidanti non enzimatici rientrano:

• ceruloplasmina, transferrina, albumina;
• sostanze endogene (prodotte dall’organismo) come acido urico, bilirubina, melatonina;
• sostanze esogene (assunte con la dieta) come la Vitamina E, la Vitamina C, i carotenoidi e i polifenoli (flavonoidi, stilbeni, lignani ecc.).

Gli antiossidanti enzimatici sono difese antiossidanti endogene, prodotte dall’organismo in gran parte indipendenti dall’apporto alimentare.

Gli antiossidanti non enzimatici sono sia endogeni (maggioritari) che esogeni (minoritari e provenienti dagli alimenti):

Il contributo della dieta rimane comunque importante, soprattutto in condizioni di aumentato stress ossidativo.

Dieta e Antiossidanti Esogeni

L’azione antiossidante della dieta sembra più importante e meglio recepita dall’organismo quando uno stress ossidativo è in atto.

Al contrario, in condizioni di omeostasi, le difese antiossidanti endogene sembrano in grado di tamponare eccessi ossidativi senza necessitare del contributo dietetico ^{4, 5}.

La seguente tabella riporta gli antiossidanti più comunemente presenti negli alimenti e le loro fonti.

Antiossidanti	Fonti Alimentari
Acido Lipoico	Carne rossa, frattaglie, spinaci, broccoli, cavoletti di Bruxelles. Per approfondire: acido lipoico negli alimenti
Coenzima Q10	Carne rossa, frattaglie, pesci grasse. Per approfondire: coenzima Q10 negli Alimenti
Vitamina C	Frutta fresca, alcune verdure come cavoli, peperoni, broccoli, patate e rucola. Per approfondire: alimenti ricchi di vitamina C
Vitamina E	Oli vegetali e frutta secca oleosa. Per approfondire: alimenti ricchi di vitamina E
Selenio	Frattaglie, molluschi, pollame, uova. Meno disponibile e variabile il contenuto di selenio nella frutta secca (soprattutto le noci del Brasile), in alcuni cereali e nei funghi. Per approfondire: alimenti ricchi di selenio
Carotenoidi	Frutta e verdure di colore arancio, rosso e giallo (peperoni, carote, pomodori ecc.). Per approfondire: alimenti ricchi di carotenoidi
Glucosinolati e isotiocianati	Brassicacee (es. broccoli, cavoli, crescione)
Fitosteroli o Steroli vegetali	Oli vegetali, semi e frutta a guscio, cereali
Polifenoli	Frutti di Bosco, Melanzane, Agrumi, Spezie, Cipolle, Pomodori, Tè, Caffè, Cacao, Uva, Vino Rosso. Per approfondire: alimenti ricchi di polifenoli

Rete Antiossidante

Parlando di stress ossidativo, un concetto importante da illustrare è quello di rete o sistema antiossidante.

Infatti, i vari antiossidanti tendono ad agire in modo sinergico.

Per esempio:

• la vitamina E ed il β-carotene sono gli antiossidanti d’elezione nelle membrane fosfolipidiche;
• la vitamina C è tra i principali antiossidanti circolanti, vista la sua idrofilia;
• il coenzima Q10 e l’acido lipoico agiscono elettivamente nei mitocondri.

Pertanto, l’azione protettiva nei confronti dei radicali liberi non va mai ricercata in una singola sostanza antiossidante, ma deve basarsi sul sinergismo di più antiossidanti.

Questo concetto è molto importante quando si parla di integratori antiossidanti.

Infatti, l‘assunzione eccessiva di antiossidanti isolati può avere effetti tossici e persino promuovere i danni ossidativi, in un fenomeno chiamato “paradosso antiossidante” ^{6, 7}.

Ad esempio, assumendo esagerate quantità di vitamina E singolarmente, questa vitamina neutralizzerà i radicali in eccesso, ma nel farlo si trasformerà essa stessa in una specie reattiva.

Da qui l’importanza di integrare non solo la vitamina E, ma anche altri antiossidanti in grado di rigenerarla dalla sua forma ossidata, come la vitamina C, il coenzima Q10 e l’acido lipoico.

Per questo motivo nei nostri integratori antiage X115^® abbiamo inserito un sistema antiossidante polifunzionale, con resveratrolo, acido lipoico, coenzima Q10, astaxantina, vitamine C ed E, ed estratti naturali di ulivo, cacao e melograno.

Cause di Stress Ossidativo

Lo stress ossidativo è causato da una prevalenza dei radicali liberi sulle difese antiossidanti dell’organismo.

Cause e fattori di rischio possono comprendere:

• eccessiva esposizione solare;
• inquinamento dell’aria;
• radiazioni ionizzanti (incluse quelle usate a scopi terapeutici e diagnostici);
• esercizio fisico intenso e prolungato;
• fumo di sigaretta;
• abuso di alcool;
• uso di stupefacenti;
• eccesso di minerali o metalli pesanti (inclusi ferro, rame, cromo, cobalto, vanadio, cadmio, arsenico, nichel);
• iperglicemia;
• dislipidiemia (es. colesterolo e trigliceridi alti);
• BMI elevato (obesità);
• invecchiamento;
• infezioni batteriche, fungine o virali;
• malattie ad andamento cronico e degenerativo;
• infiammazione cronica di basso grado;
• stress fisico o emotivo;
• dieta inadeguata, in particolare l’eccessiva assunzione di zuccheri semplici e acidi grassi saturi;
• esposizione a pesticidi ed erbicidi;
• particolari condizioni lavorative (benzinai, lavoratori del travertino, agricoltori esposti a pesticidi, lavoratori esposti a vernici, lavoratori a turni)
• carenza di antiossidanti ⁸;
• eccesso di antiossidanti, come le vitamine C ed E ⁹.

Danni e Conseguenze

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.

Quando la componente ossidante prevale, inizia l’ossidazione delle macromolecole biologiche, come lipidi, proteine e DNA, con conseguenze gravi.

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

• danni al DNA;
• danni a carico delle proteine con perdita della funzionalità enzimatica e danni strutturali a carico della matrice extracellulare;
• ossidazione dei lipidi. 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.

Sintomi

Lo stress ossidativo non produce sintomi ben definiti sul piano clinico.

Possibili segnali che nell’organismo è in corso un forte stress ossidativo cronico possono includere:

• invecchiamento precoce della pelle (con rughe e pelle anelastica);
• ingrigimento precoce dei capelli;
• scarsa efficienza fisica, stanchezza e debolezza;
• dolori ai muscoli e infiammazioni articolari;
• difficoltà di concentrazione, mal di testa e perdita di memoria;
• vulnerabilità alle infezioni.

Inoltre, un ampio numero di evidenze mostra che lo stress ossidativo può essere responsabile, con diversi gradi di importanza, dell’insorgenza e/o della progressione di diverse malattie (es. cancro, diabete, disordini metabolici, aterosclerosi e malattie cardiovascolari) ¹.

Stress Ossidativo e Malattie

È comprovato che molte delle malattie più comuni legate all’invecchiamento – quali aterosclerosi, cataratta, morbo di Alzheimer e morbo di Parkinson – sono legate alla cronica prevalenza dei sistemi ossidativi su quelli antiossidanti.

Meno chiaro è se lo stress ossidativo sia causa, concausa o conseguenza di queste malattie (anche se spesso questi ruoli si sovrappongono).

Secondo una ricerca limitata, fino a 200 malattie umane sono state associate allo stress ossidativo ¹⁰.

Tra le associazioni più note e studiate ricordiamo ^{11, 12}:

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

Stress Ossidativo e Invecchiamento

Numerosi studi evidenziano l’esistenza di un forte nesso tra stress ossidativo, invecchiamento cutaneo, senescenza cellulare e patologie associate.

L’impatto cellulare e metabolico dello stress ossidativo sulla pelle è alquanto complesso, e comprende:

• alterazione delle normali funzioni metaboliche cellulari: i fibroblasti, cellule deputate alla produzione di collagene e al rinnovamento del derma, vengono danneggiati;
• danni strutturali a carico delle fibre collagene e di altre strutture appartenenti alla matrice extracellulare (come i glicosamminoglicani);
• alterazioni a carico del DNA: sembrano coinvolte soprattutto nella riprogrammazione dell’espressione genica e nell’aumentato rischio di patologie proliferative come i tumori cutanei.

Manifestazioni Cliniche dell’Invecchiamento Cutaneo indotto dallo Stress Ossidativo

Il danno indotto dai radicali liberi dell’ossigeno sulla cute presenta delle caratteristiche ricorrenti e tipiche come:

• rughe e solchi cutanei evidenti;
• assottigliamento cutaneo;
• disidratazione cutanea;
• perdita della normale lucentezza;
• discromie;
• lesioni infiammatorie e neoplastiche nei casi più gravi.

Oltre alla cute, anche gli annessi cutanei risultano interessati dal processo lesivo indotto dallo stress ossidativo.

In questo senso, i capelli e le unghie possono apparire più fragili e andare in contro più frequentemente a rottura. Si può anche assistere alla perdita di capelli ed eventualmente ad irsutismo e discromie del letto ungueale.

Combattere lo Stress Ossidativo

Dieta Antiossidante

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

Diete ricche di frutta e verdura apportano elevate quantità di antiossidanti. Probabilmente anche grazie a questa caratteristica, tali diete sono associate a numerosi benefici per la salute, tra cui un ridotto rischio di malattia ¹³.

Anche i prodotti a base di carne e pesce contengono antiossidanti, ma in misura minore rispetto a frutta e verdura ^{14, 15}.

Tra gli alimenti più ricchi di antiossidanti segnaliamo:

• 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, vino rosso;
• Olio extravergine di oliva.

Alimenti Antiossidanti

Il consumo regolare di alcuni alimenti ricchi di antiossidanti è stato correlato a un’aumentata aspettativa di vita.

Tè e Caffè. In generale, sia i bevitori di caffè che di tè hanno un rischio di morte precoce inferiore del 20-30% rispetto ai non bevitori ^{16, 17, 18, 19}.

Vino Rosso. I bevitori di vino moderati hanno un rischio inferiore di morire per malattie cardiache, rispetto ai non bevitori o ai bevitori di birra e altri alcolici ^{20, 21, 22, 23, 24, 25}.

Cacao e Cioccolato Fondente. Il consumo regolare di cioccolato extra-fondente riduce il rischio di morte per malattie cardiache fino al 50% ^{26, 27}. Inoltre, si associa a una pressione sanguigna più bassa, a una migliore sensibilità all’insulina e a un rischio ridotto di morire per qualsiasi causa.

Frutta secca a guscio. Le persone che consumano almeno 3 porzioni di frutta secca a settimana hanno un rischio inferiore del 20-40% di morte prematura ^{28, 29, 30,} . Diversi studi dimostrano che la frutta secca a guscio aiuta a prevenire malattie cardiache, ipertensione, infiammazione, diabete, sindrome metabolica, grasso addominale e persino alcune forme di cancro ^{31, 32, 33, 34}.

Olio extravergine di oliva. Diversi studi hanno collegato l’olio d’oliva alla buona salute e alla longevità di chi segue una dieta mediterranea ³⁵. L’olio d’oliva è infatti ricco di antiossidanti sani (fenoli, secoiridoidi e lignani) che potrebbero aumentare la durata della vita combattendo lo stress ossidativo ³⁶.

Restrizione calorica

Studi su specie animali – come lieviti, vermi, mosche e piccoli mammiferi – hanno dimostrato che la restrizione calorica può rallentare l’invecchiamento e aumentare significativamente la durata della vita.

Inoltre, riduce il rischio di sviluppare una lunga serie di malattie ^{37, 38}.

È interessante notare come la restrizione calorica e altri interventi di promozione della longevità (come una dieta povera di zuccheri e l’esercizio fisico) possano convergere nel provocare uno "stress ossidativo sano".

Tali pratiche, infatti, tendono ad aumentare il consumo di ossigeno mitocondriale, da cui consegue una maggiore formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS).

A loro volta, questi radicali liberi servono come segnali molecolari per indurre una risposta adattativa che potenzia le difese antiossidanti endogene. Il risultato finale è una maggiore resistenza allo stress ossidativo e un aumento della longevità ³⁹.

Lo stesso meccanismo viene chiamato in causa per spiegare gli effetti benefici dell’attività fisica.

Lo sport, infatti, aumenta lo stress ossidativo, ma allena e potenzia anche i sistemi antiossidanti, che alla fine ne escono rafforzati e più efficaci nel proteggere la salute.

• La sedentarietà conduce a uno stato di stress ossidativo troppo basso, che può essere dannoso per la salute;
• L’esercizio fisico regolare riduce lo stress ossidativo, protegge contro l’insorgenza e la progressione delle malattie e migliora le prestazioni e la qualità della vita.
• L’esercizio fisico strenuo e prolungato e il sovrallenamento innalzano eccessivamente lo stress ossidativo e aumentano il rischio di infortuni e malattie.

Integratori Antiossidanti

Come abbiamo spiegato, gli antiossidanti funzionano in maniera sinergica. Ne consegue che assumendo solo uno o due antiossidanti isolati non possiamo aspettarci grossi benefici per la salute.

In effetti, l’assunzione eccessiva di singoli antiossidanti può persino promuovere, piuttosto che prevenire, i danni ossidativi, in un fenomeno chiamato “paradosso antiossidante” ^{40, 41}.

Alcune meta-analisi, ad esempio, hanno scoperto che alti dosaggi supplementari di vitamina E potrebbero aumentare la mortalità per tutte le cause ⁴².

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.

Integratori Antiossidanti: Quando servono?

L’uso di integratori antiossidanti può rivelarsi utile in determinate situazioni o per determinate categorie di pazienti (ad esempio, se si è carenti di determinati nutrienti o incapaci di seguire una dieta sana, oppure se sussistono determinate condizioni di salute che alimentano lo stress ossidativo).

VITAMINA C

• La ricerca suggerisce che le persone che fumano hanno bisogno di 35 mg in più di vitamina C al giorno rispetto alle persone che non fumano ⁴⁴.
• 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 ⁴⁴.
• Nelle persone esposte a un intenso stress fisico (ad esempio corridori di maratona, sciatori o soldati in condizioni subartiche), l’integrazione di vitamina C ha dimostrato di dimezzare il rischio di raffreddore ⁴⁵.

ACIDO LIPOICO

• L’antiossidante acido alfa-lipoico ha dimostrato di ridurre i valori di colesterolo LDL (cattivo) negli adulti con malattia metabolica ⁴⁶.
• 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 ^{47, 48, 49}. Si ritiene che questo effetto sia dovuto alle sue potenti proprietà antiossidanti ⁵⁰.

COENZIMA Q10

• Una revisione di 14 studi su 2.100 pazienti con insufficienza cardiaca ha scoperto che il coenzima Q10 ha ridotto la mortalità del 31% ⁵¹.
• Alcuni carotenoidi, come luteina, zeaxantina e astaxantina, sembrano efficaci nel
  • prevenire la degenerazione maculare senile (la principale causa della progressiva perdita della vista negli anziani) ^{52, 53, 54};
  • prevenire i fenomeni di cataratta nei pazienti a rischio ^{55, 56, 57, 58, 59};
  • migliorare la visione in pazienti con degenerazione maculare agli esordi o comunque di grado lieve, rallentando la progressione della malattia ^{60, 61, 62}.

Attività Fisica

La pratica regolare di attività fisica è stata collegata ad alti livelli di antiossidanti naturali e alla riduzione dei danni causati dallo stress ossidativo.

Le persone che praticano regolare esercizio fisico hanno un rischio ridotto di malattie cardiache, tra cui una riduzione del 50% del rischio di insufficienza cardiaca ⁶³.

Anche solo 15 minuti di esercizio al giorno possono produrre importanti benefici, potendo estendere la durata della vita di 3 anni ⁶⁴.

I benefici sulla longevità potrebbero essere ottenuti anche con l’attività fisica non sportiva, come il giardinaggio, la camminata o il semplice fatto di stare in piedi tutto il giorno ⁶⁵.