Radicali liberi che cosa sono

Hai sentito parlare dei radicali liberi ma non sai di che cosa si tratta? Allora ecco l’articolo che fa al caso tuo.

I radicali liberi

I radicali liberi comprendono un vasto gruppo di molecole fortemente instabili e reattive. Questa reattività è dovuta alla mancanza di un elettrone nell’orbitale più esterno e provoca la ricerca di una nuova stabilità chimica sottraendo un elettrone dalle molecole vicine come per esempio i grassi, le proteine ed anche il DNA. Queste reazioni ossidative provocano a queste strutture modifiche spesso dannose ed irreparabili a tal punto da alterarne la funzione biologica. Per esempio il danno alle proteine può determinare modificazioni conformazionali che determinano di conseguenza perdita o alterazione delle rispettive attività enzimatiche.

Prima di proseguire è opportuno precisare che la produzione di radicali liberi è assolutamente normale e fisiologica in piccole quantità a causa delle naturali reazioni biochimiche a livello cellulare, in particolar modo le reazioni metaboliche legate alla produzione di energia. Benché ad alti livelli la produzione di radicali liberi sia collegata al danno ed alla morte cellulare, la ricerca ha scoperto che a basse dosi le specie reattive svolgono ruoli importanti nelle comunicazioni tra le cellule e costituiscono una delle principali armi di difesa a disposizione dei globuli bianchi. A titolo di esempio tra i radicali liberi possiamo citare l’anione superossido (O2-), il perossido di idrogeno (H2O2) ed il radicale ossidrile (OH-), che è particolarmente dannoso, in quanto provoca l’ossidazione dei lipidi, detta perossidazione lipidica.

La barriera antiossidante

Dato che la produzione di radicali liberi è entro certi limiti fisiologica, il nostro organismo dispone di vari meccanismi di difesa in grado di neutralizzarne gli effetti nocivi e la pericolosità per la salute del corpo. All’interno ed all’esterno delle cellule del corpo, infatti, sono presenti numerose molecole ed enzimi ad azione antiossidante, che danno origine alla cosiddetta barriera antiossidante. Quest’ultima interviene direttamente o indirettamente sull’azione dei radicali liberi neutralizzandoli fin da subito oppure mettendo fine alle loro reazioni di auto-propagazione.

L’organismo dispone di un vero e proprio arsenale di antiossidanti protettivi.

Tra le molecole ad azione antiossidante abbiamo la vitamina C, un antiossidante molto potente, ma nel corso dell’evoluzione biologica l’essere umano ha perduto la capacità di sintetizzarla ex novo e pertanto adesso è necessario introdurre questo micronutriente con l’alimentazione. Oppure abbiamo la vitamina E, che è essenziale per molti processi cellulari in forma di tocoferoli e tocotrienoli, oltre a proteggere la membrana cellulare dall’ossidazione. Oppure il beta-carotene, che è il precursore della vitamina A ed è contenuto soprattutto nelle verdure a foglia verde, nelle carote, nel cavolo e nelle ciliegie. Un’altra molecola importante è il glutatione (GSH), che è composto dall’unione di tre aminoacidi (glutammico, cisteina e glicina) ed è in grado di proteggere le strutture molecolare e le altre sostanze ossidabili da parte dei radicali liberi, oltre a supportare le capacità detossificanti. Senza tralasciare l’importanza del selenio, zinco, coenzima Q e di tutte le molecole di origine vegetale ad azione bioattiva (es. flavonoidi, antociani).

Per quanto riguarda le attività enzimatiche ad azione antiossidante le più importanti riguardano l’enzima superossido dismutasi, il quale trasforma l’anione superossido in acqua ossigenata, che, essendo particolarmente nociva per le cellule, a sua volta viene convertito in acqua ed ossigeno grazie all’enzima catalasi.

Stress ossidativo

Se la produzione delle molecole ossidanti eccede le capacità antiossidanti dell’organismo si va incontro al cosiddetto stress ossidativo, che dal punto di vista biochimico consiste nello sbilanciamento tra i danni ossidativi e la barriera antiossidante.

Lo stress ossidativo rappresenta un fattore di fondamentale importanza per la salute e la funzionalità delle cellule, in quanto determina danni consistenti inizialmente a livello delle strutture cellulari come i lipidi di membrana, il DNA e le proteine. Successivamente progredisce aggravando la vitalità cellulare ed alterando la composizione dei tessuti veri e propri come avviene a livello delle articolazioni nell’artrite reumatoide. Un altro esempio riguarda il ruolo dello stress ossidativo  come fattore decisivo nella formazione delle placche aterosclerotiche attraverso l’ossidazione del colesterolo.

L’equilibrio redox-ossidativo è importante per il mantenimento di una corretta funzionalità dei processi vitali.

Tra i fattori che promuovono l’eccessiva sintesi di radicali liberi ci sono:

  • Alimentazione scorretta e sbilanciata;
  • Tabagismo;
  • Eccesso di alcool o droghe;
  • Esposizione ad agenti inquinanti;
  • Radiazioni UV (lampade abbronzanti incluse);
  • Attività sportiva troppo intensa o estenuante.

In aggiunta si assiste ad un aumento dello stress ossidativo quando c’è una notevole richiesta di energia aerobica cellulare o un forte stato pro-infiammatorio con iper-attività del sistema immunitario in azione. Oppure durante un sovraccarico delle reazioni di detossificazione basate sui citocromi P450, che permette di detossificare i farmaci, i xenobiotici e le sostanze tossiche in generale. Come avviene per esempio in caso di accumulo di tossicità nell’organismo.

Molte ricerche hanno dimostrato che un eccesso di radicali liberi contribuiscono allo sviluppo ed alla progressione di varie patologie.

Lo stress ossidativo è coinvolto in un ampio spettro di patologie come quelle cardiovascolari (ateroscolerosi, ipertensione, ischemia), tumorali, neurodegenerative (Alzheimer), renali, epatiche e metaboliche (diabete). Per di più sembra essere uno dei fattori di rischio più importanti nelle malattie legate all’invecchiamento.

La terapia

Come abbiamo visto lo stress ossidativo può essere la conseguenza di:

  • Processi biochimici che comportano la produzione di specie chimiche reattive;
  • Esposizione ad agenti dannosi (es. inquinamento e radiazioni)
  • Scarse capacità del sistema antiossidante.

È importante sottolineare che gli antiossidanti non sono tutti uguali, anzi, ciascuna molecola possiede proprietà chimiche e biochimiche differenti, che possono incidere su diversi aspetti della cellula. Lo stress ossidativo, infatti, è multifattoriale ed è influenzato profondamente dallo stile di vita, dall’alimentazione, dall’attività motoria, dalle terapie effettuate e dall’eventuale presenza di disturbi o patologie in atto come per esempio nel caso di malattie intestinali o di natura immunitaria. E persino dalla genetica. Esistono, infatti, alcune varianti genetiche, dette polimorfismi, che influenzano le reazioni antiossidanti aumentando la vulnerabilità nei confronti dello stress ossidativo.

L’apporto delle giuste quantità di antiossidanti controbilancia la formazione dei radicali liberi.

Le molecole antiossidanti endogene o esogene non sono tutte uguali, anzi, possono agire in modo diverso l’una dall’altra. Benché l’equilibrio ossidativo sia estremamente utile sia in chiave preventiva che terapeutica, è opportuno precisare che, a differenza di quanto comunemente si pensa, non tutti gli antiossidanti vanno bene e fanno bene a tutti. Ecco perché, in caso di stress ossidativo conclamato, è fondamentale importanza essere seguiti da uno specialista in modo tale da valutare i vari fattori di rischio ed impostare una cura personalizzata sulla base della persona. In tutto ciò è di fondamentale importanza correggere l’alimentazione in modo tale da renderla il più bilanciata e varia possibile al fine di sopperire alle carenze ed introdurre nell’organismo tutti i micronutrienti, gli antiossidanti e le molecole bioattive necessarie. In merito è importante scegliere i cibi giusti in base al loro contenuto antiossidante e nutrizionale, ma sempre tenendo conto delle variabili individuali e del grado di sensibilità nei confronti degli alimenti.

Nella gestione delle forme di stress ossidativo è opportuno occuparsi non solamente della barriera antiossidante, ma anche dell’iper-produzione di radicali liberi ed altre molecole ossidanti. Se tale eccesso non viene preso in dovuta considerazione ogniqualvolta ci si espone temporaneamente ad un ulteriore danno ossidativo o ad un calo delle capacità antiossidanti si incorre in danni cellulari e tissutali. Ecco perché è necessario ritrovare i fattori alterati alla base di questo disequilibrio. Per questi motivi è necessario rivolgersi ad uno specialista per affrontare le possibili cause sottostanti come per esempio l’infiammazione, le problematiche intestinali, le alterazioni del microbiota, l’esposizione ad inquinanti e l’alimentazione.

Il Centro di Medicina Biologica integra nei propri percorsi analisi specifiche per la valutazione dello stress ossidativo e della capacità antiossidanti e si occupa della loro gestione terapeutica.

Bibliografia essenziale:

  • Marrocco I, et al. Measurement and Clinical Significance of Biomarkers of Oxidative Stress in Humans. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:6501046;
  • Luo H, et al. Nutrient Sensing and the Oxidative Stress Response. Trends Endocrinol Metab. 2017 Jun;28(6):449-460;
  • Pizzino G, et al. Oxidative Stress: Harms and Benefits for Human Health. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:8416763;
  • Gupta RK, et al. Oxidative stress and antioxidants in disease and cancer: a review. Asian Pac J Cancer Prev. 2014;15(11):4405-9.