Radicali Liberi 2019: Cosa Sono? Stress Ossidativo e Antiossidanti

In questo articolo parliamo di Radicali Liberi, delle loro Caratteristiche e Ruolo Biologico. Con Informazioni sui Sistemi di Difesa dell'Organismo e sull'Importanza di una Dieta Sana. Integratori Antiossidanti: Servono Davvero? Utilità, Rischi e Consigli

Radicali Liberi 2019: Cosa Sono? Stress Ossidativo e Antiossidanti

Cosa Sono

I radicali liberi sono molecole molto piccole, chimicamente instabili e molto reattive.

Si formano continuamente durante il normale metabolismo corporeo e sono noti per essere causa o concausa dell'invecchiamento, di svariate malattie degenerative e di processi di danno cellulare.

Tuttavia, i radicali liberi non sono necessariamente dannosi.

Svolgono infatti funzioni essenziali per la salute; ad esempio, le cellule immunitarie li usano per combattere le infezioni 1. Più in generale, i radicali liberi fungono da molecole segnale che contribuiscono a regolare il metabolismo cellulare.

I radicali liberi diventano problematici solo quando sono cronicamente presenti in eccesso rispetto alle capacità di difesa dell'organismo.

Il corpo umano possiede dei sistemi molto efficaci per difendersi dall'eccesso di radicali liberi.

A questi sistemi, chiamati antiossidanti endogeni, si affianca l'importante contributo degli antiossidanti alimentari (contenuti prevalentemente in frutta e verdura fresche e di stagione).

Senza antiossidanti, i radicali liberi causerebbero molto rapidamente danni seri, causando infine la morte. Tuttavia, anche un livello troppo basso di radicali liberi sarebbe problematico per la salute.
Di conseguenza, il corpo ha bisogno di mantenere un certo equilibrio tra radicali liberi e antiossidanti.

Tipi di Radicali Liberi

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

Questo aspetto ci fa capire come non sia sufficiente assumere alte quantità di un singolo antiossidante; risulta invece molto importante assicurare con la dieta un apporto vario ed equilibrato di antiossidanti.

Chiarito ciò, la chimica dei radicali liberi è alquanto complessa e argomento specialistico. In questa sede, ci limitiamo a ricordare come le specie reattive dell'ossigeno, i cosiddetti ROS (o radicali liberi dell'ossigeno), siano 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.

Sistemi Antiossidanti

Il nostro organismo possiede diversi sistemi intrinseci, collettivamente chiamati antiossidanti endogeni, che gli permettono di difendersi dall'eccesso di radicali liberi.

Antiossidanti Endogeni

Gli antiossidanti endogeni sono dei sistemi enzimatici che svolgono un'azione radical scavenger, neutralizzando i radicali liberi.

Anche se molti di questi sistemi enzimatici necessitano di cofattori provenienti dalla dieta, è l'organismo stesso a sintetizzarli in maniera autonoma.

Questi sistemi enzimatici rappresentano la difesa più importante nei confronti dei radicali liberi e comprendono in particolare gli enzimi:

  • superossido dismutasi (ne esistono almeno tre tipi);
  • catalasi;
  • glutatione perossidasi.

Antiossidanti nella Dieta

Ai sistemi antiossidanti endogeni, il corpo umano affianca l'importante contributo degli antiossidanti alimentari (contenuti prevalentemente in frutta e verdura fresche e di stagione).

Un metodo per prevenire lo stress ossidativo è quindi quello di ottenere abbastanza antiossidanti attraverso la dieta. Tutti gli alimenti (sia animali, sia soprattutto vegetali) contengono diversi antiossidanti in quantità variabili, quindi è importante includere una varietà di alimenti nella dieta.

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. Tale apporto non andrebbe sostituito con gli integratori, perché si è visto che le sostanze di sintesi assunte singolarmente non hanno gli stessi effetti benefici di quelle assai più numerose e sinergicamente benefiche contenute nei vegetali freschi.

Gli antiossidanti alimentari possono essere classificati in base alla loro solubilità in acqua (idrosolubili) o in grassi (liposolubili). Gli antiossidanti idrosolubili svolgono le loro azioni nei liquidi all'interno e all'esterno delle cellule, mentre quelli liposolubili agiscono principalmente a livello delle membrane cellulari.

Tra i più importanti antiossidanti alimentari ricordiamo:

  • Vitamina C. Questo antiossidante idrosolubile è un nutriente dietetico essenziale.
  • Vitamina E. Questo antiossidante liposolubile svolge un ruolo fondamentale nella protezione delle membrane cellulari dal danno ossidativo.
  • Acido Lipoico. È sia idrosolubile che liposolubile, il che gli consente di funzionare in ogni cellula o tessuto del corpo.
  • Flavonoidi. Questo gruppo di antiossidanti vegetali ha molti effetti benefici sulla salute 18.

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Equilibrio tra Radicali liberi e Antiossidanti

Per mantenere la salute, occorre che vi sia un equilibrio tra la produzione di radicali liberi e la capacità di neutralizzarli da parte dei sistemi antiossidanti dell'organismo.

  • Sebbene sia esposto a una maggiore quantità di radicali liberi rispetto all'individuo sedentario, lo sportivo ben alimentato è perfettamente in grado di gestire l'aumento dello stress ossidativo indotto dall'attività fisica. Infatti, lo sport allena e sviluppa anche i sistemi di difesa antiossidante propri dell'organismo; non a caso, gli sportivi presentano tipicamente un aspetto più giovanile rispetto alla reale età cronologica.
  • Viceversa, un soggetto sedentario esposto a un eccesso di stress ossidativo (ad es. perché fuma, si espone troppo al sole o segue una dieta carente di antiossidanti) presenta tipicamente una pelle più vecchia e grinzosa rispetto a quella che ci si aspetterebbe in base alla reale età cronologica

Stress Ossidativo

Si parla di stress ossidativo per indicare una produzione eccessiva di radicali liberi, che eccede la capacità dei vari sistemi antiossidanti di neutralizzarli.

In simili circostanze, i sistemi enzimatici e gli antiossidanti intracellulari non riescono a fronteggiare la sovraproduzione di radicali liberi, che generano danno cellulare. Tale danno può essere reversibile, in tal caso la cellula torna alle condizioni normali, oppure irreversibile, con conseguente morte cellulare per apoptosi o necrosi

Per queste ragioni, lo stress ossidativo è imputato come causa o concausa di numerose patologie, quali il cancro, l'invecchiamento cellulare e svariate malattie degenerative.

Cause

La maggior parte dei radicali liberi si forma durante il normale metabolismo del corpo umano.

Più elevato è il metabolismo, più ossigeno viene consumato e maggiore è la quantità di radicali liberi prodotta. Gli sportivi, ad esempio, durante l'attività fisica producono moltissimi radicali liberi, ma non per questo l'attività fisica è sconsigliabile, anzi! Questo perché un'attività fisica moderata aumenta al tempo stesso le capacità antiossidanti dell'organismo.

Chiarito questo, lo stress ossidativo può essere causato da numerosi fattori:

  • Esposizione a radiazioni ionizzanti: raggi ultravioletti (inclusa quindi l'eccessiva esposizione solare), i raggi X e i raggi gamma 2;
  • Infiammazioni, infezioni e altre malattie (comprese le forme autoimmuni): scatenano la produzione di ROS da parte dei globuli bianchi, al fine di sbarazzarsi degli organismi patogeni; talvolta, però, i radicali liberi danneggiano anche cellule sane, alimentando e cronicizzando il processo infiammatorio;
  • Fumo di sigaretta: contiene tossine che causano danni ossidativi alle cellule del corpo 3, 4;
  • Inquinamento ed esposizione a prodotti chimici industriali come i pesticidi;
  • Diabete e alti livelli di zucchero nel sangue 5, 6;
  • Esercizio fisico intenso e prolungato, che provoca danni ai tessuti 7;
  • Assunzione eccessiva di antiossidanti 8;
  • Assunzione insufficiente di antiossidanti 9;
  • Assunzione eccessiva di ferro, magnesio, rame o zinco 10.

Una dieta ricca di zuccheri, grassi (specie se ossidati o cotti a elevate temperature) e alcol può significativamente contribuire alla produzione di radicali liberi.

Anche un elevato apporto di acidi grassi polinsaturi, come i famosi omega-3, se non compensato da quantità sufficienti di antiossidanti alimentari come la vitamina E, può aumentare la sintesi di radicali liberi 11.

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Conseguenze

Definizione di Radicale libero

In chimica, si definisce radicale libero un'entità molecolare molto reattiva, avente vita media di norma brevissima, costituita da un atomo o una molecola formata da più atomi, che presenta un elettrone spaiato: tale elettrone rende il radicale estremamente reattivo, in grado di legarsi ad altri radicali o di sottrarre un elettrone ad altre molecole vicine 11a

A causa della loro elevata reattività, i radicali liberi possono causare reazioni chimiche a catena, reagendo con altre molecole e provocando:

  • danni al DNA;
  • danni alla membrana cellulare (perossidazione dei lipidi di membrana)
  • danni alle membrane degli organelli intracellulari;
  • ossidazione delle proteine.

Proteine, lipidi e DNA costituiscono gran parte dell'organismo, quindi i danni possono portare a un vasto numero di malattie nel tempo 12, come:

  • diabete;
  • aterosclerosi o indurimento dei vasi sanguigni;
  • condizioni infiammatorie;
  • ipertensione;
  • malattie cardiovascolari;
  • malattie neurodegenerative, come il Parkinson e l'Alzheimer;
  • cancro.

Lo stress ossidativo contribuisce anche all'invecchiamento precoce 13, 14.

Integratori Antiossidanti

Comunemente, si ritiene che l'assunzione di integratori antiossidanti prevenga il danno causato dai radicali liberi alle cellule del corpo, promuovendo la longevità e scongiurando le malattie e l'invecchiamento precoce.

Tuttavia, l'assunzione di integratori antiossidanti in quantità elevate potrebbe causare effetti opposti rispetto a quelli auspicati.

Come sempre, l'equilibrio è dunque importante.

Assumere dosi elevate di antiossidanti può essere dannoso

L'assunzione eccessiva di singoli antiossidanti può avere effetti tossici e può persino promuovere (piuttosto che prevenire) il danno ossidativo, con un fenomeno detto "paradosso antiossidante" 15, 16.

Può ridurre le prestazioni atletiche

L'organismo produce elevate quantità di radicali liberi come sottoprodotto del metabolismo energetico durante l'esercizio. Più intenso e prolungato è lo sforzo, maggiore è la quantità di radicali liberi prodotta 17.

L'eccesso di radicali liberi contribuisce a causare e a sostenere l'affaticamento e il danno muscolare; pertanto, si ritiene che l'assunzione di integratori antiossidanti possa migliorare le prestazioni atletiche e il recupero muscolare 18.

Tuttavia, diversi studi hanno dimostrato che l'assunzione di integratori antiossidanti, in particolare le vitamine C ed E, può interferire con il modo in cui il corpo si adatta all'esercizio fisico e persino eliminare alcuni dei benefici per la salute associati all'esercizio fisico 19, 20, 21, 22.

Può aumentare il rischio di cancro

Si ritiene che lo stress ossidativo causato dai radicali liberi nelle cellule del corpo contribuisca in modo determinante allo sviluppo del cancro 23.

Poiché gli antiossidanti neutralizzano i radicali liberi, l'assunzione di integratori antiossidanti è stata proposta come strategia per ridurre il rischio di sviluppare o morire di cancro 24.

Diverse meta-analisi, tuttavia, hanno dimostrato che l'assunzione di integratori antiossidanti non riduce il rischio di molti tipi di tumori, né riduce il rischio di morte dopo la diagnosi; al contrario, potrebbe persino aumentare il rischio di alcuni tumori 25, 26, 27, 28.

Ad esempio, diverse meta-analisi hanno scoperto che gli integratori di beta-carotene, un precursore della vitamina A, aumentano il rischio di cancro alla vescica e, nelle persone che fumano, anche il rischio di cancro ai polmoni 29, 30, 31, 32.

Integratori Antiossidanti: Assumerli o Non Assumerli?

Alcuni studi mostrano che alte dosi di antiossidanti aumentano il rischio di morte 33, 34.

Per questo motivo, la maggior parte dei professionisti della salute consiglia alle persone di evitare integratori antiossidanti ad alte dosi.

Mangiare molti cibi integrali ricchi di antiossidanti è quindi preferibile.

Ad esempio, uno studio ha confrontato gli effetti del succo di arancia rossa e dell'acqua zuccherata arricchita con uguali quantità di vitamina C. È emerso che il succo aveva un potere antiossidante significativamente maggiore 35.

In effetti, è risaputo che gli antiossidanti e le altre sostanze nutritive funzionano sinergicamente; per questo motivo, assumere solo uno o due nutrienti isolati e concentrati sottoforma di integratore non avrà gli stessi effetti benefici.

La migliore strategia per garantire un'adeguata assunzione di antiossidanti è seguire una dieta ricca di frutta e verdura, insieme ad altre abitudini sane 36. Sulla base di questa consapevolezza sono stati proposti integratori contenenti estratti concentrati di vera frutta e verdura, come alternativa ai classici antiossidanti vitaminici di sintesi.

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Occorre anche considerare che gli integratori a basso dosaggio, come i multivitaminici, possono essere utili se si è carenti di determinati nutrienti o incapaci di seguire una dieta sana.

Inoltre, molte sostanze antiossidanti svolgono importanti azioni salutistiche; ad esempio,

  • la vitamina C è importante anche per la difesa immunitaria;
  • la curcumina può espletare una spiccata azione antinfiammatoria e migliorare la salute articolare;
  • l'acido lipoico può contribuire al controllo glicemico e promuovere la salute delle strutture nervose;
  • la melatonina facilita l'addormentamento;
  • molti carotenoidi (come luteina e zeaxantina) sono importanti per la salute degli occhi.

Considerazioni Finali

In base alle considerazioni fatte sui radicali liberi, l'assunzione di un integratore antiossidante potrebbe risultare utile in caso di:

  • periodi di intenso stress psicofisico,
  • inquinamento,
  • fumo di sigaretta (tabagismo),
  • alimentazione poco equilibrata e ricca di cibi spazzatura e/o povera di vegetali freschi,
  • abuso di alcolici,
  • stress psicofisico elevato,
  • over-training sportivo,
  • forte esposizione solare,
  • cambi di stagione e periodo invernale,
  • assunzione di acidi grassi polinsaturi.

NOTA BENE:

  • l'assunzione di integratori antiossidanti in presenza di condizioni patologiche o se si sta seguendo una terapia farmacologica è consigliata sotto controllo del medico che, conoscendo approfonditamente il quadro clinico del paziente, saprà dare i migliori consigli;
  • l'assunzione di integratori antiossidanti non può e non deve sostituirsi a una dieta equilibrata e a uno stile di vita sano; prima di considerarne l'assunzione, è quindi opportuno compiere ogni ragionevole sforzo per regolarizzare la propria alimentazione e il proprio stile di vita;
  • in ogni caso, salvo diverso consiglio medico, è consigliabile evitare l'eccessiva assunzione di antiossidanti per lunghi periodi.

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