Antiossidanti e radicali liberi

RADICALI LIBERI

I radicali liberi sono prodotti di "scarto" che si formano naturalmente all'interno delle cellule del corpo quando l'ossigeno viene utilizzato nei processi metabolici per produrre energia (ossidazione). Nelle cellule aerobiche, la riduzione incompleta dell'ossigeno ad acqua al'interno della catena respiratoria mitocondriale può rilasciare lo ione superossido nel citosolo (fuga di elettroni). Anche se la pericolosità di questa specie radicalica non è elevata, reagendo con i metalli di trasizione (es Fe3+ e Cu 2+), può formare lo ione idrossilico (OH-), molto più reattivo e dannoso. Se sono in quantità minima aiutano il sistema immunitario nell'eliminazione dei germi e nella difesa dai batteri. Sono frammenti di molecole estremamente reattivi. Dal punto di vista biochimico, i radicali liberi sono molecole particolarmente instabili in quanto possiedono un solo elettrone anziché due. Questo li porta a ricercare un equilibrio appropriandosi dell'elettrone delle altre molecole con le quali vengono a contatto, molecole che diventano instabili e che a loro volta ricercano un elettrone e così via, innescando un meccanismo di instabilità a "catena". Questa serie di reazioni può durare da frazioni di secondo ad alcune ore e può essere ridimensionata o arrestata dalla presenza dei vari agenti antiossidanti. Le fonti di produzione di radicali sono di due tipi: endogene (mitocondrio - citoplasma dove agiscono lipoossigenasi, ciclossigenasi e xantina ossidasi e reticolo endoplasmatico, dove agisce il citocromo p450) ed esogene (il cibo aumenta la catena di respirazione a causa di una maggiore produzione del NADH, proveniente dal glucosio, che è l'agente primario della catena del flusso di elettroni nei mitocondri. Il cibo, quindi, aumenta il flusso di elettroni e, di conseguenza, la possibilità che uno sfugga e inizi la formazione di radicali liberi). Possono essere classificati come ROS (da Reacting Oxygen Species, specie reattive dell'ossigeno) e RNS (Reacting Nitrogen Species, specie reattive dell'azoto). I ROS sono le specie reattive a maggior diffusione. Questi possono formarsi spontaneamente per reazione diretta dell'ossigeno molecolare con cationi (generalmente ferro) non chelati presenti nel circolo sanguigno, nell'interstizio cellulare o nei fluidi intracellulari, o enzimaticamente, mediante appunto l'enzima NADPH ossidasi, per poi andare incontro ad una serie di reazioni biochimiche. Sono riconoscibili: anione superossido O2-, anione idrossile OH-, radicale idroperossido, acqua ossigenata, radicale ossidrilico, ossigeno singoletto O2+. RNS di maggior interesse sono l'ossido nitrico NO-, ed il perossinitrito, formato dalla reazione tra ossido nitrico e superossido. Durante il metabolismo cellulare, per azione degli enzimi citoplasmatici o mitocondriali, come l'enzima superossido dismutasi (SOD, zinco dipendente), i radicali liberi prodotti vengono trasformati in perossido di idrogeno (acqua ossigenata), tossico e dannoso per le strutture cellulari. A sua volta il perossido di idrogeno, grazie all'enzima catalasi (CAT) e glutatione perossidasi (GSAPx, selenio dipendente), viene ridotto in ossigeno e acqua. L'ossigeno e l'acqua possono ora essere escreti dal corpo attraverso l'urina, il sudore e la respirazione. Gli ulteriori radicali liberi presenti possono essere resi meno attivi grazie all'azione degli agenti antiossidanti che, interagendo con l'elettrone mancante, permettono ai sistemi enzimatici della cellula di neutralizzarli. AZIONE. Essi sono causa di danni cellulari di varia natura agendo principalmente sugli acidi grassi che formano i lipidi di membrana. Si ha per ossidazione dei fosfolipidi di membrana e alterazione della fluidità e della permeabilità selettiva (ad esempio sui globuli rossi arrivano a causare emolisi, ovvero rottura delle cellule). La degradazione dei lipidi operata dai radicali liberi è riscontrabile tramite la presenza di prodotti terminali di lipossilazione avanzata quali la malondialdeide. Dall'azione degradante dei radicali liberi possono essere colpite anche le proteine presenti in cellula (dando origine ad aminoacidi modificati, portando a proteolisi, alla formazione di legami crociati e ad aggregazione tra proteine), come anche gli acidi nucleici -soprattutto nei mitocondri-, con rottura dei singoli e doppi filamenti, formazione di basi azotate alternative e alterazione delle informazioni genetiche, sugli enzimi, inibizione di trascrizione, traduzione e replicazione. L'azione continua dei radicali liberi si evidenzia soprattutto nel precoce invecchiamento delle cellule e nell'insorgere di varie patologie gravi come malattie infiammatorie-immunitarie (artite reumatoide-osteoartrite) - Sintomi degenerative (invecchiamento-osteoartrosi-cataratta-aterosclerosi-m. di alzheimer- m. di parkinson-m. di down- slerosi laterale amiotrofica) - malattie da fattori tossici ambientali (neoplasie da fumo, o sostanze chimiche, alcolismo, enfisema polmonare, tossicità da farmaci antineoplastici, epatite acuta da funghi, sindromi emolitiche come fauvismo, sindromi trasfusionali da eccesso di ferro). Malattie da fattori fisici (esposizione a radiazione ionizzante), sindromi da ischemica-riperfusione (infarto cardiaco, cerebrale, intestinale, trapianto d'organi). Anche l'attivita' fisica intensa, sia di resistenza organica che di forza muscolare, causa un incremento notevole delle reazioni che utilizzano l'ossigeno (aumento della respirazione polmonare, dell'attività dei mitocondri delle cellule muscolari, ecc.) e conseguente surplus di formazione di perossido di idrogeno.

 


 

ANTIOSSIDANTI

Gli agenti antiossidanti riportano l'equilibrio chimico nei radicali liberi grazie alla possibilità di fornire loro gli elettroni di cui sono privi. Sono quindi delle barriere contro il danno ossidativo: sistemi scavenger (spazzino). L'organismo umano si difende naturalmente dai radicali liberi producendo degli antiossidanti endogeni come la superossido dismutasi, la catalasi e il glutatione. Superata una certa soglia è necessario un apporto esterno di antiossidanti. I principali sono:

Pigmenti vegetali: polifenoli, bioflavonoidi; Vitamine: vitamina C, vitamina E, betacaroteni (provitamina A);

Micronutrienti ed enzimi: selenio, rame, zinco, glutatione, coenzima Q10, melatonina, acido urico, ecc.

Gli agenti antiossidanti possono agire singolarmente o interagire, proteggendosi a vicenda nel momento in cui vengono ossidati. Va tenuto presente che ciascun antiossidante ha un campo di azione limitato ad uno o due specifici radicali liberi. Pertanto solo un'alimentazione completa ed equilibrata può garantire un'efficace azione antiossidativa. Per garantirsi un sufficiente apporto giornaliero di antiossidanti, gli esperti consigliano un'alimentazione equilibrata ed un consumo giornaliero di almeno 5-6 etti di frutta e verdura fresche e di stagione (due etti di frutta e tre di verdura). Classificazione. Gli antiossidanti, da considerarsi come tutte le sostanze che, a basse concentrazioni, inibiscono il tasso di ossidazione da parte dei radicali liberi, possono essere suddivisi in enzimatici: SOD, enzima ubiquitario che catalizza la riduzione dello ione superosido utilizzando come cofattore Cu, Zn o Mn.

CATALASI, enzima localizzato nei perossisomi che catalizza la riduzione finale dell'acqua ossigenata in ossigeno molecolare.; contiene Fe.

GLUTATIONE PEROSSIDASI. Enzima contente Se. Rimuove l'acqua ossigenata catalizzando contemporaneamente l'ossidazione del glutatione (GSH) che viene rigenerato dalla glutatione redattasi. Non enzimatici tiolici: glutatione e tireodossina. Servono per il mantenimento dello stato rdeox intracellulare e per la segnalazione redox tra le cellule. Prodotti da ogni cellula dell'organismo mediante attivazione della trascrizione genica. Gli enzimi coinvolti nlla trasformazione redox di queste molecole sono inoltre sotto il controllo di promotori sensibili allo stato redox. Il Glutatione è una proteina formata da 3 aminoacidi (tutti non essenziali e quindi non dipendono dall'alimentazione, l'alimentazione, tuttavia, mediante il NADPH, favorisce la regenerazione della forma ridotta del glutatione) prodotta nel fegato e composta da tre aminoacidi: cisteina, acido glutammico e glicina. Svolge numerose funzioni biologiche come la formazione, con il selenio, del glutatione perossidasi, un enzima con azione antiossidante all'interno delle membrane cellulari. Impedisce ai radicali liberi di legarsi alle proteine fibrose, salvaguardando così l'elasticità del collagene con benefici per la pelle e per le arterie. Specialmente a livello polmonare interviene nel sistema immunitario e contribuisce all'utilizzo ottimale degli aminoacidi cisteina e cistina. Migliora l'utilizzo e la biodisponibilità del ferro ingerito con gli alimenti. Aiuta l'organismo a liberarsi dai metalli tossici come il mercurio, piombo, cadmio. Tampona gli effetti tossici dell'alcool, degli additivi e sostanze chimiche ingerite o inalate come i nitriti, nitrati, anilina, derivati dal toluolo e dal benzolo, ecc. Lo stesso per gli effetti dovuti a radiazioni e chemioterapici.

COENZIMA Q10. Appartiene al gruppo degli ubichinoni. Viene sintetizzato dal nostro organismo ma la sua produzione diminuisce andando avanti con gli anni. Ha un'azione simile alla vitamina E. Tra le sue funzioni biologiche si evidenzia quella antiossidante in quanto, nei mitocondri cellulari, partecipa alla produzione di energia trasportando l'idrogeno nelle catene di ossidoriduzione. Ha effetti benefici sul sistema cardiocircolatorio. Il fabbisogno giornaliero per l'adulto è di circa 5 mg, superiore quando si oltrepassano i 35-40 anni. Fonti naturali:carne, pesce; cereali, soia, noci, vegetali in genere.

MELATONINA. Secreta dalla ghiandola pineale (epifisi) posta al centro del cervello, è il risultato di complesse reazioni biochimiche che vedono come elementi di partenza il triptofano (aminoacido) e la serotonina (neurotrasmettitore). Le sue principali funzioni biologiche, oltre a regolare i cicli di sonno-veglia, sono quelle di protezione del DNA cellulare dall'attacco dei radicali liberi e di stimolo del sistema immunitario. Contribuisce alla rigenerazione dei tessuti connettivi e alla protezione del sistema cardiocircolatorio. Regola il tono dell'umore, migliora la capacità di affrontare lo stress e gli stati patologici in quanto rafforza l'effetto delle endorfine e abbassa il livello di aldosterone e cortisolo (detti "ormoni dello stress"). La sua azione antiossidante è particolarmente efficace, in quanto agisce su diverse tipologie di radicali liberi, con una potenza valutata del doppio rispetto alla vitamina E e di ben cinque volte rispetto al glutatione. Fonti naturali: riso, avena, mais, pomodori, ravanelli, prezzemolo, zenzero, latte bovino appena munto, cibi contenenti il triptofano in genere. Non enzimatici non tiolici: rappresentati da VITAMINE, POLIFENOLI e MINERALI.

VITAMINE

Vit C (Ac. Ascorbico). Idrosolubile, resiste bene alla luce ed agli acidi. Scarsamente resistente al calore, alcali, tabacco, antistaminici, barbiturici, contraccettivi, aspirina, corticosteroidi. Svolge molteplici funzioni biologiche come il ripristinino della vitamina E dai radicali tocoferolo e tocoferossili, prodotti durante la perossidazione dei grassi cellulari. Stimola il metabolismo cellulare, agisce come catalizzatore nella respirazione cellulare ed è essenziale per la formazione del collagene (cemento intercellulare del tessuto connettivo), fondamentale per mantenere elastici i tessuti cartilaginei, vasi sanguigni, ossa e denti. Collabora alla formazione del sangue ed alla integrità dei vasi capillari. Disciplina il ricambio del ferro e ne esalta l'assorbimento. Agisce nel ricambio del calcio, magnesio e zinco. Accresce la resistenza alle malattie infettive e contribuisce al recupero da stanchezza fisica. Combatte anche le nitrosammine (formate dai nitriti e nitrati contenuti in alcuni alimenti industriali). Non viene accumulata dall'organismo, pertanto la colazione e i due pasti principali dovrebbero garantirne l'apporto giornaliero costante. Se carente si avvertono sintomi come perdita di sangue dalle gengive, fragilità dei capillari, dolori articolari, perdita di appetito e debolezza generale. Un eccesso di vitamina C può indurre diarrea, aumento della diuresi, alterazione nell'equilibrio dei minerali e calcolosi renale. La necessità giornaliera dell'adulto è di circa 60 mg. Fonti naturali: peperoncino rosso piccante, prezzemolo, peperoni verdi, radicchio, spinaci, cetrioli, piselli, rape, patate, cavoli, asparagi, cipolle, carote, cavolfiori, zucche, pomodori, vegetali rosso-arancio in genere; aranci, mandarini, limoni, cedri, pompelmi, ribes, mirtilli, lamponi, fragole, banane e frutta acidula in genere; poco contenuta nelle carni.

 

Vit E (Tocoferolo). Liposolubile, non resiste alla luce, al calore, agli acidi ed agli alcali, ai contraccettivi. Viene distrutta da alcuni farmaci. Le sue funzioni biologiche si evidenziano nel contrastare, in sinergia con il glutatione, la perossidazione degli acidi grassi a livello cellulare. In questa azione produce radicali tocoferolo e tocoferossili che vengono neutralizzati dalla vitamina C e successiva rigenerazione della vitamina E. Interviene nello sviluppo della muscolatura e del tessuto connettivo. Viene definita anche vitamina antisterilità in quanto agisce sulla secrezione degli ormoni sessuali maschili e femminili. Contribuisce alla formazione e salute dei globuli rossi. In sinergia con la vitamina C protegge la cute dall'azione dei raggi solari UVA e UVB. La carenza rende fragili i globuli rossi del sangue e procura sintomi di debolezza muscolare, difficoltà di concentrazione e apatia. Non è tossica ma se assunta in eccesso può determinare nausea, vomito, diarrea. Inoltre interferisce con l'assorbimento intestinale delle vitamine A, D e K. La necessità giornaliera dell'adulto è in relazione soprattutto all'assunzione di acidi grassi polinsaturi. Normalmente ne occorrono circa 10 mg. Fonti naturali: carne, latte e derivati, burro, tuorlo d'uovo; olio di germi di grano, arachidi, olio di oliva, di germi di mais, di girasole e di lino, riso e pane integrali; olive, noci, nocciole, frutti oleosi, foglie verdi, lattuga, insalata, piselli.

 

BETACAROTENI E VITAMINA A (O RETINOLO). Precursori della vitamina A sono i carotenoidi (betacarotene, licopene, luteina, ecc.), un gruppo di pigmenti di colore rosso, arancio e giallo presenti nel mondo vegetale (frutta e verdura) e il retinolo che si trova nelle carni degli animali erbivori. L'enzima carotenasi, presente nel fegato, scinde il betacarotene in due molecole di vitamina A. Il betacarotene è il pigmento colorato della frutta e della verdura che agisce sulle piante per difenderle dai raggi solari (la stessa azione svolta dalla melanina sulla cute umana). Il massimo della presenza del betacarotene corrisponde con il massimo della maturazione del vegetale. Indipendentemente dal colore, più il vegetale è scuro tanto più pigmenti contiene, quindi più antiossidanti. I carotenoidi, in sinergia con la vitamina E e il selenio, prevengono la perossidazione lipidica delle membrane cellulari inibendo i radicali perossili. Liposolubile, la vitamina A non resiste agli ossidanti, agli acidi e alla luce. Relativamente resiste alle sostanze alcaline ed al calore. Viene distrutta dall'alcool, dagli antiacidi, anticoagulanti e barbiturici. Assume diverse funzioni biologiche promovendo la nutrizione e la resistenza della cute e delle membrane mucose, specialmente degli occhi, intestino e polmoni. Contribuisce alla sintesi delle proteine, all'accrescimento di nuove cellule, alla formazione dei pigmenti visivi e all'aumento della resistenza alle infezioni. Impedisce l'ossidazione della vitamina C e agisce in sinergia con le vitamine del complesso B, la E, il calcio ed il fosforo. L'utilizzo ottimale della vitamina A richiede la presenza dell'alfa tocoferolo e dello zinco. Se carente comporta difficoltà visive crepuscolari, secchezza e ruvidità della pelle, perdita di appetito, scarsa resistenza alle infezioni. Un eccesso di vitamina A viene accumulato nel fegato e risulta tossico (oltre 10 volte i livelli raccomandati). Può comportare vomito, diarrea, vertigini, debolezza, dimagrimento, ipercalcemia, ingrossamento del fegato e della milza, ipertensione endocranica. La necessità giornaliera dell'adulto è di circa 1 mg. Fonti naturali olio di fegato di merluzzo e di ipoglosso, fegato di vitello, tuorlo d'uovo , latte, burro, formaggi grassi, panna; carote, broccoli, spinaci, finocchi, bietole, prezzemolo, radicchio, cavolo, verza, insalata verde, mais, piselli, fagioli, pomodori, lattuga, zucca; banane, albicocche, pesche, arance, mango, vegetali giallo-arancio in genere.

POLIFENOLI. Composti da più anelli di atomi di carbonio, sono pigmenti (coloranti naturali) presenti in natura. Suddivisi in flavonoidi e non flavonoidi. Flavonoidi (colore chiaro dall'avorio al giallo): flavanoli (catechine, epicatechine, gallocatechine, tannini condensati); flavonoli (quercetina, kampferolo); antocianine (cianidina, peonidina, delfinidina, malvidina). Non Flavonoidi: acidi idrossi-cinnamici (acido caffeico, ac. Ferulico, ac. Clonogenico, ac. Cumarico); acidi benzoici (gallico, vanillico, benzoico, procatecuico, tannini idrolizzabili); stilbeni (resveratrolo). Esercitano una particolare azione protettiva dalle lipoproteine a bassa densità L.D.L. (colesterolo che si accumula nelle arterie) che hanno ha un ruolo nella distribuzione cellulare dei grassi e della colesterina. I polifenoli hanno proprietà antinfiammatorie, antiallergiche e antivirali. Proteggono particolarmente dalla cardiopatia ischemica (malattie delle coronarie, infarto) e dai tumori in genere. Fonti naturali: Specialmente frutta e verdura colorata (verde scuro, giallo, viola, rosso, arancione, ecc.) e prodotti naturali da essi derivati: cavolo, carota, zucca, fiori di zucchina, spinaci, peperoni, porri, indivia, lattuga, ecc.; mirtilli, more selvatiche, lamponi, ciliege, prugne, albicocche, meloni, mele, cachi, aranci, uva nera e i frutti in genere; fiori, il polline e derivati (es. propoli delle api). Particolarmente presenti nei mirtilli e nelle arance rosse sono le antocianine, antiossidanti che preservano anche l'integrità dei capillari e proteggono la retina. L'uva nera è ricca anche di resveratrolo, principio attivo dotato di azione preventiva sui tumori, azione svolta anche dal vino rosso. Le foglie del tè sono ricchissime di polifenoli e catechine.

MINERALI

SELENIO - Minerale-traccia attivo sotto forma di seleniocisteina. Invece la sua presenza come seleniometionina diventa disponibile solo se gli alimenti ingeriti contengono metionina. L'assorbimento del selenio avviene nell'intestino tenue. Svolge molteplici funzioni biologiche come la prevenzione, contro i radicali liberi, sulla perossidazione lipidica delle membrane cellulari, particolarmente se associato alla vitamina E. Contribuisce a rafforzare il sistema immunitario, previene le malattie cardiocircolatorie, protegge la cute, gli occhi e i capelli, diminuisce i rischi di insorgenza del cancro, soprattutto al colon, intestino, polmone e prostata. I muscoli e il fegato provvedono a rifornire di selenio il cervello e le ghiandole endocrine (ipofisi, tiroide e ghiandole sessuali) che lo utilizzano per svolgere le loro funzioni. Viene eliminato quasi totalmente attraverso le urine e le feci e, una parte minore, con il sudore e la saliva. Se carente può comportare cardiopatie, debolezza muscolare, alterazione dei pigmenti dei capelli e della cute, danni al pancreas. L'eccesso è tossico e può determinare dolori all'addome, diarrea, nausea, irritabilità, stanchezza, dermatiti, alopecia. Un segnale di eccesso di selenio si evidenzia con un caratteristico odore di aglio nel sudore e nell'aria espirata. Il fabbisogno giornaliero nell'adulto è di circa 55 mcg. Fonti naturali: frattaglie, pesci, molluschi, carni, latte e derivati; lievito di birra, germe di grano, pasta (specialmente se di grano duro), riso; funghi, noci, aglio, frutta e verdure in genere.


RAME - Minerale che nell'organismo umano svolge molteplici funzioni biologiche tra le quali l'intervento nell'azione dell'enzima superossido dismutasi che trasforma i radicali liberi in perossido di idrogeno (acqua ossigenata). È presente nella sintesi dei fosfolipidi, nella produzione dell'acido ribonucleico (RNA), nell'utilizzazione della vitamina C e della tirosina. Favorisce l'accrescimento osseo e lo sviluppo del sistema nervoso. Nei globuli rossi del sangue è richiesto per la sintesi del ferro, indispensabile al trasporto dell'emoglobina. È necessario per tenere uniti collagene ed elastina, per la produzione di melanina e per il metabolismo energetico. La capacità di assorbimento del rame viene ridotta dalla presenza di zinco. La carenza di rame provoca sintomi simili a quelli da carenza di ferro dei quali il più evidente è l'anemia. Un eccesso produce irregolarità nelle mestruazioni, perdita di capelli e insonnia. Abbassa la quota di zinco presente. Il fabbisogno giornaliero nell'adulto è di circa 2-3 mg. Fonti naturali: carne in genere; noci, cereali e pane integrale, legumi.

ZINCO - Minerale presente nei muscoli e nel fegato è parte integrante delle ossa e dei denti. Svolge diverse funzioni biologiche che rendono possibile l'azione di moltissimi enzimi. Insieme al rame potenzia l'azione dell'enzima superossidido dismutasi che trasforma i radicali liberi in perossido di idrogeno (acqua ossigenata). Interviene nella formazione delle proteine, in alcune funzioni ormonali e del sistema nervoso, nei processi di accrescimento e di riparazione dei danni ai tessuti e nella difesa immunitaria. La sua presenza si rende indispensabile per l'ottimale metabolismo del fosforo, per la digestione dei carboidrati, per la sintesi dell'acido nucleico e per l'assorbimento delle vitamine. Dipende dallo zinco anche la formazione dello sperma maschile e dell'ovulo femminile. Favorisce la formazione dell'insulina. La carenza di zinco porta a disturbi anche seri a livello metabolico. Possono provocare una carenza di zinco i farmaci anti- MAO, i corticosteroidi, i diuretici ed altri. L'eccesso di alcol può determinare una carenza di zinco in quanto questo minerale fa parte dell'enzima indispensabile per scomporlo. L'inalazione o ingestione di cadmio, come avviene per i fumatori, non permette un'ottimale utilizzazione di zinco. Alcuni alimenti e minerali presenti nella dieta come i cereali crudi, le fibre, la caseina del latte, il ferro, il calcio e il rame, riducono la quantità di zinco assorbita a livello intestinale. Un eccesso di zinco può impedire l'assorbimento del ferro e del rame. Il fabbisogno giornaliero nell'adulto è di circa 55 mg. Fonti naturali: Cibi ad alto contenuto proteico in genere: carni, uova, formaggi magri, olio di pesce, molluschi; germe di grano, cereali integrali, legumi, semi in genere; noci, nocciole e frutti con guscio in genere.