Sommario
Lo stress ossidativo รจ un processo fisiologico che avviene in ogni cellula dellโorganismo: si tratta dellโinsieme di reazioni che portano alla produzione di radicali liberi e che sono necessarie affinchรฉ una serie di funzioni vitali, ad esempio la difesa dalle infezioni, si svolgano correttamente.
In tutti gli organismi viventi esiste un delicato equilibrio fra la produzione e lโeliminazione (grazie ai sistemi di difesa antiossidanti) dei cosiddetti radicali liberi. Lโalterazione di questo equilibrio, indicata come stress ossidativo, provoca lโinsorgenza di danni cellulari che, se protratti nel tempo, portano allโaccelerazione del processo di invecchiamento e allโinsorgenza di numerosissime malattie, come quelle neurodegenerative e cardiovascolari.
Stress ossidativo: che cos’รจ
Per stress ossidativo, si intende lโinsieme delle reazioni biochimiche che portano a una super produzione di radicali liberi, che esercitano unโazione lesiva sulle cellule e sui tessuti dellโorganismo. Si determina per un aumento della produzione di queste sostanze nocive o per una riduzione della capacitร dei sistemi antiossidanti organici di contrastarne lโazione.
Ma che sono i radicali liberi? Sono atomi o gruppi di atomi instabili, con un solo elettrone, i quali, per recuperare stabilitร , โcatturanoโ un elettrone da altre molecole (reazione di ossidazione), rendendole instabili a loro volta e innescando cosรฌ un meccanismo a cascata.
Tuttavia, si tratta di un fenomeno naturale e fisiologico che avviene in ogni cellula: i radicali liberi infatti si producono allโinterno del mitocondrio (organello cellulare adibito a โcentrale energeticaโ) in seguito a reazioni necessarie alla produzione di energia o in tutti quei tessuti ad alto consumo di ossigeno, per esempio il muscolo.
Inoltre, lo stress ossidativo รจ la risultante non solo dei radicali liberi normalmente prodotti dal corpo: a questi vanno infatti sommati quelli derivanti dallโambiente esterno.
Ecco alcuni dei fattori che aumentano lo stress a cui va incontro l’organismo ogni giorno:
- Inquinamento.
- Farmaci.
- Eccesso di alcol e attivitร fisica.
- Metalli pesanti.
- Fumo di sigaretta.
Radicali liberi e stress ossidativo
I radicali liberi piรน studiati sono i ROS (Reactive Oxygen Species).
Sono molecole che vengono prodotte dal normale metabolismo cellulare, ma sono particolarmente โreattiveโ poichรฉ presentano un elettrone libero che รจ โprontoโ a interagire con altre molecole.
I radicali liberi sono potenzialmente dannosi perchรฉ tendono spontaneamente ad abbinare con un altro elettrone quello spaiato, per trovare stabilitร . Pertanto, appena si trova nelle vicinanze di una molecola โbersaglioโ (cioรจ con elettroni โdisponibiliโ), il radicale libero โrubaโ lโelettrone.
La conseguenza, detta โossidanteโ, รจ che il radicale libero perde la sua potenziale pericolositร , mentre la molecola, privata di un elettrone, subisce un danno e diviene a sua volta un radicale libero, continuando la reazione precedentemente innescata a danno di altre molecole (glicidi, lipidi, amminoacidi, peptidi, proteine, acidi nucleici, ecc.).
Esistono livelli di ROS che sono fondamentali per mantenere lโomeostasi dellโorganismo. Ad esempio, quelli generati dalle cellule fagocitiche sono una difesa essenziale per combattere le infezioni, cosรฌ come i ROS prodotti in risposta a stimoli dei fattori di crescita sono coinvolti fisiologicamente nel controllo della proliferazione cellulare.
Allo scopo di mantenere lโequilibrio, esiste un sistema di difesa: gli antiossidanti. Sono sostanze in grado di neutralizzare lโazione potenzialmente lesiva dei radicali liberi. Alcuni di essi sono prodotti dal nostro organismo.
Altri, invece, come la vitamina C e la vitamina E, devono essere introdotti con lโalimentazione.
Sintomi dello stress ossidativo
I sintomi dello stress ossidativo non sono immediatamente visibili. Si tratta, infatti, di una condizione biochimica, quindi non determina manifestazioni cliniche vere e proprie. Ciรฒ vuol dire che puรฒ restare non diagnosticato, almeno fino a quando il medico ne sospetta la presenza e decide di prescrivere test specifici.
Se tale condizione perรฒ si prolunga nel tempo, lโeccesso di radicali liberi puรฒ causare unโalterazione metabolica o un danno strutturale a cellule e tessuti, comportando lโinsorgenza di varie malattie o disturbi sotto forma di:
- Malattie neurodegenerative. Si รจ visto che lo stress ossidativo riveste un ruolo in patologie come lโAlzheimer o il Parkinson.
- Disturbi a carico dellโapparato cardiovascolare. L’aumento dei ROS puรฒ compromettere la circolazione sanguigna. Infatti, alcuni studi li hanno associati ad aterosclerosi, ictus, infarto e altre patologie cardiache o vascolari.
- Diabete. Lo stress ossidativo prolungato puรฒ compromettere la produzione e lโattivitร dell’insulina, l’ormone che regola la glicemia.
- Tumori. Secondo alcune ricerche, lโossidazione cellulare potrebbe generare mutazioni che a loro volta potrebbero evolvere in cancro. Inoltre, l’ossidazione di proteine e lipidi, in particolare, รจ stata associata alla comparsa e alla progressione dei tumori.
- Malattie autoimmuni. Lโossidazione puรฒ causare la formazione di molecole non riconosciute dal sistema immunitario che quindi le attacca come se fossero agenti patogeni o esterni.
- Patologie infiammatorie come lโartrite reumatoide. Lo stress ossidativo รจ sia la causa, sia la conseguenza dell’infiammazione tipica di questa malattia. Inoltre, lโaumento dei ROS puรฒ danneggiare la cartilagine e favorire la degenerazione delle articolazioni.
- Disturbi renali. Lโossidazione รจ considerata una delle principali cause di danni ai reni ed รจ associata a diversi fattori di rischio per la funzionalitร renale (ipertensione, diabete, ecc.).
Cause e fattori di rischio
In condizioni di buona salute, lโorganismo รจ in grado di prevenire il danno da radicali liberi grazie al sistema naturale di difesa costituito dagli antiossidanti, chiamati cosรฌ proprio perchรฉ contrastano lโazione ossidante dei radicali liberi. Una ridotta efficacia di questo sistema รจ prodotta sostanzialmente da un deficit di antiossidanti dovuto a diverse cause.
Lโorganismo, quindi, giร in condizioni normali, produce una determinata quota di radicali liberi, per effetto del fisiologico metabolismo cellulare.
La sintesi di alcuni ormoni, ad esempio, implica la generazione di radicali liberi, mentre alcuni tipi di leucociti sfruttano la produzione di queste sostanze per eliminare i batteri, aiutando, in tal modo, lโorganismo a difendersi dalle infezioni.
Altri radicali liberi, invece, sono indispensabili per lโomeostasi organica, poichรฉ modulano importanti funzioni, come la contrattilitร muscolare, lโaggregazione piastrinica, ecc. Da questo punto di vista, quindi, sono sempre presenti nella vita cellulare.
Le cause di un aumento della produzione dei radicali liberi possono essere diverse, cioรจ di natura, fisica, chimica o biologica.
Causa | Esempi |
Fattori ambientali | Radiazioni, inquinamento, esposizione a sostanze tossiche. |
Stati fisiologici | Gravidanza, aumento dellโattivitร metabolica, basso livello di antiossidanti. |
Stile di vita | Alimentazione, alcol, fumo, scarso esercizio fisico. |
Fattori psicologici | Stress psico-fisico. |
Malattie | Infezioni, infiammazioni, traumi, vascolupatie, neoplasie. |
Fattori iatrogeni | Farmacoterapia, radio terapia, raggi X. |
Rischi da esposizione a prodotti chimici e radiazioni
Chi lavora a stretto contatto con prodotti chimici o radiazioni deve fare molta attenzione a non accumulare esposizioni eccessive.
Tipico esempio รจ chi lavora in radiologia: queste persone sono, infatti, facilmente esposte a radiazioni ionizzanti che, per un meccanismo dose-dipendente, possono indurre modificazione nella sequenza del DNA con effetti mutageni sulle cellule.
Altro esempio sono i biologi che lavorano in laboratorio: infatti nelle colorazioni cellulari vengono utilizzati molti composti che possono nuocere alla salute. Il bromuro di etidio (utilizzato in biologia molecolare) รจ uno degli esempi piรน lampanti: si tratta di un agente intercalante del DNA che puรฒ esplicare effetti cancerogeni verso chi ci entra in contatto.
Questo mette in luce come siamo continuamente esposti allo stress cellulare e come gli antiossidanti e i meccanismi di difesa endogeni abbiano un ruolo cruciale nel difenderci dallo sviluppo delle malattie.
Stress ossidativo e invecchiamento cellulare
Lโinvecchiamento รจ un processo fisiologico dato dai radicali liberi. Infatti proprio la loro interazione con:
- Strutture proteiche (cattivo funzionamento degli enzimi).
- Lipidiche (alterazione delle membrane cellulari).
- Glucidiche (alterazione dellโequilibrio glicemico).
- Con lo stesso DNA (effetti mutageni).
E’ responsabile di alcuni tipi di malattie correlate allโinvecchiamento, come ad esempio le malattie neurodegenerative e quelle cardiovascolari.
Per esempio, รจ stato dimostrato un incremento nella produzione vascolare dei ROS nelle pareti vascolari di pazienti con fattori di rischio arteriosclerosi.
Infiammazione
L’ infiammazione รจ un complesso di meccanismi di difesa che entrano in gioco per riparare un tessuto danneggiato. Infatti tutte le volte che un fattore chimico, meccanico, interno o esterno agisce, il corpo crea un meccanismo di riparazione per ristabilire la normale funzionalitร .
Errore molto comune รจ vedere lโinfiammazione come un qualcosa di negativo, al contrario รจ qualcosa di necessario e inevitabile.
Lโinfiammazione รจ il mezzo attraverso cui il corpo ripara sรฉ stesso e permette la sopravvivenza dellโindividuo: รจ la risposta del sistema immunitario agli stress che causano una sofferenza alle cellule.
Siamo costantemente esposti a stress dallโesterno (agenti chimici, radiazioni, stress emotivi), ma anche e soprattutto dallโinterno. Le nostre cellule muoiono e si replicano continuamente, sia fisiologicamente che dopo aver subito dei danni.
ร quindi fondamentale tenere sotto controllo i radicali liberi e accertarsi che questi non siano in eccesso. La classica risposta fisiologica nellโinfiammazione รจ lโeccesso di globuli bianchi.
Diagnosi e test per lo stress ossidativo
La diagnosi di stress ossidativo si basa esclusivamente sullโesecuzione di test biochimici specifici che evidenziano lo squilibrio nellโorganismo tra produzione ed eliminazione di radicali liberi, che รจ alla base di questa condizione.
Cโรจ da dire che lo stress ossidativo non รจ una โmalattiaโ nel senso piรน tipico del termine, ma lโeffetto di un’alterazione di un equilibrio biochimico che, come tale, puรฒ causare, spesso in maniera subdola, lโinsorgenza di malattie o disturbi.
Quindi, non essendo una malattia vera e propria, non si evidenzia con uno specifico quadro clinico ma si nasconde dietro ai sintomi della patologia di base e puรฒ essere scoperta solo se il medico ne sospetta la presenza e prescrive specifiche indagini biochimiche.
Nel corso degli anni, sono stati proposti vari tipi di test per avere unโidea, anche orientativa, del bilancio ossidativo. Si sono perรฒ rivelati inaffidabili, pertanto, per una corretta diagnosi di stress ossidativo, le comuni indagini di laboratorio non bastano.
Sono utili al medico solo dopo una diagnosi di stress ossidativo, per risalire alla possibile causa o al meccanismo implicato nellโaumento della produzione dei radicali liberi.
Test per lo stress ossidativo
Per dimostrare la presenza di radicali liberi e quantificarne i livelli, unโindagine utile รจ la spettroscopia di risonanza magnetica o di spin dellโelettrone (EPR o ESR). Sfortunatamente, perรฒ si tratta di una tecnica piuttosto complessa che richiede una strumentazione e una professionalitร non sempre disponibili nei laboratori ed รจ anche molto costosa, per cui si utilizza soprattutto per scopi di ricerca.
Quindi, quali sono allora i test al momento disponibili per valutare lo stress ossidativo? In particolare, lโesistenza dei radicali liberi si valuta mediante la rilevazione (nei tessuti e/o nei liquidi extracellulari) delle molecole modificate dallโattacco ossidativo.
Detto questo, i test di laboratorio attualmente disponibili esplorano o la componente pro-ossidante (produzione di radicali liberi) o la componente anti-ossidante (attivitร antiossidante) dello stress ossidativo.
Principali test per lo stress ossidativo
Ci sono numerosi test per la valutazione dello stress ossidativo, alcuni dei quali stanno progressivamente entrando nella pratica clinica. Tra questi:
- D-ROMs.
- BAP test.
- Anti-ROMs test.
- OXYโAdsorbent test.
- SHp test.
Si eseguono su campioni biologici come sangue intero, plasma, siero, estratti tissutali o cellulari. D-ROMs e BAP test sono i piรน diffusi e sono complementari poichรฉ insieme possono fornire un quadro dello stato di salute generale dellโorganismo.
1 – H3 d-ROMs test
E’ un test fotometrico, cioรจ eseguibile in laboratorio mediante un fotometro. Consente di determinare la capacitร ossidante del plasma dovuta agli idroperossidi (ROOH).
Queste sono sostanze generate dallโossidazione di una grande varietร di molecole (come glucosidi, lipidi, amminoacidi, peptidi, proteine, nucleotidi, ecc. ) che, in specifiche condizioni, possono generare radicali liberi. Sono quindi considerati indicatori (โmarkerโ) specifici di attivitร ossidativa.
Il d-ROMs test fornisce al medico informazioni utili sullo stato generale di benessere dellโorganismo e della velocitร con cui sta procedendo, in quel determinato momento, il fisiologico processo di invecchiamento.
Il suo costo si aggira sui 50 euro.
2 – H3 BAP test
Il BAP test, cioรจ il test per la determinazione del potenziale biologico antiossidante (Biological Antioxidant Potential), รจ un test fotometrico, quindi sempre da eseguire con un fotometro. Consente di determinare la concentrazione ematica delle sostanze antiossidanti. Fornisce poi una misurazione globale di molti antiossidanti, quali acido urico, acido ascorbico, proteine, ฮฑ-tocoferolo, bilirubina e altri.
Lโindicazione principale del BAP test รจ la valutazione dello stato antiossidante, che puรฒ essere alterato per una carenza di principi antiossidanti. Per questa sua caratteristica si integra con il d-ROMs test al quale รจ complementare.
Il prezzo si aggira dai 25 ai 50 euro.
Cure, terapie, rimedi e trattamenti
Nei casi di stress ossidativo accertato, sarร necessario individuare i possibili meccanismi alla base dellโalterato bilancio ossidativo.
La prevenzione o la terapia delle patologie da stress ossidativo prevedono un approccio integrato. In altre parole, assume notevole importanza, una volta eseguiti i test, migliorare il proprio stile di vita, adottando il modello alimentare della dieta mediterranea e svolgendo una regolare attivitร fisica.
Le linee guida americane, fatte proprie anche dai medici italiani per la prevenzione dei tumori, parlano esplicitamente della necessitร di assumere ogni giorno 5-8 porzioni di frutta, verdure e ortaggi, preferibilmente freschi e di stagione.
A questo suggerimento, altri studi indicano un criterio piรน oggettivo, basato sul cosiddetto punteggio ORAC, che quantifica la capacitร antiossidante โin vitroโ di tutta la frutta e le verdure piรน comuni.
Attingendo dalle varie tabelle ORAC, distinte per colore dei vegetali, il medico potrร suggerire un cocktail quotidiano di frutta e verdura di diversi colori, in funzione anche della stagionalitร .
Lโobiettivo รจ coprire, con il punteggio totale ottenuto, il fabbisogno di antiossidanti naturali, calcolato attraverso il BAP test. Per un deficit di media gravitร , si suggerisce di raggiungere, combinando i vari vegetali, i 3000-5000 punti ORAC.
Apporto di antiossidanti di alcuni comuni alimenti in unitร ORAC per 100 g
Frutta | Unitร ORAC | Verdura | Unitร ORAC |
Prugne secche | 5770 | Cavolo | 1770 |
Uvetta | 2830 | Spinaci | 1260 |
Mirtilli | 2400 | Cavoli di Bruxelles | 980 |
More | 2036 | Germogli di alfalfa | 930 |
Fragole | 1540 | Fiori di broccoli | 890 |
Lamponi | 1220 | Barbabietola | 840 |
Susine | 949 | Peperone rosso | 710 |
Arance | 750 | Cipolla | 450 |
Uva nera | 739 | Grano | 400 |
Ciliegie | 670 | Melanzana | 390 |
LARN dei comuni antiossidanti
In alternativa, sono utili per stabilire i fabbisogni nutrizionali le tabelle LARN, cioรจ i livelli minimi raccomandati di nutrienti, che variano in funzione della popolazione, dellโetร e del sesso.
Vitamina A | 1 mg/die LARN |
Beta-carotene | 5 mg/die |
Vitamina C | 60 mg/die LARN |
Coenzima Q10 | 5 mg/die LARN |
Selenio | 50-200 ยตg/die |
Manganese | 5 mg/die LARN |
Rame | 2-3 mg/die LARN |
Zinco | 55 mg/die LARN |
Possibili complicazioni
Una volta capito cosa vuol dire lo stress ossidativo, รจ facile comprendere come lโeccessiva produzione di ROS comporta seri rischi per il nostro organismo.
In particolare aumentano le possibilitร di:
- Danneggiare le funzionalitร svolte da organi e tessuti.
- Invecchiamento precoce dellโorganismo.
- Sviluppare patologie anche serie o degenerative.
Un altro danno che lโeccessivo stress ossidativo puรฒ causare รจ lโinvecchiamento precoce cellulare. Lโunico modo per contrastarlo, a parte individuare le cause scatenanti dello sbilanciamento, รจ condurre uno stile di vita sano, sia alimentare che mentale e fisico.
Come prevenire lo stress ossidativo
Una sana alimentazione e una regolare e moderata attivitร fisica possono modulare lโequilibrio dinamico tra ossidanti e antiossidanti.
Si รจ visto come la restrizione calorica (senza perรฒ malnutrizione) possa indurre un ridotto stress metabolico a livello cerebrale con un miglioramento dei processi cognitivi, della plasticitร sinaptica, nonchรฉ della sopravvivenza neuronale.
Questo si riflette in un rallentamento dellโinvecchiamento e un miglioramento dellโaspettativa di vita per diminuire le probabilitร di andare incontro a malattie metaboliche, cardiovascolari e del sistema nervoso.
I meccanismi di difesa contro i radicali liberi possono essere di natura:
- Enzimatica (superossido dismutasi, catalasi, glutatione perossidasi).
- Non enzimatica (vitamine).
Per questo motivo, gli alimenti possono modulare le nostre difese contro i radicali liberi sia con composti vitaminici, come la vitamina E, la vitamina C o i carotenoidi (vitamina A, ฮฒ-carotene), ma anche con composti antiossidanti di diversa natura.
I nutraceutici a effetto antiossidante
Negli ultimi anni si รจ notevolmente ampliato il business dei nutraceutici (componente nutrizionale con effetti benefici sulla salute) ma anche degli alimenti funzionali (intero alimento contenente uno o piรน nutraceutici con effetti benefici sulla salute).
Esempi di nutraceutici con effetto antiossidante sono:
- Catechine del tรจ verde.
- Antocianidine del cacao.
- Quercetina presente nelle cipolle e negli asparagi.
- Isoflavoni della soia.
- Bioflavonoidi degli agrumi.
- Esteri fenolici di caffรจ e vino rosso.
Metodi di cottura
Oltre allโattenzione per i cibi, รจ importante anche avere un occhio di riguardo a come questi vengono preparati. I metodi di cottura, infatti, sono una variabile importante nellโindurre stress al nostro corpo.
La cottura alla brace tende a produrre benzopirene, un idrocarburo aromatico dannoso per la salute. Durante un barbecue, la caduta del grasso dalla carne puรฒ far rilasciare dai carboni questa sostanza volatile, che di conseguenza ritroviamo anche negli alimenti.
Il consiglio รจ quindi di limitare il piรน possibile la cottura alla brace, o perlomeno cuocere le carni con tutta la pelle, per poi toglierla solo una volta cotte.
La pelle permette, anche se in minima parte, di โschermareโ lโaccumulo di benzopirene dalla carne.
Sport e stress ossidativo
Lo sport, se fatto nei giusti modi e tempi, puรฒ esser sicuramente di aiuto a migliorare lo stato di salute.
Negli sportivi, perรฒ, spesso il riposo non viene visto come parte integrante dellโallenamento e si tende ad andare in overtraining.
Questa รจ una condizione che ritroviamo spesso negli atleti di alto livello, che presentano un elevato stress metabolico per lโincapacitร dellโorganismo di โrecuperareโ dallo sforzo.
Allenarsi in modo eccessivo e continuo determina una produzione eccessiva di radicali liberi con la conseguente incapacitร dellโorganismo di eliminare le scorie accumulate.
La continua ricerca della forma atletica migliore e della performance a tutti i costi รจ il motivo dei sempre piรน frequenti infortuni (sia muscolari che traumatici) fra gli atleti di alto livello.
La dieta degli sportivi per combattere lo stress ossidativo
Gli atleti devono seguire unโalimentazione sana e variata, che possa garantire loro il giusto apporto in antiossidanti.
A volte, perรฒ, le famose 5 porzioni di frutta e verdura potrebbero non bastare in soggetti dallโelevato fabbisogno energetico e metabolico.
Sono molti gli sportivi che fanno uso di integratori a base di:
- Vitamina C.
- Polifenoli.
- Carotenoidi.
- Antocianidine.
Sono tutte sostanze che si trovano negli agrumi, nella frutta o negli ortaggi.
Questo mette in luce come nelle diete degli atleti si debba tener conto non solo dei macronutrienti (proteine, carboidrati e grassi), ma anche dei micronutrienti (vitamine e sali minerali) al fine di permettere un pronto recupero in vista della prossima competizione.
Affaticamento o debolezza sono segnali di allarme che mostrano come lo stress ossidativo e muscolare sia eccessivo.
Quali integratori per combattere lo stress ossidativo
In linea di principio, gli alimenti potrebbero anche far fronte al fabbisogno di antiossidanti giornaliero e per questo motivo รจ importante assumere 5 porzioni di frutta e verdura di stagione e il piรน colorate possibili.
Tuttavia i processi industriali, lโuso di pesticidi nonchรฉ lโimpoverimento minerale del suolo, spesso, non producono nella frutta e verdura la stessa capacitร antiossidante che si trova sulle tabelle nutrizionali.
Per tale motivo, spesso รจ necessaria lโassunzione di integratori allo scopo di ripristinare la capacitร antiossidante fisiologica dellโorganismo.
Lโassunzione di integratori a base di ฮฒ-carotene, vitamina E, vitamina C e coenzima Q10 puรฒ essere di grande aiuto in alcuni casi.
Anche la forma e la via di somministrazione dellโintegratore hanno una rilevanza importante. Infatti, alcune formulazioni possono vedere la loro biodisponibilitร sensibilmente ridotta perchรฉ inattivata dal tubo digerente.
Per tale motivo si possono anche somministrare dosi di antiossidanti per via endovenosa o sublinguale, in modo da bypassare la via orale.
In ogni caso, il consiglio รจ di assumere sempre tali integratori sotto stretto controllo medico. I composti liposolubili, come la vitamina E e il ฮฒ-carotene, infatti, possono indurre tossicitร per la loro capacitร di accumularsi nei tessuti, mentre un eccesso di vitamina C ha mostrato di poter indurre (contrariamente a quanto si pensi) unโattivitร pro-ossidante.
Con la collaborazione della biologa nutrizionista Maria Cassano.
Fonte
- Osservatorio Internazionale dello Stress Ossidativo, La misurazione dello stress ossidativo. Guida ragionata ed illustrata alla valutazione globale dello stress ossidativo attraverso le risposte alle domande piรน frequenti (FAQ), a cura di Eugenio Luigi Iorio.