Radicali Liberi e Antiossidanti

entrambi erano causati dall’azione dei radicali liberi Nel 1941 Johan Bjorketen osservò per primo una somiglianza tra invecchiamento di alcuni materiali ed invecchiamento dei tessuti umani entrambi erano causati dall’azione dei radicali liberi

Radicale libero Specie chimica indipendente, caratterizzata da uno o più elettroni spaiati presenti in uno dei suoi orbitali atomici o molecolari. Possono derivare dalla perdita o dall’acquisto di un elettrone da parte di un composto non radicalico, oppure dalla rottura di un legame covalente, con separazione della coppia di elettroni su atomi diversi.

Si producono essenzialmente nel corso di almeno quattro processi biologici: Durante l’ossidazione finale dei substrati nutrizionali nei mitocondri; Nelle reazioni immunitarie cellulo-mediate; Nelle reazioni di fase I di detossificazione epatica; Nelle fasi di riperfusione dei tessuti interessati da fenomeni ischemici.

Cosa contribuisce a formarli: Alcune disfunzioni e stati patologici come le malattie cardiovascolari, l’artrite reumatoide, gli stati infiammatori in genere, i traumi del sistema nervoso, ecc; L’ischemia dei tessuti e conseguente riduzione dell’apporto di sangue; Le diete troppo ricche di proteine e di grassi animali. Una dieta ipercalorica aumenta l’entità dello stress ossidativo, mentre una dieta ipocalorica la riduce. Una dieta di 2400 calorie necessita di 660 g di ossigeno, di cui 90-95% viene utilizzato per la respirazione, mentre il restante dà luogo a forme reattive dell’ossigeno;

Cosa contribuisce a formarli: La presenza di un eccesso di ferro che, nella prima fase della trasformazione, fa liberare dal perossido di idrogeno il radicale idrossile, che è in grado di attivare reazioni chimiche ulteriormente dannose; Gli alimenti non tollerati; Le radiazioni ionizzanti e quelle solari (ozono in eccesso e raggi UVA e UVB). Le radiazioni solari inducono sulla pelle processi di fotoossidazione che degradano gli acidi grassi polinsaturi delle membrane cellulari e conseguente formazione di radicali liberi; I farmaci;

Cosa contribuisce a formarli: L’azione di gas inquinanti e delle sostanze tossiche in genere (monossidi di c e pb prodotti dalla combustioni dei motori); Il fumo di sigaretta; L’eccesso di alcool; L’attività fisica intensa, sia di resistenza che di forza muscolare, causa un incremento notevole delle reazioni che utilizzano l’ossigeno e conseguente surplus di formazione di perossido di idrogeno. Le reazioni biochimiche legate all’accumulo e rimozione di acido lattico dai muscoli affaticati, contribuiscono ad innalzare la soglia dei radicali liberi.

L’atleta allenato è comunque in grado di fronteggiare la presenza di radicali liberi in maniera nettamente più efficace del sedentario o di chi pratica attività fisica saltuariamente.

Specie non radicaliche Specie radicaliche ANIONE SUPEROSSIDO O2-• RADICALE IDROSSILE HO• OSSIDO NITRICO NO• RADICALE PEROSSILE ROO• BIOSSIDO DI AZOTO RADICALE ANIONE NO2-• Specie non radicaliche PEROSSIDO DI IDROGENO H2O2 OSSIGENO SINGOLETTO 1 O2

Anione Superossido O2-• Gioca un ruolo cruciale nella formazione di altre specie radicaliche. Ha una bassa reattività ma un’alta diffusione. Un organismo umano di 70 Kg utilizza normalmente 3,5 ml di ossigeno al minuto per Kg di peso e se si assume che circa l’1% dell’ossigeno viene convertito a superossido, vengono prodotti circa 1.72 Kg di radicale superossido all’anno.

Radicale idrossile HO• Ha la più alta reattività ma ha diffusione bassa. E’ in grado di attaccare tutte le strutture biochimiche basilari: lipidi, polipeptidi, proteine e le basi del DNA. Ossido nitrico NO• La sua tossicità è legata alla formazione di perossinitrito NO•  O2-•  ONOO- Il perossinitrito causa ossidazione diretta di proteine e DNA.

Radicale perossile ROO• E’ molto reattivo ed è coinvolto nelle fasi di propagazione delle reazioni a catena radicaliche di perossidazione lipidica. Anche il biossido di azoto radicale anione, NO2-•, può innescare reazioni di perossidazione lipidica.

Perossido d’idrogeno H2O2 Non è un radicale propriamente detto perché non possiede elettroni spaiati ma è in grado di generare radicali e diffonde velocemente. H2O2  e-  OH- OH• Ossigeno singoletto 1O2 Può reagire con doppi legami, per esempio degli acidi grassi producendo idroperossidi.

Specie instabili e molto reattive, hanno l’urgenza di reazione per raggiungere un livello maggiore di stabilità. Vanno alla ricerca di un elettrone per completare la doppietta e reagiscono con altre molecole, creando nuovi radicali instabili. Danno così inizio a reazioni a catena che finiscono per danneggiare irreversibilmente le strutture cellulari.

Le strutture più esposte all’azione dannosa dei radicali sono le strutture lipidiche costituenti le membrane cellulari e nucleari che vengono sottoposte a destrutturazione. Ma sono colpite anche le lipoproteine del siero, gli zuccheri, le proteine (es. enzimi) e gli acidi nucleici.

L’azione continua dei radicali si evidenzia soprattutto nel precoce invecchiamento delle cellule e nell’insorgere di varie patologie come: cancro diabete sclerosi multipla artrite reumatoide enfisema polmonare cataratta retinite pigmentosa morbo di Parkinson e Alzheimer dermatiti malformazioni teratogeniche malattie cardio-vascolari (ipertensione, aterosclerosi, ictus, infarto)

Molto spesso l’evoluzione della patologia innescata dall’azione dei radicali liberi resta latente e si rende manifesta solo quando il quadro clinico è già grave.

Uno scavenger è di conseguenza anche In tutti gli organismi esistono dei meccanismi di difesa in grado di contrastare i danni ossidativi a livello cellulare e tissutale, dette difese ANTIOSSIDANTI Qualsiasi molecola che sia in grado di ritardare o prevenire in misura significativa l’ossidazione del substrato coinvolto. SCANVENGER Qualsiasi molecola in grado di catturare in vitro i radicali dell’ossigeno inattivandoli. Uno scavenger è di conseguenza anche un antiossidante

ANTIOSSIDANTI Riducono l’energia dei radicali bloccandoli nel luogo in cui si formano e interrompono la reazione a catena, minimizzando così i danni. Il meccanismo d’azione più comune è la donazione di un elettrone da parte dell’antiossidante. Altri antiossidanti chelano i metalli che intervengono nella formazione di radicali. Esistono antiossidanti endogeni e altri introdotti con la dieta.

Superossidodismutasi Glutatione perossidasi Enzimi Superossidodismutasi Glutatione perossidasi Catalasi

Altri antiossidanti Acido lipoico Coenzima Q10 Transferrina Ceruloplasmina Lattoferrina Triptofano Melatonina Acido urico Acidi grassi omega-3

Minerali germanio manganese mobildeno rame selenio zinco magnesio Alcuni giocano un ruolo cruciale in alcuni sistemi enzimatici (CuZnSOD, MnSOD, GSH perossidasi seleno-dipendente). Altri hanno una propria attività antiossidante. Altri ancora sono antagonisti dei metalli pesanti. germanio manganese mobildeno rame selenio zinco magnesio potassio

Vitamine A, C, E, Complesso B La A, in sinergia con la E, il selenio e la glutatione perossidasi, prevengono la perossidazione lipidica. La C riduce la vitamina E e in sinergia con essa protegge la cute da UVA e UVB. La C è l’antiossidante più importante e uno scanvenger molto capace. La A impedisce l’ossidazione della C e agisce in sinergia con il Complesso B. la E, il Ca e il P.

Fitonutrienti

Piante che contengono fitonutrienti

Fitonutienti Azione antiossidante: fungono da scavenger. Azione anticarcinogenica: mostrano effetti sui passaggi iniziali dello sviluppo del cancro proteggendo dall’attacco diretto di sostanze cancerogene. Azione antiaterogenica: riduce la coagulazione delle piastrine e delle HDL, inibisce l’ossidazione delle lipoproteine. Azione antinfiammatoria. Azione antibatterica. Azione antivirale. Azione anticlastogena: prevengono i danni al DNA.

Azione dei fitonutrienti

In condizioni fisiologiche vi è uno stato di equilibrio tra produzione endogena di radicali liberi e la loro neutralizzazione da parte dei meccanismi antiossidanti. Con il progredire dell’età diminuisce la capacità del mitocondrio di produrre ATP (circa 30-40% in meno nell’anziano) e aumenta la percentuale di radicali che sfugge alla catena respiratoria (circa lo 0,5% nell’individuo giovane e circa 2% nell’anziano).

Quando prevale la produzione di radicali, si viene a determinare un danno, detto stress ossidativo, che a lungo andare provoca un progressivo invecchiamento cellulare e può favorire l’insorgere di patologie degenerative.

APPORTO SUPPLEMENTARE Quando il nostro organismo è sottoposto a stress ossidativo a causa di vari fattori che contribuiscono a formare radicali è NECESSARIO un APPORTO SUPPLEMENTARE di antiossidanti

Grazie per l’attenzione