Stress ossidativo e polifenoli

La vita è la vita, difendila
(Madre Teresa di Calcutta, 1910–1997)

 

L’ossigeno è un elemento essenziale per la sopravvivenza della maggior parte degli organismi viventi, dato che quasi tutte le cellule lo utilizzano per produrre energia attraverso le reazioni della respirazione cellulare. Tra i prodotti di scarto di queste reazioni metaboliche, un ruolo di rilievo hanno i radicali liberi[1], molecole particolarmente instabili che, se non neutralizzate, possono risultare altamente nocive per le cellule stesse.

Dal punto di vista biochimico, i radicali liberi sono costituiti da un atomo o da una molecola che presenta almeno un elettrone spaiato nell’orbitale più esterno; questo li porta a ricercare un equilibrio appropriandosi dell’elettrone di altre molecole con le quali vengono a contatto, molecole che diventano instabili e che a loro volta ricercano un elettrone e così via, innescando una reazione «a catena» che, se non viene arrestata in tempo, finisce col danneggiare le strutture cellulari. 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. L’azione continua dei radicali liberi si evidenzia soprattutto nel precoce invecchiamento delle cellule ed è stata associata all’insorgere di varie patologie come il cancro, alcune malattie dell’apparato cardiovascolare, il diabete, la sclerosi multipla, l’artrite reumatoide, l’enfisema polmonare, la cataratta, il morbo di Parkinson e l’Alzheimer.

I radicali liberi più conosciuti sono quelli che contengono ossigeno, chiamati «specie reattive dell’ossigeno» (ROS, dall’inglese Reactive Oxygen Species). Tra i ROS più comuni ci sono l’anione superossido (O2), il perossido d'idrogeno (H2O2) e il radicale ossidrilico (•OH). Le specie reattive derivate dall'azoto (RNS) di maggior interesse sono l'ossido nitrico (NO) ed il perossinitrito (ONOO).

L’azione distruttiva dei radicali liberi è indirizzata soprattutto:

  • sui lipidi che formano le membrane cellulari (perossidazione dei lipidi), causando un’alterazione della loro fluidità;
  • sugli acidi nucleici, determinando la comparsa di punti di rottura nella doppia elica del DNA con aumentato rischio di mutazioni;
  • sulle proteine, in cui causano alterazioni strutturali o del ripiegamento.

Vari fattori possono indurre la formazione di radicali liberi; tra i più comuni vi sono: le infiammazioni, il fumo di sigaretta, le radiazioni ionizzanti, lo stress, l’elevato consumo di alcol, l’esposizione ad ambienti inquinati, l’attività fisica intensa, alcuni enzimi come la xantina ossidasi che genera O2-, la NO sintasi che genera NO, la superossido dismutasi che genera H2O2, oppure a partire da enzimi che metabolizzano farmaci o altre sostanze chimiche esogene e quindi alcuni trattamenti a base di farmaci.

L’organismo di una persona sana è in grado di difendersi dalla presenza dei radicali liberi grazie a un sistema anti-radicali, detto sistema antiossidante, che fornisce ai radicali liberi gli elettroni di cui sono privi. Gli antiossidanti sono definiti chimicamente agenti riducenti - come tioli o polifenoli - in quanto le reazioni chimiche coinvolte sono di ossidoriduzione.

Tra gli antiossidanti endogeni, i più importanti sono: la superossido dismutasi (SOD), la catalasi (in grado di convertire il perossido di idrogeno in acqua e ossigeno) e il glutatione (la cui integrazione avviene tramite uno degli amminoacidi precursori, l'N-acetil cisteina). Il glutatione incorpora il selenio, un antiossidante esogeno che sembra diminuire il rischio di cancro.

Gli antiossidanti esogeni comprendono alcune sostanze presenti negli alimenti ed in alcuni integratori alimentari che sono in grado di intervenire favorevolmente nei processi di detossificazione, attivando sistemi biologici di riparo. Questi antiossidanti naturali sono:

Gli antiossidanti che sono riducenti possono anche agire come pro-ossidanti. Ad esempio, la vitamina C ha un'attività antiossidante quando riduce sostanze ossidanti come il perossido di idrogeno, ma può anche ridurre ioni metallici che portano alla generazione di radicali liberi attraverso la reazione di Fenton.

Gli agenti antiossidanti possono agire singolarmente o interagire. Solo un’alimentazione completa ed equilibrata può garantire un’efficace azione antiossidante, anche se, oltre a una dieta scorretta, molti altri aspetti del nostro stile di vita possono contribuire alla rottura dell’equilibrio tra la produzione e l’eliminazione dei radicali liberi, determinando l’insorgenza del cosiddetto stress ossidativo.

Gli esperti consigliano pertanto di diversificare i vegetali nella dieta, consumando ogni giorno un'ampia varietà (almeno 5-6 porzioni) di frutta e verdura fresche (Km 0), quindi di stagione (la conservazione abbatte il contenuto in polifenoli dell'alimento); aggiungere erbe aromatiche al posto del sale e del pepe; preferire l'olio extra vergine di oliva spremuto a freddo e la verdura cruda; quando ciò non è possibile evitare i metodi di cottura drastici, preferendo quelli sobri come la cottura al vapore; preferire una dieta povera di grassi saturi (principalmente di origine animale) e di grassi idrogenati, fonti di radicali liberi. infine, integrare la propria dieta con una piccola quota di frutta secca è molto utile per aumentare l'apporto di polifenoli ed acidi grassi essenziali.

Tra le sostanze naturali particolarmente note per l’attività antiossidante e quindi per la loro azione positiva sulla salute umana i polifenoli occupano un posto di rilievo. In natura i polifenoli vengono prodotti dal metabolismo secondario delle piante, dove ricoprono ruoli differenti, essenzialmente protettivi. In base alla loro struttura possono essere schematicamente distinti in tre diverse classi:

  • fenoli semplici: comprendono gli acidi fenolici, le cumarine e gli acidi benzoici. La loro condensazione può dare origine a polimeri come la lignina; sono ampiamente distribuiti in alimenti e bevande (come l'acido caffeico del caffè);
  • flavonoidi: costituiscono il più grande gruppo di fenoli naturali ed hanno tutti come struttura di riferimento il 2 fenil-benzopirone o flavonone. Variazioni strutturali negli anelli permettono di suddividere i flavonoidi in diverse famiglie: flavonoli, flavoni, isoflavoni, antocianine ed altri;
  • tannini: distinti in tannini condensati, detti anche proantocianidine, poiché per idrolisi con acidi forti danno antocianidine, ed in tannini idrolizzabili, polimeri eterogenei contenenti acidi fenolici (ad es. l'acido gallico) e zuccheri semplici.

L'apporto di polifenoli nella dieta umana varia enormemente in relazione al tipo, alla quantità e alla qualità dei vegetali consumati. In ogni caso, l'assunzione è in genere considerevole, nell'ordine del grammo/die, proprio perché rappresentano le molecole antiossidanti più rappresentate del regno vegetale. I polifenoli abbondano soprattutto nella frutta e nella verdura fresca, ma anche nel tè, nel vino, nel cacao e nei derivati. D'altra parte, la cottura abbatte in modo considerevole il contenuto polifenolico dell'alimento, per cui è importante consumare cibi freschi o affidarsi eventualmente alla bollitura (meglio ancora alla cottura a vapore), evitando le alte temperature. I polifenoli sono dotati di proprietà:

  • antibatterica e antivirale
  • antiossidante
  • antinfiammatoria: inibizione sulla cascata dell'acido arachidonico
  • antitumorale: in generale mostrano un impatto sulla fase di iniziazione dello sviluppo del cancro, proteggendo le cellule contro l'attacco diretto da carcinogeni o alterando il loro meccanismo di attivazione (in vitro);
  • antiaterogena: riduzione della coagulazione delle piastrine e delle LDL; inibizione dell'ossidazione delle lipoproteine, azione radical scavenger e modulazione del metabolismo degli eicosanoidi.

Tra le molecole più interessanti ci sono:

  • la quercetina, presente nelle cipolle, e in buone quantità anche in altri vegetali; inibisce l'aggregazione piastrinica in vitro e riduce la sintesi di trombossano (azione antitrombotica). Possibile attività antitumorale;
  • il resveratrolo, presente nel vino rosso, nella buccia dell'uva ed in altri vegetali, comprese le arachidi; inibisce l'ossidazione delle LDL e l'aggregazione piastrinica, proteggendo l'organismo dalle malattie cardiovascolari (azione antitrombotica, antinfiammatoria, antiaterogena e vasorilassante). Possibile azione antitumorale, estrogeno-simile e antivirale;
  • gli isoflavoni, caratteristici della soia e di altri vegetali, come il trifoglio rosso. Modulano il metabolismo degli estrogeni nell'organismo comportandosi, a seconda dei casi, come sostanze anti o pro-estrogeniche; sembrano inoltre prevenire alcune forme di cancro, come quello al seno e alla prostata;
  • catechine del té a potente azione antiossidante.

Sono particolarmente ricchi di polifenoli: the (in particolare quello nero e quello verde), cacao e cioccolato fondente, frutti di bosco, agrumi, ciliege, polline, olio di oliva spremuto a freddo, aglio, cipolla, radicchio, cavoli, broccoli e pomodoro. Il principale beneficio per la salute umana derivante dall'ingestione di questi alimenti sembra essere espressione dell'ampia e variegata presenza di fitonutrienti; ciò spiega anche come mai il ruolo protettivo di integratori alimentari che promettono di soddisfare le stesse aspettative, fornendo uno solo o pochi phytochemicals a dosaggi elevati, è controverso.

Da notare, infine, come la concentrazione di polifenoli e fitonutrienti in uno stesso alimento vari in genere - spesso in misura considerevole - in relazione alle tecniche colturali, al grado di maturazione e al tempo intercorso tra raccolta e consumo, etc.

 

 


[1] la funzione radicalica viene indicata con il simbolo "•", che indica l'elettrone spaiato

 

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