I radicali liberi

La scoperta negli anni 50

1956 – Nel 1956 Denham Harman presentò la teoria dei radicali liberi, scorie prodotte dalle normali funzioni metaboliche, secondo la quale con il passare del tempo essi provocherebbero una potente azione ossidante causando malattie e invecchiamento. Questo processo che vede protagonisti i radicali liberi e i danni causati nel tempo verrà chiamato stress ossidativo.

Anni 80 – Già nei primi anni ottanta è stato ampiamente evidenziato e confermato il ruolo dello stress ossidativo nella genesi di numerose patolo­gie. I radicali liberi hanno fondamentalmente due origini a) interne; l’organismo infatti, produce radicali liberi, la produzione è connessa alla chimica dell’ossigeno, dove, nella respirazione cellulare, una parte dell’ossigeno sfugge alla formazione dell’acqua; b) esterne; dove agenti esterni provenienti dalla respirazione, assunzione di farmaci e alimentazione, sono in grado di provacare un aumento dei radicali liberi.

Cosa sono – I radicali liberi sono prodotti di “scarto” che si formano naturalmente all’interno delle cellule del corpo quando l’ossigeno viene utilizzato nei normali processi metabolici per produrre energia, causando ossidazione. Sono molecole che possiedono un solo elettrone anziché due, questo li porta a ricercare nuovamente l’equilibrio appropriandosi dell’elettrone da altre molecole con le quali vengono a contatto, molecole che diventano anch’esse instabili e che a loro volta ricercano un elettrone e così via, innescando un processo di instabilità a “catena”. Queste pericolose reazioni possono durare da frazioni di secondo ad alcune ore. Questo processo, chiamato stress ossidativo, in quanto l’organismo è sottoposto a un vero e proprio stress, può essere ridimensionato o contrastato dalla presenza nel sangue di altre molecole; gli agenti antiossidanti.

Come agiscono sull’organismo – L’azione distruttiva (ossidativa) dei radicali liberi ha come obiettivo principale le nostre cellule, in particolare sui lipidi che ne formano le membrane (liperossidazione), si carboidrati (zuccheri), sui fosfati, sulle proteine del loro nucleo centrale, specialmente sul DNA (acido desossiribonucleico) dove alterano, con gravi conseguenze, le informazioni genetiche, e sui delicati enzimi.

Conseguenze – L’azione continua dei radicali liberi si evidenzia soprattutto nel precoce invecchiamento delle cellule e nell’insorgere di varie patologie, anche rilevanti; recentemente è stato ipotizzato che lo stress ossidativo può spiegare la natura delle complicanzioni del diabete.

Radicali liberi e forme reattive all’ossigeno

Le principali forme di radicali liberi e la loro reattività  

→ Anione superossido: reagisce con proteine, lipidi, polisaccaridi e acidi nucleici. Debole capacità di ossidazione, distrutto efficacemente da un enzima cellulare;Radicale idrossile: reagisce con moltissime molecole di interesse biologico, carboidrati, lipidi, proteine, DNA. Reattività vasta e fortemente ossidante;
→ Radicale peridrossile: Ossidante energetico, liposolubile, può provocare la perossidazione lipidica;
→ Radicale perossile: Meno ossidante di HO, ma di grande diffusibilità;
→ Radicale alcossile: Mediamente reattivo rispetto ai lipidi;
→ Perossido d’idrogeno: Buona capacità di diffusione, rapidamente distrutto;
→ Ossigeno singoletto: Potente ossidante, con emitiva estremamente breve. Obiettivi sono i caroteni, clorofille e acidi grassi insaturi. Dannneggia i polipeptidi e le proteine, in quanto ossida soprattutto i residui di metionina, triptofano, istidina e cisteina. Neutralizzato dai carotenoidi.

Il ricercatore Yukie Niwa ha individuato le patologie soggette allo stress ossidativo [1] :

• Cancro
• Arteriosclerosi
• Cardiopatie
• Ictus
• Enfisema
• Diabete senile
• Artrite reumatoide
• Ulcera
• Cataratta
• Morbo di Crohn
• Malattia di Bechet
• Morbo di Raynaud
• Senilità
• Invecchiamento

Luc Montagnier Premio Nobel per la Medicina 2008

Nel suo recente libro il Dr. Luc Montagnier (Premio Nobel per la Medicina 2008) spiega l’importanza ed il coinvolgimento dei radicali liberi sulla nostra salute.

Dall’ossidazione all’usura irreversibile [2]
« Oggi sappiamo che i radicali liberi svolgono un ruolo molto importante nell’organismo, positivo e negativo al tempo stesso. Se sono in eccesso insostenibile per il corpo umano, esso entra in stress ossidativo, con conseguenze di portata difficilmente immaginabili per la salute »

Danni causati dai radicali liberi

Le donne che assumono contraccettivi orali hanno livelli significativamente elevati di ROM nel siero [3]

Sono stati analizzati i livelli di radicali liberi (U CARR) in 28 donne che usavano contraccettivi in pillola:

• Gruppo controllo → 240 U CARR (p<0,001)
• Gruppo pillola → 430 U CARR (p<0,001)
• Soglia di rischio ≤ 300

Livelli significativamente più elevati di ROM nei forti bevitori rispetto ai non bevitori [4]

Sono stati analizzati i livelli di radicali liberi (U CARR) in 45 forti bevitori:

• Gruppo controllo → 240 U CARR (p<0,001)
• Forti bevitori → 320 U CARR (p<0,001) Soglia di rischio ≤ 300

Gli obesi (BMI>30) hanno livelli significativamente più elevati di ROM rispetto al gruppo controllo (BMI<23)

Il d-ROMs test è utile per monitorare lo stile di vita e prevenire le conseguenze dell’obesità [5]

• BMI<23 → 295 U CARR (p<0,0001) BMI>30 → 350 U CARR (p<0,0001) Soglia di rischio ≤ 300

→ La sigla ROM (Reactive Oxygen Metabolites) indica gli idroperossidi reattivi dell’ossigeno.

Il dROMs è un test spettrofotometrico che consente di determinare la concentrazione degli idroperossidi (ROOH), generati nelle cellule dall’attacco ossidativo dei ROS su svariati substrati biochimici (lipidi, glucidi, amminoacidi, proteine ecc.).

La Malondialdeide (MDA)

L’attacco da parte dei radicali liberi verso gli acidi grassi poliinsaturi presenti nelle membrane biologiche, determina il pericoloso avvio del processo di perossidazione lipidica, un processo di deterioramento O2-dipendente che comporta seri danni – con compromissione di alcun funzionalità – delle membrane biologiche [6].

Questo processo di deterioramento è anche implicato nella modificazione ossidativa delle lipoproteine a bassa densità (LDL), avviando i processi biochimici dell’aterogenesi [7]. I lipidi più soggeti all’attacco da parte dei radicali liberi sono gli acidi grassi insaturi (UFA), in particolare i poliinsaturi (PUFA) presenti nei fosfolipidi e il colesterolo.

La suscettibilità degli acidi grassi polinsaturi all’attacco radicalico si evidenzia nella distruzione delle membrane umane biologiche e conseguentemente nella formazione di lipoproteine ossidate, con la produzione di perossidi lipidici e di altri sottoprodotti come le aldeidi. Tra queste la malonildialdeide (MDA) e i 4-idrossi-2-alchenali come il 4-idrossi-2-nonenale (4-HNE), rappresentano i maggiori prodotti derivanti dalla rottura degli acidi grassi e dei relativi esteri [8]. La stabilità e l’elevata reattività di queste molecole sono molto dannose nei confronti di altri costituenti presenti all’interno e all’esterno della cellula, come gli acidi nucleici e le proteine, causando gravi alterazioni nelle loro funzionalità cellulari.

Il sistema cardiovascolare è molto sucettibile alla tossicità della MDA, causando aterogenesi, irrigidimento del tessuto cardiaco e della parete dei vasi.

La Malondialdeide (MDA), è il principale prodotto della perossidazione degli acidi grassi polinsaturi. E un composto molto reattivo, che causa citotossicità nelle cellule, in grado di scatenare reazioni a catena contro con la deossiadenosina e deossiguanina nel DNA, formando composti mutageni, precursori di carcinogenesi [9].

La riduzione della malondialdeide è possibile con l’assunzione di cibi contenenti antiossidanti, quindi frutta, verdura, semi.