Quando l'ossigeno fa male
ricerca del prof. C.Mercatali
I Radicali Liberi sono atomi o gruppi di atomi che hanno
degli elettroni spaiati esterni, ossia in parole semplici hanno delle estremità
adatte a legarsi, ad agganciarsi ad
altri composti, perché un legame chimico stabile ha sempre coppie di
elettroni e non uno solo. Perciò sono reattivi, aggressivi e il loro "aggancio" modifica la sostanza
alla quale si legano. Ecco, il nocciolo della questione è proprio questo: se la sostanza aggredita dai radicali è da eliminare va bene, ma se è un composto utile o una cellula del nostro corpo ...
I Radicali Liberi sono di tanti tipi, a base di azoto, carbonio, cloro e ossigeno. Questi
ultimi sono particolarmente importanti e quelli
di maggiore interesse biologico per noi sono:
l' Ossidrile (OH
-)
il Radicale Superossido (O₂
−).
Insieme al Perossido d’idrogeno H
2O
2 più noto come acqua ossigenata e all’ Ossigeno Singoletto (O
-) che
non sono radicali, formano le Specie Reattive dell’ Ossigeno (Reactive
Oxygen Species, ROS). A questi si può aggiungere anche l’ozono (O
3).
Dunque i ROS sono radicali liberi o specie reattive che
contengono almeno un atomo di ossigeno instabile e quindi aggressivo sui carboidrati,
le proteine e i lipidi.
Come si formano?
I Radicali Liberi si formano soprattutto nella cosiddetta
scissione omolitica, cioè quando un composto si spezza e ognuna delle due parti
rimane con uno dei due elettroni che formavano il legame, cioè con un
"aggancio" pronto per fissare il radicale a un substrato.
Oppure l’elettrone generato dall’ossidazione di un metallo, come
il ferro quando passa da Fe2+
a Fe3+ spezza un legame di
una molecola bersaglio, e genera così un Radicale Libero e uno ione negativo.
Oppure l’elettrone richiesto per ridurre un metallo, per
esempio il ferro Fe3+ a Fe2+ viene preso spezzando il
legame di una molecola bersaglio, che si decompone in un radicale libero e uno
ione positivo.
Insomma bisogna che una reazione chimica redox spezzi un
composto biologico in modo da formare delle estremità reattive, instabili, che
tendono a stabilizzarsi legandosi a qualche altro composto in grado di cedere
loro l’elettrone che manca.
Ecco dunque il quadro della situazione: il radicale libero
cerca in modo aggressivo l’elettrone che gli manca e in chimica si dice che
tende a ridursi, cioè è un ossidante. La sua “vittima” è un composto che,
volente o nolente, gli cede un elettrone, e si modifica, degenera. Questo è
detto antiossidante.
Qualche situazione
favorisce i Radicali Liberi?
Nei viventi i Radicali Liberi si formano:
1 Con la normale attività biochimica del corpo e quindi
sono degli indesiderabile ma inevitabili compagni di viaggio nella nostra vita,
responsabili di molte forme di invecchiamento.
2 Per azione di
agenti esterni, e quindi per cause che almeno in parte si possono evitare. Per
esempio il benzene, il composto nocivo che dà il piacevole odore alla benzina, provoca
la formazione di Radicali Liberi in chi lo inala. Anche i conservanti
alimentari, i pesticidi e molti farmaci sono produttori di radicali liberi.
3 Il lampo delle
fotocopiatrici, ricco di raggi UV, aggiunge un atomo all' ossigeno dell' aria,
che da O₂ passa a O3 (ozono). L'ozono è instabile e in poco tempo dà
la reazione: O3 →
O₂ + O- (ossigeno singoletto). Il singoletto,
detto anche nascente, è uno dei ROS aggressivi di cui abbiamo detto prima. Si lega facilmente alle cellule dei polmoni di chi fa le fotocopie
e le denatura, le altera.
4 Nella attività sportiva intensa si
formano dei radicali liberi, perché l’ossigeno respirato produce energia bruciando gli zuccheri ma il 2 – 5% sfugge a questo processo e
genera dei ROS. Perciò a uno sportivo conviene una dieta ricca di
antiossidanti, come sarà chiarito qui di seguito.
Dove si formano?
I principali
produttori di Radicali Liberi sono i globuli bianchi che li generano
per aggredire gli agenti infettanti e i batteri. Un radicale libero uccide
senz' altro un batterio se lo incontra, ma danneggia anche una certa quantità
di cellule del corpo (che però in gran parte si riformano da quelle
rimaste). Le reazioni che avvengono nei mitocondri (i piccoli organelli della cellula dove avviene la respirazione) sono complicate e
non è il caso di parlarne ora, ma già di primo acchito si può capire che questi
sono i siti giusti per la formazione dei Radicali Liberi a base di
ossigeno.
E' proprio importante produrre queste molecole se sono così
pericolose?
Si, perché proprio per la loro reattività sono ottime difese
contro i batteri e i virus. Però devono essere prodotti nelle giuste quantità,
per limitare i danni alle cellule dei tessuti. Se la produzione è eccessiva
interviene il sistema anti radicali (detto anche anti ossidante) per
neutralizzarli. Se questo non basta si genera lo stress ossidativo,
durante il quale vengono aggredite le cellule del corpo.
I sistemi
anti-ossidanti
I primi agenti del sistema antiossidante sono le vitamine
liposolubili A ed E, ma anche l’Alfa-tocoferolo, il Beta carotene. La loro
azione è soprattutto preventiva.
Poi intervengono le vitamine idrosolubili B, C, P, che
inattivano molti Radicali.
Infine entrano in azione gli enzimi Glutatione
perossidasi, Glutatione reduttasi,
Super
ossidodismutasi e Catalasi, efficaci soprattutto per riparare i danni.
Oggi si sa che lo stress ossidativo favorisce aterosclerosi,
infarto, ictus, obesità, diabete, morbo di Parkinson, artrite reumatoide,
demenza senile … ma, volendo essere più lieti, anche il semplice invecchiamento
precoce della pelle, il cosiddetto "effetto prugna".
Come si fa a sapere
se abbiamo uno stress ossidativo?
E’ possibile controllare la quantità di Radicali Liberi in circolo mediante un Test
chiamato d-Rom’s Test. L'esito è la comparsa di un colore rosso porpora in
un piccolo campione di sangue al quale è stato aggiunto uno speciale reagente (N,N
dietil parafenil endiamina). Dunque non è una cosa da fare in casa. Il range di normalità va da 250 a 300 U CARR (Unità
Carratelli).
Valori superiori a 300 sono indice di stress ossidativi.
I valori sotto i 250 indicano un deficit di Radicali Liberi che
lascia le cellule indifese.
Volete prevenire uno
stress ossidativo?
Potreste aumentare la percentuale di beta carotene dentro di
voi mangiando carote. Meglio se crude in pinzimonio, perché la cottura
disattiva la maggior parte delle vitamine. Il beta carotene in eccesso viene
trasformato dal fegato in vitamina A, anch’essa efficace contro i radicali
liberi e utile per l’acutezza visiva e la sintesi della melanina. Dunque
mangiando più carote invecchierete dopo, vi abbronzerete di più e forse potrete
vedere meglio.
Oppure potreste arricchire la vostra dieta con cibi ricchi
di omega 3 e 6, come insalata, spinaci, cavolfiore, cavolini di Bruxelles e
finire il pasto con qualche noce. Oppure potreste mangiare più spesso del
pesce, non importa di che tipo. Un piatto di pesce con un contorno di cavolini
di Bruxelles e carote, condito con una spruzzata di olio di noce sarebbe un
vero trionfo di omega 3.
Perché si chiamano così?
Gli
Omega 3 e 6 sono acidi
grassi con un doppio legame in posizione 3 o 6 nella loro lunga molecola (vedi
figura qui sopra). Questo se si spezza genera un legame che cattura i radicali
liberi. Talvolta si raggruppano a formare la Vitamina F (dall' inglese free f
atty acids = acidi grassi liberi).