I Radicali liberi

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 H₂O₂ 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 (O₃).

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 fatty acids = acidi grassi liberi).