Ruolo degli antiossidanti nella pratica clinica: quali ricadute applicative? Silvia Maffoni, Hellas Cena

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1 Ruolo degli antiossidanti nella pratica clinica: quali ricadute applicative? Silvia Maffoni, Hellas Cena Laboratorio di Nutrizione Clinica Dipartimento di Sanità Pubblica, Medicina Sperimentale e Forense Università di Pavia

2 STRESS OSSIDATIVO - DEFINIZIONE Rottura dell'equilibrio fisiologico fra la produzione di specie chimiche ossidanti (Specie Reattive dell ossigeno, ROS e Specie Reattive dell Azoto, RNS) e la loro eliminazione da parte dei sistemi antiossidanti PRO-OSSIDANTI ANTIOSSIDANTI

3 ALTERAZIONI FUNZIONALI E STRUTTURALI DELLE CELLULE E DEI TESSUTI degradazione proteica ossidazione lipidica e distruzione dell integrità cellulare danno al DNA e accumulo di mutazioni accumulo LDL ossidate e formazione di foam cells CELLULA INTEGRA ATTACCO RADICALICO possibile attivazione enzimatica (es. protein kinasi)

4 Choi, 2005; Betlejewski, 2007; Bammann et al, 2007

5 ATTIVITA FISICA IL PARADOSSO SPORTIVO Le evidenze scientifiche dimostrano che l attività fisica sia aerobica che anaerobica è associata ad un aumentata produzione di radicali liberi. Benitez-Sillero et al., 2011; Bloomer, 2008; Fogarty et al., 2011; Bloomer and Goldfarb, 2004; Pittaluga et al., 2006; Vollaard et al., 2005 Tuttavia, l esercizio regolare porta ad uno stato di adattamento che risulta nel provato effetto protettivo dell attività fisica verso le malattie cronico-degenerative. Cooper et al., 2002; Radak et al., La risposta adattiva dell organismo alla formazione di ROS secondaria all attività fisica, porta ad un aumento dell attività enzimatica antiossidante e della resistenza allo stress ossidativo. Questa risposta di adattamento sembra essere sistemica e coinvolgere il muscolo scheletrico, il fegato e cervello. Radak et al., 2008 L attività fisica è da considerare, se praticata SENZA ECCESSO, un potente antiossidante data la sua capacitàdi stimolazione degli enzimi antiossidanti Gomez-Cabrera et al. 2008

6 FUMO e STRESS OSSIDATIVO Il fumo di sigaretta è una miscellanea complessa di oltre 4700 composti chimici, incluse alte concentrazioni di ossidanti (1014 ossidanti/puff) Nakayama T et al. Free Radical Biol Med 1989; 7: 9-15 È uno dei più potenti ossidanti e agisce mediante una duplice azione: diretta, attraverso gli ossidanti in esso contenuti, ed indiretta, attraverso stimolazione delle cellule infiammatorie residenti e reclutate, che una volta attivate producono sostanze reattive dell O2 (ROS). Melillo E.M. at al., 2004 Smokers should be made aware that smoking is not an efficient way to control body weight, does not help prevent obesity, and could favor visceral fat accumulation and increase the risk of metabolic syndrome and diabetes. Cena et al., Nutrition Reviews Vol. 69(12):

7 STRESS OSSIDATIVO ASSOCIATO A PRIVAZIONE DEL SONNO I soggetti affetti da disturbo del sonno (OSAS), vanno incontro a infiammazione e stress ossidativo causati da ipossie ricorrenti, con conseguente formazione di radicali liberi, in particolare le specie reattive dell ossigeno (ROS). Arbor Clinical Nutrition Updates 302, 2009

8 Lancet 373, 2009 APNEE NOTTURNE attività del sistema nervoso parasimpatico agitazione PO2 PCO2 pressione intratoracica frequenza cardiaca attività del sistema nervoso simpatico catecolamine apporto di O2 al miocardio stress ossidativo infiammazione disfunzioni endoteliali pressione sanguigna ipertensione arteriosa aterosclerosi ischemia del miocardio ipertrofia del ventricolo sinistro aritmie cardiache disturbi cerebrovascolari tensione della parete del ventricolo sinistro richiesta cardiaca di O2

9 STRESS OSSIDATIVO ASSOCIATO A PRIVAZIONE DEL SONNO È stato inoltre dimostrato che in questi individui, in particolare in quelli con disturbi metabolici e eccesso ponderale, vi è spesso l abitudine di seguire un alimentazione povera in antiossidanti, soprattutto frutta e verdura. Arbor Clinical Nutrition Updates 302, 2009

10 CLASSIFICAZIONE DEGLI ANTIOSSIDANTI ENDOGENI ENZIMI: SOD, catalasi, glutatione perossidasi (Se) PROTEINE: proteine-sh, chelanti metalli (Fe, Cu) ALTRE MOLECOLE: acido urico, bilirubina... ESOGENI VITAMINICI: Vitamina C, Vitamina E, Carotenoidi (con funzione di pro-vitamina A) NON VITAMINICI: Carotenoidi Polifenoli

11 Principali antiossidanti esogeni Licopene Glucosinolati, isotiocianati e indoli Polifenoli: acidi fenolici, flavonoidi, stilbene e lignani

12 POLIFENOLI Gruppo di fitonutrienti prodotti dalle piante come difesa contro agenti ambientali o microrganismi Antiossidanti più abbondanti nella dieta Attività antiinfiammatoria utile nella protezione da malattie cardiovascolari, tumori e malattie neurodegenerative

13 omparison of the average proportion of macronutrients in total energy supply in the EU in 1961 and FAT%, Na Dietary fiber, folate, vitamin D antioxidants Negli anni c è stata una notevole modifica nell alimentazione europea From Elmadfa et al. (2005).

14 Elmadfa I, et al. Nutr Rev. 2009

15 Overview of Micronutrient Inadequacies in Europe Mean Prevalence of Inadequacy Adult Elderly <11% Inadequate Zinc Iron Zinc Iron Vitamin B 12 11% 20% Inadequate Copper Vitamin B 12 Copper Vitamin C* >21% Inadequate Vitamin D Folic acid Calcium Selenium* Iodine Vitamin C* Vitamin D Folic acid Calcium Selenium* Iodine Analysis of nutrient intake conducted using nutritional survey data from the European Nutrition and Health Report II Estimated average requirement cut point was applied to estimate inadequacy; the Nordic Nutritional Recommendations and Institute of Medicine nutrient recommendations were used as references *higher risk of inadequate intakes in Europe Roman Viñas B, et al. Ann Nutr Metab. 2011;59:

16 Popolazioni a rischio Prevalence of micronutrient deficiencies and inadequacies in European countries Review dietary gaps in at-risk special populations Physiological conditions as kids/pregnancy/breast-feeding/elderly 1,2,3 Different ethnicities 4 Obesity 5 Other medical conditions 6 1 Elmadfa I, et al. Nutr Rev. 2009; 2 Mensink GB, et al. Br J Nutr. 2013; 3 Fabian E, et al. Ann Nutr Metab. 2008; 4 Ngo J, et al. J Immigr Minor Health. 2014; 5 Aasheim ET, et al. Am J Clin Nutr. 2008; 6 Wierdsma NJ, et al. Nutrients

17 Relative Concentration for AD vs Controls, % Antioxidant Micronutrients Significantly Reduced in Elderly Italian Patients with Alzheimer s Disease (AD) Relative to Healthy Controls Statistically significantly vs control: a P<.001; b P< b b b 80 a b Turconi G, et al. J Nutr Food Sci. 2011;1:

18 Relative Concentration for Obese vs Controls, % Vitamin Levels Significantly Reduced in Obese Norwegian Patients Relative to Healthy Controls b c a a 0 A B1 B2 B6 Folic Women Men acid Statistically significant vs control: a P<.001; b P<.01; c P<.05. a b c a B12 C D E Vitamin a b a Aasheim ET, et al. Am J Clin Nutr. 2008;87:

19 Regional Differences in Nutritional Status Fruit and vegetable consumption patterns differ across countries 4 A majority of Europeans do not reach WHO recommendations on vegetables and fruit consumption ( 400 g/day, not counting potatoes and other starchy tubers) Consumption varies, with higher intakes in southern vs northern regions 4. Fruit and vegetable consumption in Europe do Europeans get enough? European Food Information Council. Available at Accessed November 13,

20 THE EUROPEAN HEALTH REPORT Attributed DALYs lost by risk factor in the European Region, 2004 Total DALYs lost

21 FUNZIONI degli ANTIOSSIDANTI Riportano l'equilibrio chimico nei radicali liberi grazie alla possibilità di fornire loro gli elettroni di cui sono privi Possono agire singolarmente o interagire, proteggendosi a vicenda nel momento in cui vengono ossidati Ciascun antiossidante ha un campo di azione limitato ad uno o due specifici radicali liberi Per garantirsi un sufficiente apporto giornaliero di antiossidanti, gli esperti consigliano un consumo giornaliero di almeno g di frutta e verdura fresche di stagione (200 g frutta e 300 g di verdura)

22 CAPACITÀ ANTIOSSIDANTE DEGLI ALIMENTI

23 BIODISPONIBILITA disponibilità del composto all assorbimento bioaccessibilità assorbimento del composto distribuzione del composto ai tessuti attività biologica esplicata nell organismo bioattività

24

25 CLINICA Un eventuale integrazione con supplemento di antiossidanti esogeni può essere utile coadiuvante in alcune situazioni

26 CLINICA Ridotto intake alimentare - Anziani - Disfagici - Capacità gastrica ridotta - Patologie GI (con esclusione di alimenti) - Soggetti malnutriti Stress ossidativo aumentato - Fumo - Attività fisica intensa - Patologie infiammatorie - Obesità Ridotta capacità antiossidante dell organismo - Patologie epatiche - Obesità (NAFLD)

27 CLINICA - esempio pratico Ridotta capacità ossidante dell organismo - Patologie epatiche Nel fegato steatosico (NAFLD, NASH, epatopatia alcolica) citochine e acidi grassi liberi promuovono la formazione dei ROS che, in aggiunta alle ridotte capacità antiossidanti, attivano le cellule di kupfer e possono favorire l evoluzione verso la fibrosi L assunzione di un prodotto ad elevata biodisponibilità di polifenoli (es. silimarina, mix di flavonolignani) ha un potenziale effetto contrastante l infiammazione e la fibrosi oltre l epatossicità indotta da sostanze esogene - An Amino Acids Mixture Improves the Hepatotoxicity Induced by Acetaminophen in Mice. Di Pierro, Rossoni Silymarin suppresses hepatic stellate cell activation in a dietary rat model of non-alcoholic steatohepatitis: Analysis of isolated hepatic stellate cells. Kim et al 2012

28 L IMPORTANZA DELLO STILE DI VITA Journal of the american college of cardiology vol. 64, no. 13, 2014

29 LA DIETA MEDITERRANEA The Mediterranean diet is associated with increased circulating plasma antioxidant levels and decreased oxidative stress Azzini et al.,2011; Esposito etal.,2011; Yubero-Serrano et al., 2011 The protective properties of this diet maybe derived not only from its increased antioxidant concentration but also through its high raw food intake, lower production of cooking-related oxidants and consequent decreased use of nutritional and endogenous antioxidants, and increased fibre intake. Ghiselli et al.,1997 Olive oil, the main source of fat in the Mediterranean diet, is also effective in lowering lipid peroxidation and oxidative stress. Fito et al.,2007

30 Grazie per l attenzione

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