polifenoli Dieta, salute e polifenoli

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1 Polifenoli I polifenoli costituiscono una famiglia di circa 5000 molecole organiche largamente presenti nel regno vegetale. Sono caratterizzati, come indica il nome, dalla presenza di molteplici gruppi fenolici associati in strutture più o meno complesse generalmente di alto peso molecolare. Questi composti sono il prodotto del metabolismo secondario delle piante. I polifenoli costituiscono un gruppo eterogeneo di sostanze naturali, particolarmente note per la loro azione positiva sulla salute umana (non a caso, sono talvolta indicati con il termine vitamina P). In natura i polifenoli vengono prodotti dal metabolismo secondario delle piante, dove in relazione alla diversità chimica che li caratterizza ricoprono ruoli differenti: difesa dagli animali erbivori (impartiscono sapore sgradevole) e dai patogeni (fitoalessine), supporto meccanico (lignine) e di barriera contro l invasione microbica, attrazione per gli impollinatori e per la dispersione del frutto (antocianine), inibitori di crescita delle piante in competizione. Dal punto di vista chimico, i polifenoli sono molecole composte da più cicli fenolici condensati (composti organici che possiedono uno o più gruppi ossidrilici - OH - legati ad un anello aromatico). In base alla loro struttura possono essere schematicamente distinti in tre diverse classi, quella dei fenoli semplici, quella dei flavonoidi e quella dei tannini. FENOLI SEMPLICI: vi appartengono 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). TANNINI: al gruppo dei tannini appartengono due categorie: i tannini condensati ed i tannini idrolizzabili. I primi sono detti anche proantocianidine, poiché per idrolisi con acidi forti danno antocianidine. I secondi sono polimeri eterogenei contenenti acidi fenolici (ad es. l'acido Gallico) e zuccheri semplici. FLAVONOIDI: i 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. Dieta, salute e polifenoli 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 stiamo parlando delle 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

2 ancora alla cottura a vapore), evitando le alte temperature. Azioni generali dei polifenoli In natura troviamo moltissimi tipi di polifenoli, caratterizzati da una spiccata variabilità strutturale e funzionale. In linea di massima, comunque, l'attività dei polifenoli può essere riassunta nei seguenti punti: ANTIOSSIDANTE: proteggono le cellule dai danni causati dai radicali liberi, che si sviluppano con il normale metabolismo cellulare e a causa di eventi stressogeni, come radiazioni, fumo, agenti inquinanti, raggi UV, stress emotivo e fisico, additivi chimici, attacchi virali e batterici ecc. ANTICANCEROGENICA:in generale mostrano un impatto sullo step di iniziazione dello sviluppo del cancro, proteggendo le cellule contro l attacco diretto da carcinogeni o alterando il loro meccanismo di attivazione (in vitro). Queste prove scientifiche spiegano la classica evidenza epidemiologica secondo cui esiste una correlazione tra consumo di vegetali freschi e ridotta incidenza di alcuni tipi di cancro (pelle, polmone, stomaco, esofago, duodeno, pancreas, fegato, seno e colon). ANTIATEROGENA: è ampiamente riportato come l ossidazione dei lipidi ed in particolare delle LDL sia la causa dello sviluppo dell arteriosclerosi e delle malattie ad essa correlate (ictus, trombosi e malattie cardiovascolari in genere, prima causa di morte nei Paesi occidentali). Il principale meccanismo è la riduzione della coagulazione delle piastrine e delle LDL; altri meccanismi sono l inibizione dell'ossidazione delle lipoproteine, l'azione radical scavenger e la modulazione del metabolismo degli eicosanoidi. ANTINFIAMMATORIA: inibizione sulla cascata dell acido arachidonico ANTIBATTERICA e antivirale Esempi concreti QUERCITINA: polifenolo predominante nelle cipolle, ma presente in buone quantità anche in altri vegetali; inibisce l'aggregazione piastrinica in vitro e riduce la sintesi di trombossano (azione antitrombotica). Possibile attività antitumorale. RESVERATROLO: importante polifenolo 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, estrogenosimile e antivirale. ISOFLAVONI: polifenoli 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: polifenoli del the a potente azione antiossidante. ALIMENTI PARTICOLARMENTE RICCHI DI POLIFENOLI: the (in particolare quello

3 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; è noto, ad esempio, che il resveratrolo viene prodotto dalla piante in risposta a stimoli esogeni, in particolare infezioni fungine e raggi UV. Per fare il pieno di polifenoli ricorda di... Diversificare i vegetali nella dieta, consumando ogni giorno un'ampia varietà di cibi freschi, 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; 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. I polifenoli sono antiossidanti naturali presenti nelle piante (oligoelementi polifenolici del tipo bioflavonoidi noti come procianidrine, proantocianidine, leucoantocianidrine, piconogenoli, tannini, ecc.) e possono risultare utili nella prevenzione dell'ossidazione delle lipoproteine e nel "sequestrare" i radicali liberi; sono accertati inoltre effetti biomedici positivi a livello cardiovascolare, di malattie legate alla senescenza e di arresto della crescita tumorale. Un problema associato all'assunzione dei polifenoli con la dieta è la loro bassa biodisponibilità. In particolare essi sono presenti nei fluidi corporei non in forma nativa, ma sotto forma di metaboliti (solfati, metilati, glucuronati) a seguito di estensiva metabolizzazione nell'intestino e nel fegato. Non è ancora chiaro se i metaboliti dei polifenoli abbiano una qualche attività terapeutica; di sicuro rimane il fatto che una volta in forma di metaboliti essi possono essere facilmente escreti nelle urine. In effetti, gran parte delle proprietà benefiche dei polifenoli sono evidenziate da esperimenti in vitro, su colture cellulari o cavie da laboratorio, nel corso dei quali si somministrano concentrazioni di polifenolo nativo molto superiori a quelle presenti realmente in circolo in vivo dopo assunzione con la dieta. Nel circolo sanguigno si trovano, infatti, concentrazioni di polifenoli non superiori al micromolare, concentrazioni alle quali le loro capacità biomediche devono essere in parte ridimensionate.

4 Una prospettiva futura potrebbe interessare, quindi, la derivatizzazione (in questo caso la protezione dei gruppi idrossilici presenti nella molecola) dei polifenoli nativi con funzionalità che rallentino la metabolizzazione e aumentino la biodisponibilità nei fluidi corporei rendendo così possibile la loro assunzione come integratori o come additivi in cibi di largo consumo. C. Galli, F. Visioli, D. Caruso, G. Galli Istituto di Scienze Farmacologiche, Facoltà di Farmacia, Università di Milano I FENOLI DELL'OLIVA Le olive contengono sostanze di natura fenolica (fenoli semplici e complessi) che svolgono azione protettiva nei confronti degli "stress" ossidativi e di altra natura a cui è sottoposto il frutto. I FENOLI DELL'OLIO DI OLIVA I fenoli passano in parte nell'olio di oliva di prima spremitura extra vergine, dove sono presenti in concentrazioni dipendenti da vari fattori (cultivar, clima, maturazione delle olive, modalità di raccolta, ecc.) FENOLI E PROPRIETÀ DELL'OLIO Tali composti sono responsabili della stabilità dell'olio, di cui prevengono l'irrancidimento, e delle caratteristiche organolettiche. I due composti più importanti in questo senso sono l'idrossitirosolo e l'oleuropeina, caratterizzati da una struttura catecolica (orto-difenoli). ATTIVITÀ BIOLOGICHE DEI FENOLI Ricerche svolte presso l'isf dell'università degli Studi di Milano, hanno dimostrato che tali composti in vitro svolgono importanti azioni biologiche: a. Attività antiossidante nei confronti delle lipoproteine a bassa densità (LDL), ricche in colesterolo, riducendone la aterogenicità. b. Inibizione di cellule coinvolte in processi fisiopatologici, quali le piastrine, responsabili di processi trombotici e i leucociti, coinvolti in processi infiammatori. Inoltre modulano enzimi che regolano funzioni cellulari : la sintesi di ossido nitrico (NO), potente vasodilatatore, viene aumentata, mentre la sintesi del radicale libero anione superossido viene diminuita. I classici antiossidanti lipofili (es. Vitamina E) non posseggono queste attività. I fenoli dell'olio di oliva svolgono pertanto un'ampia gamma di attività biologiche, oltre alla semplice azione antiossidante. Ciò è attribuibile alla loro natura chimica : sono molecole amfifiliche, in parte lipofile con conseguente azione antiossidante lipidica (come la vitamina E), e in parte idrofile, con possibiltà di interazioni con enzimi (come la vitamina C). ATTIVITÀ DEI FENOLI IN VIVO

5 Gli studi sugli effetti dei fenoli su parametri biologici valutati in vitro costituiscono la base per ricerche rivolte allo studio di possibili attività in vivo di tali composti. a. Biodisponibilità dei fenoli. Finora non vi era alcuna informazione circa la "biodisponibilità" di tali composti. La biodisponíbilità è la proporzione di un composto assunto con un alimento o una formulazione farmaceutica che viene assorbito ed è disponibile per svolgere attività biologiche. La biodisponibilità di un composto può essere valutata quantitativamente come : 1. Escrezione totale del composto e dei suoi prodotti di trasformazione nelle urine raccolte per un periodo sufficientemente lungo, e riferendo tale esecuzione alla quantità assunta. 2. Determinazione delle concentrazioni nel plasma prelevato ripetutamente a tempi ravvicinati e calcolo della biodisponibilità in rapporto alle variazioni delle concentrazioni plasmatiche nel tempo (area sotto la curva rispetto al tempo). Quest'ultimo approccio è difficilmente applicabile. b. Studio della biodisponibilità dei fenoli nell'uomo. Uno studio appena completato nel nostro Istituto somministrando a soggetti sani quantità costanti di olio di oliva con un contenuto diverso di fenoli totali, e valutandone la escrezione urinaria, ha dimostrato in modo inequivocabile che tali composti sono assorbiti in modo dose dipendente. Inoltre una buona proporzione di tali composti è escreta come prodotti di trasformazione metabolica, indicando che tali composti entrano in siti cellulari (fegato) interagendo con sistemi enzimatici. Tali dati indicano per la prima volta che i fenoli dell'olio di oliva sono ampiamente biodisponibili, e questa è la premessa indispensabile perché possano svolgere attività biologiche nell'organismo. Inoltre, studi condotti somministrando fenoli puri (idrossitirosolo) nell'animale da esperimento (ratto) hanno dimostrato che dosi assai basse (0.5 mg/kg) di tale composto sono in grado di ridurre sostanzialmente la formazione di prodotti di perossidazione lipidica generati in vivo (isoprostani) da uno stress ossidativo (fumo passivo). Questi dati forniscono la prima dimostrazione che i fenoli dell'olio di oliva possiedono interessanti attività antiossidanti in vivo e costituiscono la premessa per studi mirati ad esplorare le azioni di tali composti nell'uomo sia nella prevenzione di malattie (cardiovascolari e in genere di natura degenerativa) che come coadiuvanti nel loro trattamento. A tal proposito è stato intrapreso, in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Farmaceutiche dell'università di Milano, uno studio per confermare sull'uomo l'attività antiossidante dei fenoli dell'olio di oliva già evidenziata in vitro ed in vivo sul ratto. La somministrazione su soggetti sani di campioni di olio contenenti quantità crescenti di idrossitirosolo e oleuropeina aglicone (catecoli), è correlata con una decrescente escrezione a livello urinario di isoprostani (8-iso-PGF 2 ) biomarker in vivo della perossidazione lipidica e quindi dello stress ossidativo cellulare. Inoltre è stato dimostrato che la riduzione dell'escrezione urinaria degli isoprostani è statisticamente correlata con una maggiore escrezione a livello urinario di idrossitirosolo e di un suo metabolita l'alcol omovanillico, evidenziando che l'attività antiossidante dell'idrossitirosolo comporta il suo ingresso a livello cellulare e la sua trasformazione metabolica.