NOZIONI SU PROCESSI OSSIDATIVI E RADICALI LIBERI

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1 Grancona, 24 ottobre 2013 NOZIONI SU PROCESSI OSSIDATIVI E RADICALI LIBERI A cura del Dott. Valerio Cigaina Chirurgo generale ed Elettrofisiologo dell Apparato Digerente (contattabile a mezzo call center di Clinica Dentale s.r.l.) Cenni scientifici Trascurare un dato semplice e apparentemente banale può rendere veramente complesso capire un concetto comune e apparentemente scontato. Tutti parlano di energia e calorie come concetti universali, ma un dietologo e un fisico non la vedono allo stesso modo. Per il medico un alimento produce calorie ma per il fisico è un insieme di molecole con una certa energia. Allora torniamo indietro al dato semplice, le molecole sono formate da tanti atomi uniti insieme da dei legami che sono espressione dell energia di attrazione fra atomi. L idrogeno è legato all ossigeno e forma acqua. E un idrossido. Per attaccarsi assieme idrogeno e ossigeno hanno bisogno di energia e quando i tre atomi si staccano energia è invece liberata. Per accumulare energia basta attaccare assieme tanti di questi atomi. Allora è tutta acqua? No, perché a questo punto entra in gioco il carbonio, i cui atomi possono fare da scheletro all idrogeno e all ossigeno e fare assumere alla molecola (tanti atomi insieme) una forma diversa. Idro (acqua) e carburi (carbonio). Ebbene, in natura l energia è raccolta in una stessa identica molecola formata da tante molecole di idrogeno e di ossigeno replicate ed unite attraverso degli atomi di carbonio. Quando abbiamo solo molecole di idrogeno e carbonio, cioè gli idrocarburi, l energia ha l aspetto del combustibile liquido. Quando entra l ossigeno, abbiamo gli idro- ossi- carburi o carboidrati ed ecco che parliamo di energia per gli esseri viventi. Zucchero, amido, grasso, cellulosa sono di fatto la stessa cosa, molecole formate da idrogeno, ossigeno, tenute insieme da uno scheletro di atomi di carbonio che da loro forma spaziale differente. Negli esseri viventi sono questi i sistemi con i quali l energia per vivere viene immagazzinata e poi utilizzata: l energia che tiene unite le molecole o energia di legame molecolare. Per unire insieme l acqua e l anidride carbonica serve energia, viceversa quando si formano rompono quelle molecole, energia si libera. Chi riesce a creare questi legami utilizzando energia e chi rompe questi legami per utilizzare questa energia? Il sole! L energia del sole. Stiamo parlando dell origine della vita sulla terra, che è nata dal mare primordiale, stiamo parlando di due cellule viventi che forse sono una l evoluzione della stessa (due miliardi di anni fa). Un batterio foto- sintetico (ciano- batterio presente negli stromatiliti roccie sottomarine colonizzate da questi batteri) era presente nei mari primordiali e riusciva ad assorbire l energia luminosa del sole unendo anidride carbonica e acqua e liberando così ossigeno come prodotto di scarto e accumulando energia come carboidrato o idrocarburo. L atmosfera terrestre si arricchì progressivamente di un prodotto di scarto, per noi il prezioso ossigeno. Il nipote del ciano- batterio dei mari primordiali lo troviamo sulle foglie delle piante su cui vive in simbiosi e si chiama cloroplasto e, attraverso il processo di fotosintesi clorofilliana libera ossigeno partendo sempre da acqua e anidride carbonica, produce zucchero che utilizza per vivere e che può anche accumulare come carboidrato strutturale che è la cellulosa.

2 Un altro nipote lo troviamo invece nelle cellule viventi, fa l operazione esattamente opposta: rompe il legame, ossida la molecola di carboidrato o zucchero usando l ossigeno, libera l energia scartando acqua ed anidride carbonica. E conosciuto come mitocondrio ed è un elemento fondamentale delle nostre cellule. In questo processo di liberazione di energia si formano anche scarti di molecole instabili che si chiamano radicali liberi e che per stabilizzarsi vanno ad attaccarsi alle molecole delle membrane delle cellule, che muoiono precocemente. Sistemi antiossidativi L ossigeno e il processo in cui è coinvolto per ottenere energia per la vita, che si chiama ossidazione, produce molecole atomicamente instabili che per diventare stabili si attaccano ad altre molecole alterandole. Quindi, ossigeno poco non va bene perché non si produce abbastanza energia, ossigeno molto non va bene perché significa che si producono troppi radicali liberi. Serve la quantità giusta di ossigeno a riposo e sotto stress (di tutti i tipi) e quando si consuma più ossigeno (STRESS OSSIDATIVO) bisogna aiutare i sistemi tampone dei radicali liberi, normalmente presenti nel nostro organismo, con un apporto maggiore di sostanze antiossidanti. Gli atomi di ossigeno instabili sono il prodotto di scarto della normale ossidazione ottenuta nei mitocondri per la produzione di energetica. Alcuni antiossidanti sono contenuti negli alimenti, altri vengono fabbricati dalle nostre stesse cellule. Sostanze note nel patrimonio di antiossidanti che abbiamo in dotazione (antiossidanti endogeni): Alcuni particolari enzimi, come le perossidasi Alcune particolari proteine prodotte dal fegato La bilirubina L acido urico Sostanze antiossidanti presenti nell ambiente: Betacarotene (Vitamina A) o La Vitamina A si trova sotto due forme di pro- vitamina: - Betacarotene, che si trova soltanto nei vegetali - Retinolo, soltanto negli animali. Il Betacarotene è composto di due molecole unite insieme, che si possono dividere per formare la vitamina A. Il Betacarotene è essenziale per: o - la normale crescita delle ossa e dei denti; o - per la visione; o - per la fertilità in entrambi i sessi; o Numerosi geni sono controllati dalla Vitamina A. Particolarmente efficace nel prevenire malattie cardiovascolari, arteriosclerosi e molte forme tumorali è il licopene, un carotenoide contenuto principalmente nei pomodori. L'Alfa- Tocoferolo (Vitamina E) o I meccanismi d'azione della vitamina E sono principalmente due: - l'efficacia del tocoferolo come agente antiossidante; - la partecipazione alle reazioni della catena respiratoria L'azione antiossidante della componente lipidica delle membrane cellulari protegge le cellule stesse da un precoce invecchiamento. - La sua azione antiossidante è potenziata dal Betacarotene. Il Selenio o Il Selenio è essenziale per la crescita cellulare e la funzione immunitaria.

3 E' coinvolto nella sintesi delle prostaglandine e nella produzione di anticorpi. Agisce come antiossidante in associazione alla vitamina E preservando l'elasticità dei tessuti, rallentando il processo di invecchiamento proteggendo da molte malattie degenerative. Alimenti ricchi di antiossidanti naturali Per quanto riguarda il selenio, le maggiori fonti alimentari sono i derivati del frumento, soprattutto la pasta che viene prodotta con il grano duro seguita dal pane, normalmente preparato con il grano tenero. Ricchi di selenio sono le frattaglie, i pesci, le carni, i cereali, i prodotti lattiero caseari, la frutta e le verdure in relazione al terreno in cui vengono coltivate. Alimenti con maggior contenuto di Vitamina A e E (dati per 100 gr di parte edibile) Vitamina A (microg ret. eq.) o Olio di fegato di merluzzo o Fegato di suino o bovino o Anguilla o Carote o Burro 930 o Rughetta o rucola 742 o Uovo di gallina, tuorlo 640 o Spinaci, freschi 485 o Mascarpone 430 o Caciocavallo 420 Vitamina E (mg) o Olio di germe di grano 133 o Olio di mais 34 o Olio di oliva extra vergine 22 Come si vede, la maggior parte degli alimenti contenenti antiossidanti sono altamente calorici e perciò difficilmente conciliabili con un regime dietetico equilibrato o di consumo saltuario.

4 I processi ossidanti Infezioni croniche (per esempio, in odontoiatria, vedi le patologie del parodonto, che possono essere responsabili anche di infezioni più a valle come le gastriti croniche da Helocobacter pilory che è un batterio isolabile proprio nel cavo orale della placca dentaria e tasche gengivali (Karczewska et al.) L invecchiamento, che oltre ad essere causa principale di produzione di sostanze ossidanti a radicali liberi, favorisce e/o si associa alla comparsa di malattie croniche degenerative, vedi arteriosclerosi, cancro. Qualcuno ha definito l invecchiamento come la prima e più importante malattia degenerativa cronica progressiva, che si risolve solo con la morte. L invecchiamento si può però curare e rallentare molto bene neutralizzando il più possibile le sostanze ossidanti e praticando con costanza e metodo l attività motoria. L attività motoria molto intensa (allenamento) L attività cerebrale moto intensa Il dimagrimento veloce, sia da aumentato consumo che da riduzione alimentare Il fumo di sigaretta (causa di 1/3 dei cancri e di ¼ di tutte le malattie cardiovascolari)

5 Il tè verde Il mondo vegetale soprattutto e quello animale ci offrono molte opportunità di trovare fonti accessorie di sostanze antiossidanti ad integrare la nostra alimentazione, sostanze che annullino i radicali liberi che produciamo spesso in eccesso. Il tè v erde è di nostro grande interesse per tre motivi: È la b evanda più diffusa, più economica e più consumata al mondo E l integratore alimentare tra i più ricchi in antiossidanti Ha la più vasta letteratura medica scientifica e sempre in costante aggiornamento La denominazione botanica del tè verde è: Camellia sinensis.