Radicali liberi: cosa sono ed il loro ruolo biologico

Cosa sono i radicali liberi? Perché li temiamo tanto? Centrano col farci invecchiare e con alcune malattie? E come possiamo difenderci dalla loro azione? Scopriamolo in questo articolo sui radicali liberi ed il loro ruolo biologico.

radicali liberi cosa sono e ruolo biologico

Per radicali liberi si intendono quelle molecole o atomi che possiedono un elettrone spaiato nell’orbitale più esterno, tradotto sono dei ladri di elettroni. Questa caratteristica chimica oltre a renderli instabili, li porta a ricercare un equilibrio appropriandosi dell’elettrone mancante attraverso reazioni con altre molecole quali: lipidi, carboidrati, proteine e acidi nucleici (DNA). In chimica questo tipo di reazioni sono dette di ossidoriduzione o redox, ovvero avviene uno scambio di elettroni tra due molecole dove una si ossida quindi perde elettroni mentre l’altra si riduce quindi li acquista; in questo caso si riduce un radicale libero mentre si ossida per esempio un lipide che di conseguenza diventa a sua volta instabile dando inizio ad una serie di reazioni a catena.

Normalmente ci preoccupiamo tanto delle caseine, del glutine, dell’olio di palma, ecc quando la perossidazione lipidica è veramente molto più dannosa per il nostro organismo.

azione radicali liberi

Il propagarsi di questa serie di reazioni e la durata dipendono sostanzialmente dall’azione di altre molecole dette agenti antiossidanti, in grado di cedere l’elettrone mancante e quindi di stabilizzare la reazione chimica andando a bloccare la catena.

Tra le principali forme di radicali liberi troviamo: anione superossido O2-, idrossile OH-, diossido di azoto NO2, ossido nitrico NO-, idrogeno H-, ossigeno O+, ossigeno singoletto O2+.

Da dove derivano i radicali liberi?

origine radicali liberi

L’essere umano è una macchina aerobica. Il suo metabolismo cellulare principalmente è quindi di tipo aerobico. Durante l’ossidazione dei nutrienti per ricavarne energia (ATP) forma alcuni sottoprodotti di scarto, molecole instabili cioè i radicali liberi dell’ossigeno (ROS). La formazione di queste molecole segue in modo proporzionale l’incremento del metabolismo energetico, ad esempio dovuto all’attività fisica intensa o di lunga durata, questa rappresenta la fisiologica produzione endogena di radicali liberi (vedi stress ossidativo e attività fisica). L’organismo per difendersi dalla formazione di queste sostanze instabili attiva sistemi tampone in grado mi mantenere in equilibrio il bilancio ossidativo.

Il ruolo biologico dei radicali liberi

È noto che i radicali liberi hanno un duplice ruolo nei sistemi biologici, sia benefico che dannoso. Mostrano un effetto benefico quando, ad esempio, vengono utilizzati dal sistema immunitario come agenti in grado di bloccare l’azione patogena di diversi microrganismi e specie batteriche (vengono usati dall’organismo come bombe biologiche contro agenti esterni), quando aiutano l’apoptosi (morte) delle cellule difettose o quando sono utilizzati come forma di comunicazione cellulare mediando la trasmissione di segnali biochimici tra le cellule.ruolo radicali liberi

Al contrario, se i radicali liberi sono in eccesso, possono essere danneggiate diverse componenti della cellula:in primis la membrana lipidica esterna, ma anche alcune proteine ed acidi nucleici. Questo porta a possibili danni a mantenimento dello stato di omeostasi fisiologica.

Antiossidanti sono davvero utili

Il termine antiossidanti indica tutte le molecole capaci di stabilizzare o disattivare i radicali liberi prima che essi danneggino le cellule, cioè andando a cedere un proprio elettrone esterno.

azione antiossidantiQuindi il nostro organismo è perfettamente in grado di bilanciare la fisiologica produzione endogena di molecole ossidanti, derivanti dal metabolismo aerobico, attraverso una serie di sostanze antiossidanti anch’esse di produzione endogena; il problema sorge quando vengono introdotti a livello esogeno, dall’esterno, ulteriori radicali.

Per esempio dal fumo di sigaretta, inquinamento atmosferico, cibo eccessivamente cotto o affumicato, raggi uv, farmaci e l’utilizzo di integratori di singole molecole antiossidanti che vanno solamente a modificare il meccanismo di equilibri che si crea tra i vari sistemi “tampone” dell’organismo, andando a creare una situazione di stress ossidativo che se protratto nel tempo porta a varie problematiche per la salute come il precoce invecchiamento cellulare e di conseguenza l’insorgere di varie patologie gravi come il cancro, malattie dell’apparato cardiovascolare, diabete, sclerosi multipla, artrite reumatoide, enfisema polmonare, cataratta, morbo di Parkinson e Alzheimer, dermatiti, ecc.

Dato lo stile di vita della popolazione al giorno d’oggi, è assolutamente fondamentale introdurre con l’alimentazione tutta una serie di molecole antiossidanti come:

  • Pigmenti vegetali: polifenoli, bioflavonoidi
  • Vitamine: vitamina C, vitamina E, betacaroteni (provitamina A)
  • Micronutrienti ed enzimi: selenio, rame, zinco, glutatione, coenzima Q10, melatonina, acido urico, ecc.

Per cercare di limitare l’azione dei radicali che entrano nell’organismo quotidianamente dall’ambiente esterno.

Considerazioni finali sui radicali liberi ed antiossidanti

radicali liberi e antiossidanti

Il nostro sistema di bilancio ossidativo funziona su equilibri complessi basati sulle interazioni tra le varie molecole pro e antiossidanti. Le molecole antiossidanti agiscono spesso interagendo tra loro, in quanto una singola molecola avrebbe un campo d’azione limitato ad un paio di radicali liberi, per questo motivo solo un’efficace interazione tra loro porta al risultato finale. Attraverso una dieta completa ed equilibrata, ricca di frutta e verdura di stagione dovrebbe essere garantito il raggiungimento dei fabbisogni giornalieri con un adeguato apporto di molecole in grado di svolgere azione antiossidante. Inoltre un soggetto allenato e sano, anche se l’esercizio fisico produce radicali liberi, è comunque in grado di fronteggiare la presenza di queste molecole in maniera nettamente più efficace rispetto ad un soggetto sedentario o che pratica attività fisica saltuariamente. Quindi il miglior modo per contrastare l’inevitabile invecchiamento cellulare è seguire uno stile di vita attivo e una corretta alimentazione.

Pensate che possa valer la pena d’integrare l’alimentazione con vitamine e minerali qual ora:

  • seguite una dieta ipocalorica
  • vivete in città inquinate
  • fate sport di resistenza
  • avete superato i 40 anni
  • fumate e/o bevete
Ma ricordatevi sempre che è l’equilibrio il segreto per la salute, nell’alimentazione di più non è mai meglio.

Note sull’autore:

L’articolo sui radicali liberi è del Dottor Riccardo Braglia
Laureato in Scienze Motorie Sportive e della Salute
Iscritto alla laurea magistrale in Scienze Motorie per la Prevenzione e la Salute Personal trainer FIF

BIBLIOGRAFIA

Butterfield DA., Reed T., Newman SF., Sultana R. (2007). Roles of Amyloid _-Peptide- Associated Oxidative Stress and Brain Protein Modifications in the Pathogenesis of Alzheimer’s Disease and Mild Cognitive Impairment. Free Radic Biol Med.; 43(5): 658–677.

Corti A., De Tata V., Pompella A. (2009). Agenti e meccanismi di stress ossidativo nella patologia umana. Ligand Assay 14 (1): 9-16.
Govoni S., Pelosi C., Racchi M. (2001). Stress ossidativo, demenza e invecchiamento: i confini incerti di un continuum biologico di difficile valutazione.

Iorio EL. (2006). Specie chimiche reattive e radicali liberi. Convegno “Radicali liberi e antiossidanti in medicina nello sport”

Jha R., Rizvi SI. (2009). Age-dependent decline in erythrocyte acetylcholinesterase activity: correlation with oxidative stress. Biomed pap Med; 153(3): 195-198.

Liu CY., Lee CF., Wei YH. (2009). Role of Reactive Oxygen Species-elicited Apoptosis in the Pathophysiology of Mitochondrial and Neurodegenerativen Diseases Associated With Mitochondrial DNA Mutations. J Formos Med Assoc ; 108(8): 599–611.

Maiese K., Chong ZZ., Hou J., Shang YC (2008). Erythropoietin and Oxidative Stress. Curr Neurovasc Res. 5(2): 125–142.

Mariani E., Polidori MC., Cherubini A., Mecocci P. (2005). Oxidative stress in brain aging, neurodegenerative and vascular diseases: An overview. Journal of Chromatography B, 827 65–75

McCord JM. (2000). The Evolution of Free Radicals and Oxidative Stress. AmJ Med.;108:652–659.

Panza F., Solfrizzi V., Capurso C. et al. (2001). Alimentazione, stress ossidativo e declino cognitivo. Dementia Update.

Rahman K. (2007). Studies on free radicals, antioxidants, and co-factors. Clinical Interventionsentions in Aging:2(2): 219–236.

Tan DX, Manchester LC, Reiter RJ, Qi WB, Karbownik M, Calvo JR (2000). Significance of melatonin in antioxidative defense system: reactions and products . Biological signals and receptors 9 (3-4): 137-59.

Uttara B., Singh AV., Zamboni P., Mahajan RT. (2009). Oxidative Stress and Neurodegenerative Diseases: A Review of Upstream and Downstream Antioxidant Therapeutic Options. Current Neuropharmacology; 65-74.

Valko M., Rhodes CJ., Moncol J., Izakovic M., Mazur M. (2006). Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. Chemico-Biological Interactions;160:1–40.

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