Come si formano i radicali liberi e quando si parla di stress ossidativo

Sentiamo spesso parlare di stress ossidativo e di radicali liberiUn radicale libero è una molecola o un atomo particolarmente reattivo che contiene almeno un elettrone spaiato nel suo orbitale più esterno. A causa di questa caratteristica chimica, i radicali liberi sono altamente instabili e cercano di tornare all'equilibrio rubando all'atomo vicino l'elettrone necessario per pareggiare la propria carica elettromagnetica. Questo meccanismo dà origine a nuove molecole instabili, innescando una reazione a catena che, se non viene arrestata in tempo, finisce col danneggiare le strutture cellulari ed i processi metabolici., quasi sempre in maniera negativa. Troviamo questi termini in associazione a uno stile di vita poco sano, all’insorgenza di diverse malattie e alla presenza di fattori esterni inquinanti. Quello che spesso viene omesso, però, è che la produzione di radicali liberi ha due facce: nel caso avvenga in una condizione di disequilibrio prolungato causa danni alle biomolecole, dando luogo allo stress ossidativo, appunto, mentre se viene mantenuta a un livello fisiologico, il cosiddetto eustress ossidativo, è essenziale in molti processi biologici vitali per l’organismo.

Molti processi biologici naturali del nostro corpo – come la respirazione, la digestione del cibo, il metabolismo dell’alcol e la trasformazione dei grassi in energia – producono quei composti chiamati radicali liberi (o specie reattive dell’ossigeno, Ros). È una questione di cessione di elettroni: quando l’ossigeno entra nelle reazioni energetiche può cedere o accettare elettroni e questo passaggio genera radicali liberi, che sono molecole molto reattive, e molecole antiossidanti (o riducenti). Bisogna precisare che i Ros sono necessari per la vita, perché provvedono alla distruzione dei batteri da parte dei fagociti, e in quantità basse o moderate sono utili per regolare un’ampia varietà di funzioni cellulari. Se prodotti in quantità eccessiva, invece, determinano la modificazione strutturale delle proteine cellulari e l’alterazione delle loro funzioni, causano danni ai lipidi, alle proteine e al Dna e portano all’interruzione di processi cellulari vitali.

In quantità basse o moderate, i radicali liberi sono necessari per la vita. Se prodotti in quantità eccessive, invece, portano all’interruzione dei processi vitali nelle cellule

Un delicato equilibrio

Poiché i radicali liberi sono necessari per la vita, dicevamo, l’organismo dispone di diversi meccanismi per minimizzare i danni che questi provocano quando sono in eccesso e, in generale, per proteggersi da un’eccessiva produzione. Gli antiossidanti svolgono un ruolo fondamentale in questi meccanismi di difesa: un organismo è sano quando riesce a mantenere l’equilibrio tra ossidanti e antiossidanti, e quindi la continua produzione di radicali liberi viene bilanciata da un analogo tasso di consumo di antiossidanti. In condizioni patologiche o di stress metabolico, al contrario, i radicali liberi sovraccaricano i sistemi antiossidanti determinando uno squilibrio che sfocia nella condizione di stress ossidativo.

Alcuni fattori esterni che possono indurre un’eccessiva produzione di radicali liberi

L’insorgenza di malattie croniche

Allo stress ossidativo sono state collegate diverse malattie croniche come quelle cardiovascolari, il diabete, le malattie neurodegenerative e il cancro. È sempre più evidente che i fattori pro-ossidanti, che possono mettere in crisi l’equilibrio di un organismo e stimolare la produzione eccessiva di radicali liberi includono lo stile di vita, e in particolare alcuni comportamenti scorretti come l’assunzione continua di cibi elaborati, l’esposizione a un’ampia gamma di sostanze chimiche inquinanti (sia ambientali, sia come fumo, alcol, droghe) e la mancanza di esercizio fisico.

Stile di vita, scorretta alimentazione, esposizione a sostanza chimiche inquinanti e mancanza di esercizio fisico sono fattori pro-ossidanti che causano lo stress ossidativo

Stress ossidativo e invecchiamento

Lo stresso ossidativo non causa solo l’insorgenza di alcune malattie, ma è direttamente coinvolto anche nei processi di invecchiamento cellulare. Secondo alcune teorie, i mitocondri, in caso di aumento del livello di radicali liberi, subiscono un’alterazione della loro funzionalità che diminuisce la capacità rigenerativa cellulare. In queste condizioni si dice che il tessuto va incontro a un declino biologico e riduce la propria capacità di adattamento allo stress. Allo stesso tempo, l’aumento del livello di ossidazione aumenta l’espressione di alcuni geni pro-infiammatori che a loro volta promuovono l’ossidazione, in un circolo vizioso.

Stile di vita: sedentarietà ed esercizio fisico

Per quel che riguarda l’esercizio fisico, in particolare, i radicali liberi vengono prodotti durante la contrazione delle fibre muscolari. Non solo, essi esercitano numerosi effetti diretti e indiretti sull’attività muscolare (in termini di contrattilità, eccitabilità, metabolismo e omeostasi del calcio) e sono coinvolti nell’affaticamento del muscolo durante l’esercizio fisico intenso. Se l’esercizio fisico viene svolto con moderazione, comunque, con allenamenti a bassa e media intensità e costanti nel tempo, si genera un effetto positivo che stimola la produzione di antiossidanti da parte dell’organismo. L’esercizio fisico è infatti considerato il principale trattamento fra le terapie non farmacologiche, opportunamente supportato dai cambiamenti dello stile di vita, e si è dimostrato particolarmente efficace nel caso di malattie croniche cardiovascolari. Se però sottoponiamo il nostro organismo continuamente a esercizi estenuanti, prolungati, quasi a sfociare nella sindrome da sovrallenamento, gli effetti benefici si riducono e il risultato sarà invece un aumento dello stress ossidativo.