Radicali liberi: come agiscono e come ridurli?
Cosa sono i radicali liberi? Perché li temiamo tanto? Centrano col farti invecchiare e con alcune malattie? Come ridurli e come difenderti dalla loro azione? Si può agire tramite la dieta? Scoprilo in questo articolo sui radicali liberi ed il loro ruolo biologico, anche in relazione all’allenamento.
Cosa sono e quali sono i radicali liberi? Definizione e significato
I radicali liberi sono molecole o atomi che possiedono un elettrone spaiato nell’orbitale più esterno; questa caratteristica chimica oltre a renderli instabili, li porta a ricercare un equilibrio appropriandosi dell’elettrone mancante attraverso reazioni con altre molecole come lipidi, carboidrati, proteine e acidi nucleici (DNA).
In chimica questo tipo di reazioni sono dette di ossidoriduzione o redox: avviene uno scambio di elettroni tra due molecole dove una si ossida e perde elettroni mentre l’altra si riduce e 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 si preoccupa tanto delle caseine, del glutine, dell’olio di palma, ecc quando queste reazioni sono veramente molto più dannose per il nostro organismo.
Il propagarsi di questa serie di reazioni e la durata dipendono sostanzialmente dall’azione di altre molecole dette agenti antiossidanti, che sono 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 ci sono:
- anione superossido O2-,
- idrossile OH-,
- diossido di azoto NO2,
- ossido nitrico NO-,
- idrogeno H-,
- ossigeno O+,
- ossigeno singoletto O2+.
L’essere umano è una macchina aerobica e durante l’ossidazione dei nutrienti per ricavare energia (ATP) forma alcuni sottoprodotti di scarto, che sono proprio 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. L’organismo per difendersi dalla formazione di queste sostanze instabili attiva sistemi tampone in grado di mantenere in equilibrio il bilancio ossidativo.
Anche se spesso scambiati nel linguaggio comune, radicali liberi e ROS non sono sinonimi, in quanto non tutte le specie reattive dell’ossigeno sono radicaliche (es. perossido di idrogeno). Inoltre, i radicali liberi comprendono anche i RNS, specie reattive dell’azoto.
Funzione dei radicali liberi: a cosa servono? Fanno bene o fanno male?
È noto che i radicali liberi hanno un duplice ruolo nei sistemi biologici, sia benefico che dannoso e l’equilibrio tra specie ossidanti e riducenti è tra i più controllati a livello intracellulare, poiché uno squilibrio (da entrambe le parti) non è compatibile con il normale mantenimento delle funzioni cellulari.
La presenza di radicali liberi non è sempre da demonizzare ed è fisiologico che siano presenti. Inoltre, mostrano un effetto benefico quando, ad esempio:
- vengono utilizzati dal sistema immunitario come agenti in grado di bloccare e combattere l’azione patogena di diversi microrganismi e specie batteriche (vengono usati dall’organismo come bombe biologiche contro agenti esterni),
- aiutano l’apoptosi (morte) delle cellule difettose,
- sono utilizzati come forma di comunicazione cellulare mediando la trasmissione di segnali biochimici tra le cellule.
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.
Conseguenze dei radicali liberi: danni provocati
Livelli intracellulari anormalmente elevati di radicali liberi possono danneggiare le cellule, causando un precoce invecchiamento cellulare, e sono sospettati di di svolgere un ruolo di rilievo nei meccanismi patogenetici di:
- malattie cardiache,
- cancro,
- Alzheimer,
- altre patologie degenerative.
I ROS, in particolare, giocano un ruolo importante nella fisiopatologia di stati patologici molto diffusi:
- danni da ischemia-riperfusione,
- danni infiammatori dipendenti da fagociti (cellule che fanno parte del sistema immunitario),
- malattie neurodegenerative.
Lo stress ossidativo sembra che sia fondamentale anche nella patogenesi del diabete mellito di tipo 2 e delle sue complicanze. Nella tabella sono evidenziate in quali condizioni cliniche c’è un probabile coinvolgimento dei ROS.
| Organo | Patologia |
|---|---|
| Cute | Porfiria, danni da radiazione solare |
| Occhio | Cataratta, fibroplasia retrolentale |
| Sistema cardiovascolare | Malattia di Keshan (carenza di selenio), aterosclerosi, cardiotossicità da adriamicina, ischemia, riperfusione, infarto, ictus, trapianti d’organo |
| Sistema nervoso centrale | Danni da neurotossine cerebrali, morbo di Parkinson, malattia di Alzheimer, sclerosi multipla |
| Sangue | Anemia emolitica, saturnismo, tossicità da fenilidrazina |
| Apparato polmonare | Enfisema, tossicità da bleomicina, cancerogenicità da amianto, artrite reumatoide, malattie autoimmuni |
Radicali liberi e bodybuilding
Lo svolgimento di esercizio fisico promuove la produzione di radicali liberi (stress ossidativo): allenarsi fa male? Sicuramente per i poco sportivi questa potrebbe risultare un’ottima ulteriore motivazione per non iniziare ma in realtà chi pratica esercizio fisico regolare rispetto al sedentario ha una maggior capacità di contrasto dei radicali liberi come “forma di adattamento“.
Ad esempio, uno sforzo fisico isolato ad intensità medio-alta induce un elevato stresso ossidativo e significative lesioni a carico del DNA, mentre un esercizio fisico eseguito regolarmente e a moderata intensità inibisce lo stress ossidativo.
Inoltre, gli stessi radicali sono importanti modulatori a livello muscolare e sistemico degli adattamenti, ricercati e indispensabili per far sì che l’allenamento dia i suoi frutti.
L’effetto del danno ossidativo è variabile e dipende da molti fattori:
- tipo di esercizio,
- modalità di esecuzione,
- durata,
- intensità.
Per approfondire la relazione che sussiste tra esercizio fisico e radicali liberi leggi l’articolo stress ossidativo ed esercizio fisico, per approfondire come gestire l’allenamento e quale preferire.
Come ridurre i radicali liberi
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. 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 ulteriori radicali tramite, ad esempio:
- fumo di sigaretta,
- inquinamento atmosferico,
- cibo eccessivamente cotto o affumicato,
- raggi UV,
- farmaci,
- 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.
Il primo accorgimento da adottare è quindi ridurre (per quanto e dove possibile) questi comportamenti:
- non fumare o ridurre il numero di sigarette,
- non eccedere con l’esposizione al sole,
- non cuocere eccessivamente i cibi,
- non consumare spesso alimenti affumicati,
- non assumere farmaci se non quando necessari.
Inoltre, esistono numerosi antiossidanti, sia fisiologici (come enzimi già presenti nell’organismo e deputati proprio a questa funzione) che alimentari.
Tra gli antiossidanti fisiologici ci sono quelli:
- enzimatici: superossido dismutasi (SOD), catalasi, glutatione perossidasi (GPx);
- non enzimatici: glutatione, vitamine C, A, E e acido urico.
Oltre a questi, ci sono altri (quelli alimentari) che possono essere introdotti tramite la dieta e che sono presenti in molti alimenti soprattutto frutta e verdura, noci, cereali e alcune carni, pollame, pesce. I più comuni sono: beta-carotene, luteina, licopene, selenio, vitamina A, C ed E.
Spesso avrai sentito dire che è opportuno avere una dieta varia: è un concetto valido (indicato anche dalle linee guida CREA per una sana alimentazione) e uno dei motivi è che differenziando le fonti alimentari ci sarà anche una maggior varietà e completezza di queste sostanze antiossidanti.
Conclusioni sui radicali liberi
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, ancora una volta, seguire uno stile di vita attivo e una corretta alimentazione.
Laureato in Scienze Motorie Sportive e della Salute
Iscritto alla laurea magistrale in Scienze Motorie per la Prevenzione e la Salute Personal trainer FIF
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