Stress ossidativo: sintomi, cause, rimedi

Lo stress ossidativo è una condizione metabolica in cui l’aumento dei livelli di radicali liberi sposta il normale equilibrio tra specie ossidanti e antiossidanti a favore dell’ossidazione. 

Questo stato, soprattutto se cronico, può causare gravi danni alle strutture biologiche e contribuire allo sviluppo delle patologie croniche.

Cos’è lo stress ossidativo?

Gli organismi aerobi utilizzano l’ossigeno per produrre energia: durante queste reazioni si formano specie chimiche molto reattive, chiamate radicali liberi, che hanno la capacità di danneggiare strutture di notevole importanza biologica.

L’ossigeno quindi, pur essendo indispensabile per la vita, può anche determinare “effetti collaterali”: i radicali derivati da questa molecola vengono chiamati specie reattive dell’ossigeno (ROS). Esistono anche altre specie radicaliche, quelle dell’azoto (RNS).

I radicali liberi possono essere antagonizzati da sistemi di protezione endogeni, gli antiossidanti: questi agiscono a basse concentrazioni e sono capaci di bloccare le reazioni radicaliche o neutralizzare molecole ossidanti pericolose.

In condizioni normali esiste un equilibrio tra ossidanti e antiossidanti. Nel momento in cui prevalgono le specie ossidanti si parla di stress ossidativo.

Quali sono le cause dello stress ossidativo?

La formazione di radicali liberi è dovuta ad un elevato flusso di elettroni nei sistemi biologici, situazione che può essere causata da diversi fattori:

• metabolismo cellulare, soprattutto a livello mitocondriale;
• agenti fisici (radiazioni, raggi UV);
• agenti chimici (inquinanti, fumo di sigaretta, idrocarburi aromatici, pesticidi, farmaci, alcol, xenobiotici);
• agenti biologici (batteri, anticorpi);
• risposta immunitaria (fiammata respiratoria);
• infiammazione acuta;
• ischemia/riperfusione;
• gas ossidanti (ossigeno, ozono, biossido di azoto);
• shock termico;
• esercizio fisico.

Sintomi stress ossidativo

I radicali liberi, a livello cellulare, possono danneggiare:

• le proteine, alterandone la struttura e la funzione;
• i carboidrati, depolimerizzandoli;
• i lipidi, determinando perossidazione della membrana;
• gli acidi nucleici, causando eventi mutageni.

Questi eventi possono portare a danno e morte cellulare, con scompensi a carico degli organi interessati, disfunzione fisiologica e cambiamenti patologici.

Lo stress ossidativo, infatti, è responsabile della patogenesi di numerose malattie croniche non infettive, come:

• artrite reumatoide;
• aterosclerosi;
• cancro;
• cataratta;
• demenza;
• diabete;
• ictus;
• infarto;
• ipertensione;
• malattia coronarica;
• malattia di Chron;
• malattie neurodegenerative (Parkinson e Alzheimer);
• obesità;
• osteoporosi;
• pancreatite.

Inoltre, lo stress ossidativo causa e accelera i processi di invecchiamento.

Stress ossidativo: rimedi e cure

Il modo migliore per proteggersi in maniera ottimale dallo stress ossidativo è condurre un corretto stile di vita.

Per quanto riguarda l’alimentazione bisogna non eccedere con le calorie e assicurarsi un adeguato apporto dei micronutrienti che costituiscono le nostre difese antiossidanti.

Gli antiossidanti esogeni si trovano soprattutto negli alimenti di origine vegetale e sono noti come composti fitochimici: svolgono un ruolo protettivo per la pianta che li sintetizza e per l’uomo che li assume.

I principali antiossidanti negli alimenti sono:

• pigmenti vegetali (polifenoli e bioflavonoidi);
• amminoacidi (metionina, arginina, istidina, cisteina, lisina);
• vitamine C, E, K, carotenoidi e composti vitamino-simili (acido lipoico);
• minerali e coenzimi (selenio, rame, zinco, manganese, germanio, molibdeno, glutatione, coenzima Q).

Per assumere questi composti è sufficiente seguire una dieta varia e ricca di frutta e verdura, senza bisogno di integratori, che addirittura in alcuni casi si sono dimostrati svantaggiosi.

L’altro elemento importante per un corretto stile di vita è l’allenamento: un’attività fisica moderata con aumento graduale di intensità determina sul lungo periodo un aumento delle difese antiossidanti.

Stress ossidativo e allenamento: quale relazione?

L’esercizio fisico, soprattutto se intenso, costituisce uno stress per l’organismo, determinando infiammazione e stress ossidativo. 

Il motivo è da ricercarsi nell’aumentata richiesta energetica che incrementa il consumo di ossigeno di 100-200 volte a livello muscolare. 

Ciò determina un aumento del flusso elettronico mitocondriale che a sua volta comporta una maggiore produzione di ROS. 

Inoltre, le lesioni delle fibre muscolari, oltre ad attivare il sistema immunitario, liberano mioglobina che contiene ferro, elemento che può generare radicali liberi e stress ossidativo.

I ROS comunque sono importanti modulatori degli adattamenti muscolari e sistemici in risposta all’attività fisica.

Inoltre, l’effetto del danno ossidativo esercizio-indotto è variabile e dipende da molteplici fattori come tipo di esercizio, modalità di esecuzione, durata ed intensità. 

Un’attività fisica moderata e costante genera quantità relativamente basse di ROS, aumentando gli enzimi antiossidanti e inibendo lo stress ossidativo e i danni correlati. Ad esempio, l’esercizio fisico regolare riduce il rischio cardiovascolare del 100-150%.

Al contrario, una singola sessione ad intensità medio-alta induce un elevato stress ossidativo e significative lesioni a carico del DNA. Un esercizio strenuo e prolungato, come la maratona, conduce ad elevati livelli di infiammazione in grado di provocare danni al muscolo cardiaco a distanza di tempo, come fibrosi miocardica, alterazioni strutturali, riduzione della funzionalità del ventricolo destro. In questo caso il rischio cardiaco aumenta di ben 7 volte.

Quindi è solo l’allenamento aerobico prolungato a determinare stress ossidativo?

Inizialmente era questo il pensiero comune in quanto l’allenamento aerobico avviene grazie all’attività dei mitocondri, che sono le sedi dove vengono prodotti tanti radicali liberi.

Tuttavia, i radicali liberi possono essere generati anche attraverso altre vie metaboliche non correlate alla richiesta di ossigeno.

Lo stress ossidativo è stato correlato alla fatica per cui qualsiasi sport, generando fatica, è associato a un certo livello di stress ossidativo. Pertanto, anche l’esercizio anaerobico può produrre livelli simili di radicali e stress ossidativo.

D’altro canto, anche la durata influenza la produzione di radicali liberi: svolgere un allenamento anerobico di molte ore è inusuale, mentre nella maggior parte dei casi gli allenamenti aerobici sono prolungati per cui quest’ultimo tipo di allenamento produce più radicali liberi.

Quindi l’esercizio fisico fa male?

Lo stress ossidativo in piccole dosi è benefico, in quanto aumenta la produzione dei sistemi riparativi e antiossidanti, permettendo alle cellule di diventare più resistenti allo stesso.

È la solita legge dell’adattamento dei sistemi biologici alla perturbazione dell’omeostasi: il sistema sperimenta una fase di stress, inizialmente diventa più debole ma poi diventa più forte ed è preparato a reggere uno stimolo di entità simile o leggermente superiore.

Qual è allora il livello ottimale di esercizio fisico?

Una risposta univoca non esiste in quanto ogni individuo è diverso dall’altro, sia in termini genetici sia in base allo stile di vita: il carico ossidativo non è dovuto solo a quanto ti alleni, ma a quanto lo fai rispetto alle tue capacità.

In soggetti non allenati, infatti, persino una leggera attività fisica è in grado di indurre una produzione di radicali liberi. 

Al contrario, atleti molto allenati hanno alti livelli di antiossidanti proprio perché si sono adattati allo stimolo.

Quindi, un esercizio intenso svolto da un soggetto allenato genera meno stress ossidativo rispetto ad un esercizio leggero svolto da un soggetto poco o nulla allenato.

Perciò, non è tanto l’intensità il problema, quanto piuttosto la gradualità: il nostro corpo è perfettamente in grado di gestire allenamenti molto intensi, a patto che arriviamo a quelle intensità poco alla volta.

Come sempre la chiave di tutto è una programmazione dell’allenamento logica e oculata, con particolare attenzione alle variabili più importanti, ovvero il volume e l’intensità.

Bibliografia

Biochimica della nutrizione – Leuzzi, Bellocco, Barreca

Le basi molecolari della nutrizione – Giuseppe Arienti

Alimentazione, Nutrizione e Salute – Debellis, Poli

Note sull’autore: Andrea Barone

Laureato magistrale in “Scienze dell’Alimentazione e Nutrizione Umana” (prossimo all’esame di stato per l’abilitazione all’esercizio della professione di biologo nutrizionista) e triennale in “Scienza della Nutrizione”. Attualmente è studente in Scienze Motorie.

Invictus Trainer che esercita da circa 4 anni l’attività di personal trainer, con l’obiettivo di migliorare la composizione corporea dei suoi clienti e correggere le loro abitudini alimentari. Aspira a crescere professionalmente nel settore sportivo agonistico in qualità di preparatore atletico e/o personal trainer curando parallelamente l’aspetto nutrizionale degli atleti.