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Antiossidanti cellulari: come ci difendiamo da dentro?

L’assunzione di antiossidanti come supplementi alimentari sta incontrando sempre più favore in certe fasce di popolazione, considerata le dichiarate allettanti proprietà di azione anti-aging, di rinforzo delle difese immunitarie, di aumento delle prestazioni mentali e/o fisiche, ed altro ancora. Effettivamente, senza esagerare su capacità miracolistiche, l’assunzione ciclica e/o controllata di sostanze antiossidanti, può risultare efficace nel ritardare la comparsa di disturbi legati all’età. Tenendo conto che la sola dieta quotidiana possa non risultare sufficiente a rifornirsi di principi nutrienti o protettivi, la supplementazione esterna controllata può risultare un utile alleato nel contrastare gli effetti dello stress ossidativo. Tuttavia, vi è una conoscenza povera riguardo alle capacità che il nostro organismo ha di per sé, nel contrastare gli effetti di questo fenomeno.

Tutti gli esseri viventi sono dotati di sistemi difensivi, diretti ed indiretti, per fronteggiare le risposte biologiche mediate dai radicali liberi ossidanti (RLOs). Le difese dirette consistono per lo più in sostanze a basso peso molecolare che vengono prodotte praticamente da tutte le cellule e da alcuni enzimi costitutivamente presenti in tutte le cellule (per esempio, la perossidasi, le superossido-dismutasi o SOD e la catalasi). Quando una reazione allo stress ossidativo è stata già innescata, invece, si mette in moto tutta una serie di risposte cellulari che culminano nell’espressione di geni codificanti per altre proteine con potere antiossidante, o per enzimi atti a detossificare gli agenti che hanno innescato la produzione di radicali liberi. Questi comprendono le tioredoxine (Trx-1 e -2) e le glutaredoxine (Grx-1 e -2), con le rispettive reduttasi (TxR1 e TxR2; GxR-1 e -2), e le varie isoforme di glutatione perossidasi (GPX). 

Queste proteine sono presenti in concentrazioni molto inferiori rispetto agli altri antiossidanti interni, ma la loro efficienza catalitica è decisamente superiore, il che mette questi due tipi di antiossidanti praticamente sullo stesso piano d’azione. Eccetto per le redoxine, i loro enzimi rigeneranti poi hanno tutti una caratteristica comune: contengono selenio come cofattore, dimostrando l’importanza di questo elemento nella rimozione delle specie reattive dell’ossigeno. Esso rientra anche nella costituzione di altre proteine ossidoriduttive espresse in modo preciso attraverso tutti i tessuti umani, dall’apparato riproduttivo alla tiroide. In quest’organo, l’incorporazione di iodio nelle proteine da parte della tireoperossidasi (TPO) avviene proprio grazie al selenio che è un suo cofattore. Il selenio è presente in tracce negli alimenti, anche se qualcuno ne contiene quantità apprezzabili come le cipolle, l’orzo, il riso integrale, le arachidi, le mandorle ed il mais.

L’antiossidante più conosciuto è sicuramente il Glutatione (GSH), sintetizzato a partire da alcuni amminoacidi attraverso una precisa sequenza enzimatica. Esso è il più abbondante scavenger di RLOs a livello cellulare, riuscendo a detossificare i perossidi semplici ed i lipo-perossidi, derivati per ossidazione delle membrane cellulari. Un compartimento cellulare che, a ragione, è ricco di GSH sono i mitocondri ovvero le centrali energetiche di tutte le cellule. Il glutatione possiede anche azione chelante e neutralizzante su metalli pesanti come arsenico, piombo, tallio, mercurio e cadmio, che vengono poi eliminati con l’emuntorio renale. È stata una sorpresa per i ricercatori scoprire che il GSH può legarsi stabilmente ad alcune proteine fungendo da secondo messaggero (molecola segnale) in caso di stress ossidativo cronico. Attraverso questa modifica diretta di enzimi e proteine, il GSH sembra possa comandare la gestione delle difese antiossidanti secondarie e l’adattamento delle cellule ai cambiamenti che verranno.

Considerata la sua capacità neutralizzante di molte tossine, metalli pesanti, farmaci e sostanze sintetiche, il GSH è un valido supplemento per la protezione di organi come il cervello, il cuore, i polmoni, il pancreas, il fegato ed i reni. Negli Stati Uniti, il GSH è ampiamente venduto come supplemento alimentare che trova molto favore fra gli sportivi, i salutisti e le fasce medio-alte della popolazione. A lungo si è discusso sulle reali capacità antiossidanti della taurina, un amminoacido derivato dalla cisteina, presente a livello muscolare, cardiaco ed attivo neurotrasmettitore cerebrale. E’ anche un osmoprotettore, cioè controbilancia gli effetti di una squilibrio ionico e del conseguente spostamento di liquidi nei vari compartimenti organici. Le sue capacità antiossidanti sono state per lo più attribuite alla protezione dell’integrità delle membrane cellulari, all’induzione di proteine difensive ed al controllo dei depositi cellulari di calcio.

Più recentemente, modelli sperimentali di topo diabetico hanno tratto giovamento dalla somministrazione di taurina o suoi derivati nel migliorare il quadro glicemico e la capacità di secernere insulina da parte del pancreas. In parallelo, essa sembra efficace nel prevenire due delle complicanze più frequenti del diabete: la retinopatia e la comparsa di cataratta. Un altra molecola antiossidante che il corpo umano sintetizza regolarmente è il Coenzima Q10 o ubichinone. La sua sintesi avviene da una branca della sintesi del colesterolo a valle dell’enzima HMGCoA reduttasi, che è bersaglio delle statine, farmaci ampiamente prescritti per trattare il colesterolo alto. Da cui si deduce che i pazienti con scompenso cardiaco conclamato, debbano assumere quantomeno ciclicamente coenzima Q10, qualora non desiderino interrompere la terapia statinica. L’integrazione con ubichinone ha altresì trovato favore in patologie quali la maculopatia senile, certe complicanze del diabete mellito, lo scompenso cardiaco congestizio e la sarcopenia nella distrofia muscolare ereditaria. 

Come ultimo si cita l’acido lipoico, un cofattore enzimatico che collega il metabolismo del glucosio alla produzione di energia cellulare. In forma libera, questa sostanza è un antiossidante potente almeno quanto il GSH e la vitamina E. Ha dimostrato nette azioni protettive su quasi tutti gli organi umani sottoposti ad ischemie, radiazioni ionizzanti, esposizione a metalli pesanti e sostanze ossidanti. Può rimuovere direttamente molti radicali liberi dell’ossigeno, impedire la morte cellulare dei neuroni sottoposti a ischemia-riperfusione ed alle azioni tossiche di alcuni chemioterapici. E’ per questo motivo che lo si ritrova in commercio come integratore, spesso prescritto come complemento per il trattamento degli episodi post-ictus cerebrale. E’ capace di conferire nuovamente sensibilità all’insulina in soggetti con ridotta capacità epatica di mantenere l’omeostasi glucidica ed insulino-resistenza franca. Questo ne farebbe un ottimo supplemento per i pazienti diabetici con una cattiva gestione della glicemia.

Sono allo studio combinazioni di acido lipoico e metformina (un farmaco largamente usato nel diabete tipo 2), per testare un sinergismo di azione sul profilo metabolico dei pazienti diabetici resistenti alla terapia farmacologica. Dunque, ancor prima di assumere antiossidanti con la dieta o con altre fonti, è bene essere consapevoli che un primo fronte di protezione è già operativo dentro le nostre cellule. Sfortunatamente, le odierne abitudini di vita esauriscono le nostre scorte antiossidanti, più velocemente di quanto le sintetizziamo e di quanto le rinforziamo con l’alimentazione. Ciò desta preoccupazione, se si pensa che esistono persone centenarie che affermano ripetutamente di essere arrivati a tale traguardo, semplicemente mangiando a tavola e prendendo la vita con filosofia….

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD,  specialista in Biochimica Clinica; e del Dr. Danilo Ciciulla, Tecnologo alimentare ed Auditor.

Pubblicazioni scientifiche

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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