Stress ossidativo: che cos’è

Lo stress è ossidativo è un processo fisiologico che avviene in ogni cellula dell’organismo: si tratta dell’insieme di reazioni che portano alla produzione di radicali liberi e che sono necessarie perché una serie di funzioni vitali, per esempio la difesa dalle infezioni, avvengano correttamente.Quando, però, il livello di radicali liberi presente nel nostro corpo supera una certa soglia, può danneggiare le strutture cellulari e dare origine a invecchiamento e patologie anche gravi, come le malattie neurodegenerative e cardiovascolari: questo accade quando l’equilibrio tra la produzione di radicali liberi e loro eliminazione da parte degli antiossidanti si rompe, creando un surplus di radicali liberi potenzialmente nocivo.

Stress ossidativo: che cos’è

Per stress ossidativo, si intende l’insieme di reazioni biochimiche che portano a una overproduzione di radicali liberi nelle cellule e nei tessuti dell’organismo.

I radicali liberi sono dei composti instabili che “catturano” un elettrone da altre molecole (reazione di ossidazione) rendendole instabili a loro volta e  innescando quindi un meccanismo a cascata.

Lo stress ossidativo è tuttavia un fenomeno naturale e fisiologico che avviene in ogni cellula: i radicali liberi infatti si producono all’interno del mitocondrio (organello cellulare adibito a “centrale energetica”) in seguito a reazioni necessarie alla produzione di energia o in tutti quei tessuti ad alto consumo di ossigeno, per esempio il muscolo.

Inoltre, lo stress ossidativo è la risultante non solo dei radicali liberi normalmente prodotti dal corpo: a questi vanno infatti sommati quelli derivanti dall’ambiente esterno.

Ecco alcuni dei fattori che aumentano lo stress a cui va incontro l’organismo ogni giorno:

• inquinamento
• farmaci
• eccesso di alcol e attività fisica
• metalli pesanti
• fumo di sigaretta.

Radicali liberi e stress ossidativo

I radicali liberi più studiati sono i ROS (Reactive Oxygen Species). Sono delle specie reattive dell’ossigeno, tra le quali troviamo:

• l’anione superossido (O_2-)
• il perossido di idrogeno (H₂O₂₎

che possono dare origine al radicale ossidrile (OH·^¯).

ueste molecole vengono prodotte dal normale metabolismo cellulare, ma sono particolarmente “reattive” poiché presentano un elettrone libero che è “pronto” ad interagire con altre molecole.

Esiste un livello di ROS che è fondamentale per mantenere l’omeostasi dell’organismo. Ad esempio i ROS generati dalle cellule fagocitiche sono una difesa essenziale per combattere le infezioni, così come i ROS prodotti in risposta a stimoli dei fattori di crescita sono coinvolti fisiologicamente nel controllo della proliferazione cellulare.

Un aumento del livello di ROS può però portare ad un danneggiamento di varie componenti cellulari (DNA, proteine, lipidi).

Per questo, allo scopo di mantenere l’equilibrio, esiste un sistema di difesa antiossidante endogeno costituito da diversi enzimi (superossido dismutasi o SOD, Catalasi, Glutatione perossidasi).

Cause e fattori di rischio

Il bilanciamento tra la produzione di ROS e di agenti antiossidanti determina il livello dello stress ossidativo.

 Se lo stress è  eccessivo, può portare al danneggiamento di strutture cellulari come:

• le membrane
• le proteine
• il DNA.

Un elevato stress ossidativo può essere determinato da un eccesso di agenti pro-ossidanti, come:

• un elevato tasso di attività metabolica
• sport eccessivo
• stress
• età
• carenza delle difese (basso livello di antiossidanti)
• suscettibilità dei bersagli dei radicali liberi.

I rischi da esposizione a prodotti chimici  e radiazioni

Possono esserci anche altri fattori ad innalzare lo stress a cui il corpo va incontro. Chi lavora a stretto contatto con prodotti chimici o radiazioni deve fare molta attenzione a non accumulare esposizioni eccessive.

Tipico esempio è chi lavora in radiologia: queste persone sono, infatti, facilmente esposte a radiazioni ionizzanti che per un meccanismo dose-dipendente possono indurre modificazione nella sequenza del DNA con effetti mutageni sulle cellule.

Altro esempio sono i biologi che lavorano in laboratorio: infatti nelle colorazioni cellulari vengono utilizzati molti composti che possono nuocere alla salute. Il bromuro di etidio (utilizzato in biologia molecolare) è uno degli esempi più lampanti: si tratta di un agente intercalante del DNA che può esplicare effetti cancerogeni verso chi ne entra in contatto.

Questo mette in luce come siamo continuamente esposti allo stress cellulare e come gli antiossidanti e i meccanismi di difesa endogeni abbiano un ruolo cruciale nel difenderci dallo sviluppo delle malattie.

Stress ossidativo e invecchiamento cellulare

L’invecchiamento è un processo fisiologico dato dai radicali liberi.

Infatti proprio la loro interazione con:

• strutture proteiche (cattivo funzionamento degli enzimi)
• lipidiche (alterazione delle membrane cellulari)
• glucidiche (alterazione dell’equilibrio glicemico)
• con lo stesso DNA (effetti mutageni).

è responsabile di alcuni tipi di malattie correlate all’invecchiamento, come ad esempio le malattie neurodegenerative e quelle cardiovascolari.

Per esempio è stato dimostrato un incremento nella produzione vascolare dei ROS nelle pareti vascolari di pazienti con fattori di rischio arteriosclerosi.

Stress ossidativo e infiammazione

Per infiammazione, si intende un complesso di meccanismi di difesa che entrano in gioco per riparare un tessuto danneggiato.

Infatti tutte le volte che un fattore chimico, meccanico, interno o esterno agisce, il corpo crea un meccanismo di riparazione per ristabilire la normale funzionalità.

Errore molto comune è vedere l’infiammazione come un qualcosa di negativo, al contrario è qualcosa di necessario ed inevitabile.

L’infiammazione è il mezzo attraverso il corpo ripara se stesso e permette la sopravvivenza dell’individuo: è la risposta del sistema immunitario agli stress che causano una sofferenza alle cellule.

Siamo costantemente esposti a stress dall’esterno (agenti chimici, radiazioni, stress emotivi), ma anche e soprattutto dall’interno.

Le  nostre cellule muoiono e si replicano continuamente, sia fisiologicamente che dopo aver subito dei danni.

E’ quindi  fondamentale tenere sotto controllo i radicali liberi e accertarsi che questi non siano in eccesso.

La classica risposta fisiologica nell’infiammazione è l’eccesso di globuli bianchi che attraverso processi di fagocitosi producono radicali liberi, ma finché questi non sono in eccesso non c’è da preoccuparsi.

Infatti tutte le volte che un fattore chimico, meccanico, interno o esterno agisce, il corpo crea un meccanismo di riparazione per ristabilire la normale funzionalità.

Errore molto comune è vedere l’infiammazione come un qualcosa di negativo, al contrario è qualcosa di necessario ed inevitabile.

L’infiammazione è il mezzo attraverso il corpo ripara se stesso e permette la sopravvivenza dell’individuo: è la risposta del sistema immunitario agli stress che causano una sofferenza alle cellule.

Siamo costantemente esposti a stress dall’esterno (agenti chimici, radiazioni, stress emotivi), ma anche e soprattutto dall’interno.

Le  nostre cellule muoiono e si replicano continuamente, sia fisiologicamente che dopo aver subito dei danni.

E’ quindi  fondamentale tenere sotto controllo i radicali liberi e accertarsi che questi non siano in eccesso.

La classica risposta fisiologica nell’infiammazione è l’eccesso di globuli bianchi che attraverso processi di fagocitosi producono radicali liberi, ma finché questi non sono in eccesso non c’è da preoccuparsi.

Una sana alimentazione e una regolare e moderata attività fisica possono modulare l’equilibrio dinamico tra ossidanti e antiossidanti.

Si è visto come la restrizione calorica (senza però malnutrizione) possa indurre un ridotto stress metabolico a livello cerebrale con un miglioramento dei processi cognitivi, della plasticità sinaptica, nonché della sopravvivenza neuronale.

Questo si riflette in un rallentamento dell’invecchiamento e un miglioramento dell’aspettativa di vita per diminuire le probabilità di andare incontro a malattie:

• metaboliche
• cardiovascolari
• neuronali.