Lo stress ossidativo

12.02.2019

E fu così che Biancaneve rifiutò gli spicchi della mela offerti in dono da parte della strega cattiva poiché, imprudentemente, la stessa aveva tagliato il frutto un paio di ore prima di proporlo alla ragazza, innescando un processo di ossidazione dei polifenoli presenti nella mela, rendendola di conseguenza di colore marrone e quindi poco appetibile. Sì, sto scherzando in chiave REDOX con la favola di Biancaneve al fine di presentare l’articolo che state per leggere. La favola ci porta ad affrontare insieme il complesso tema legato allo STRESS; cerchiamo quindi di capire cosa si intende per stress.

Si parla comunemente di stress in riferimento a lavoro, gestione degli impegni famigliari, rapporti con i colleghi; insomma, la parola stress è notevolmente citata, talvolta abusata, da ciascuno di noi per definire situazioni che richiedono un impegno notevole delle nostre risorse psico fisiche per superare eventi più o meno complessi ed impegnativi. Di per sé lo stress è un induttore di adattamento, quindi, fino a certi livelli di intensità è un evento capace di essere fronteggiato dalla plasticità fisiologica ed è addirittura necessario per proteggerci; in tal caso si parla di eustress. Nello sport, ad esempio, entrano in gioco molecole ossidanti in grado di favorire la prestazione, si pensi all’ossido nitrico ad esempio. Ma quando lo stress è eccessivo e gli adattamenti fisiologici non riescono a far fronte a tale situazione cosa accade? Si rientra in una situazione patologica silente chiamata low grade inflammation, potenzialmente un killer silente in grado di produrre danno al DNA (originare, tra l’altro, tumori), accelerare l’invecchiamento, produrre eventi cardiovascolari avversi; insomma, una situazione che deve portare gli individui a cercare delle soluzioni in grado di tamponare l’effetto cumulativo dello stress. In quest’ultimo caso si parla di distress (stress dannoso).

La descrizione che ho fornito non basta per capire a fondo di cosa stiamo parlando, per capirlo meglio dovrò parlarvi di radicali liberi e stress ossidativo; ossia tutte quelle alterazioni a carico dei nostri sistemi biologici prodotte da una eccessiva esposizione ad agenti ossidanti (ROS) che possono portare fino alla morte cellulare. Lo stress ossidativo è mediato da un sistema REDOX, sistema in cui le nostre cellule, percependo stimoli esterni (fisici, chimici o biologici), si adattano attivando reazioni di ossido-riduzione. Sappiamo che gli atomi sono formati da un nucleo a carica negativa e circondati da una serie di elettroni con carica positiva. Gli elettroni hanno carica negativa e i protoni del nucleo positiva.

Ne deriva che questi atomi (ossidanti), data la mancanza dell’elettrone, cerchino di ottenerlo da altri atomi (antiossidanti). Questo sistema di scambio è detto appunto sistema REDOX, da cui ne consegue che, qualora le specie ossidanti siano superiori a quelle antiossidanti, il sistema verrebbe orientato a disequilibrio.

All’inizio dell’articolo ho parlato di stress ossidativo in chiave protettiva, di radicali liberi “buoni”, quando sfruttati come arma e controllati dal nostro sistema biologico. Faccio l’esempio di una lesione cutanea: immaginiamo che la strega di Biancaneve, tagliando la mela, abbia danneggiato la propria cute, portando dei batteri patogeni oltre la barriera di protezione rappresentata dalla cute stessa, a questo punto i globuli bianchi, nello specifico i leucociti polimorfonucleati migrano nella sede dell’insulto batterico attraversando le pareti dei vasi sanguigni, raggiungendo i batteri e fagocitandoli. In questa fase il globulo bianco, modificando l’assetto elettronico dell’ossigeno a lui disponibile, attraverso una reazione enzimatica, genera un radicale libero dello stesso in grado di uccidere il batterio. Il rischio biologico è legato ad una possibile “evasione” del radicale libero “killer” generato dal nostro sistema immunitario, per cui intervengono altri enzimi, in modo che i radicali liberi vengano disinnescati trasformandoli in molecole d’acqua. Questo è un esempio di eustress. Le recenti scoperte scientifiche dimostrano che i radicali liberi sono impiegati dal nostro organismo come dispositivo di comunicazione intercellulare, sono l’equivalente di molecole di segnale. A proposito di molecole segnale; in ambito sportivo, l’ossido nitrico, che oltre ad essere una molecola segnale è anche un radicale libero, è molto efficace per migliorare la performance. Quando facciamo sport, il movimento combinato all’aumento della frequenza cardiaca, porta ad uno stress di natura meccanica: l’endotelio, il quale non è altro che la tonaca di rivestimento interno dei vasi sanguigni. Qui si trova un enzima, che utilizzando un amminoacido chiamato arginina, genera ossido nitrico, un radicale gassoso che “gonfia”, dilata i vasi sanguigni permettendo una maggior ossigenazione dei muscoli sottoposti a sforzo.

Ci viene detto che il nostro organismo è una macchina perfetta, che è in grado di aggiustarsi da solo; VERO! O almeno lo sarebbe, in buona parte, se ci alimentassimo in modo adeguato alle nostre necessità, con cibi sani e freschi, senza eccessi, se facessimo tutti i giorni ginnastica, se il nostro contesto lavorativo fosse appagante e mai frustrante, se la nostra abitazione fosse situata in un contesto a ridotto inquinamento ambientale, se…. Forse i se sono già troppi, per cui torniamo con i piedi per terra e proviamo a continuare questa lettura. Abbiamo capito che mantenere il nostro sistema in protezione, ossia un sistema REDOX equilibrato, è difficile, per cui vediamo quali saranno i bersagli dei ROS, i radicali liberi, che potrebbero portarci da uno stato REDOX bilanciato ad uno sbilanciato, ossia uno stato di infiammazione, un distress.

Acidi nucleici, prima vi parlavo di danno al DNA, ecco, in questo caso si parla di mutazioni sfavorevoli a livello cellulare, il danno al DNA comporta proprio questo; l’insulto ossidativo può portare ad alterare le normali informazioni provenienti dal DNA portando alla produzione di cellule alterate, cellule che non risponderanno alle indicazioni del nostro organismo, le cellule tumorali appunto.
Lipidi di membrana. Le nostre membrane cellulari sono fatte di lipidi, fosfolipidi per l’appunto. L’attacco dei ROS porta ad una riduzione delle proprietà elastiche di queste membrane
Proteine. In questo caso non si deve pensare solo ai muscoli, ma anche a sistemi di trasporto, enzimi e proteine di membrana

Ci sono situazioni in cui è particolarmente utile conoscere il proprio livello di stress ossidativo. L’assunzione della pillola anticoncezionale può correlare ad un maggior livello di stress ossidativo, così come il fumo di sigaretta, l’obesità, l’agonismo sportivo e la cattiva alimentazione.

Ci sono semplici esami di laboratorio in grado di fornire importanti risultati diagnostici al fine di conoscere il proprio livello di stress. Non dimentichiamo che anche l’infertilità idiopatica maschile sembra essere legata ad alti livelli di stress ossidativo, lo sperma può essere colpito dai ROS attraverso alterazioni al DNA e riduzioni alla motilità del flagello, riducendo il potenziale di fertilità dei maschi.

Cosa fare? L’assunzione di vitamine dal potere antiossidante, polifenoli e nutraceutici vari non può essere autogestita poiché nessuno prenderebbe un farmaco senza averne prima verificato la necessità attraverso un esame diagnostico. Non è corretto pensare che sono “solo integratori”, sono sostanze in grado di interferire con l’espressione dei nostri geni; alcuni nutraceutici (termine usato per indicare principi attivi di alimenti dal potere farmacologico) possono essere molto potenti e diventare, se male utilizzati, addirittura pro-ossidanti e portare il sistema REDOX al disequilibrio. Faccio l’esempio dei pluridiffusi Omega 3, dicendo che qualora il sistema REDOX fosse sbilanciato all’ossidazione, il rischio, assumendoli, sarà quello di ossidarli in quanto, come detto prima, i radicali liberi hanno alta affinità alla sottrazione di elettroni dai doppi legami di cui sono ricchi gli acidi grassi insaturi. Ne deriva che la strategia da adottare sia differente dalla somministrazione di Omega 3 in questa fase. Sarà il medico curante a prescrivere 2 semplici test da laboratorio, attraverso prelievo capillare o venoso, per definire il livello di stress ossidativo dell’organismo (d-ROMs test) e la capacità dello stesso di contrastarlo efficacemente (BAP test).

Il d-ROMs test è un test fotometrico che prevede la separazione del plasma dalla parte corpuscolata del sangue al fine di ricercare il frutto dell’ossidazione di molte molecole che sono gli idroperossidi (ROOH), i quali, in alcune condizioni possono generare radicali liberi. Il risultato del d-ROMs test dovrà attestarsi tra 250 e 300 U-CARR (Unità Caratelli), livelli superiori indicheranno un progressivo aumento dell’insulto ossidativo.

Il BAP test rappresenta la qualità della barriera Antiossidante Plasmatica. Tale barriera è “eretta” da sostanze esogene, introdotte con la dieta e con un’azione diretta sulle specie ossidanti, oppure da sostanze endogene, ad azione indiretta, prodotte dall’organismo a partire da molecole segnale che attivano l’espressione genica di enzimi, più efficaci di quelli diretti, nel contrastare il distress. L’efficacia dell’indagine risiede nel fatto che questo test, al contrario di altri, ha una forte valenza clinica predittiva in quanto non ricerca singoli antiossidanti, ma valuta l’efficacia degli antiossidanti presenti nel sangue del paziente. Il valore deve attestarsi almeno a 2200 micromoli di ferro ridotto/L di campione.

Qualora il sistema REDOX sia sbilanciato verso l’ossidazione il Biologo nutrizionista sarà una delle figure maggiormente efficaci nel riportare il sistema all’equilibrio suggerendo una strategia globale integrata (dieta + integrazione) e suggerendo il coinvolgimento di un laureato in scienze motorie per programmare la giusta dose di allenamento a cui sottoporre il fisico del paziente. Io nasco preparatore fisico con una laurea magistrale in scienze e tecniche dello sport prima di completare la mia formazione diventando biologo, per cui posso dire, con competenza di genere, che l’attività motoria, se non programmata attraverso la scrupolosa osservanza dei principi del carico, può essere dannosa quanto un nutraceutico assunto a sproposito.

Tra le indicazioni nutrizionali da tenere in forte considerazione ci sono l’eliminazione dei “cibi spazzatura”, costituiti dalle proposte dei fast food, alimenti fortemente processati e ricchi di materie prime dalle comprovate proprietà nutrizionali dannose; basti pensare all’effetto pro-infiammatorio esercitato dai grassi idrogenati. Queste categorie alimentari hanno molto spesso elevati apporti calorici e basso potere nutrizionale, sono alimenti che a fronte di molte calorie non hanno una quantità corrispondente di micronutrienti come vitamine e antiossidanti, spesso sono anche deficitari di fibre solubili e insolubili, le quali hanno ruoli importanti per il transito intestinale e per nutrire la popolazione microbica custodita nel nostro tubo digerente (microbiota). Alimenti come pesce azzurro, ricco di omega 3, cereali integrali, frutta e verdura, ricchi di fibre e polifenoli, cacao amaro e frutta tropicale oleosa (avocado), ricco di acidi grassi utili a mantenere elastiche le nostre membrane cellulari, il melograno, ricco di acido ellagico, questi alimenti non dovrebbero mai mancare dalle nostre tavole, nei menù redatti a scopo di rallentare l’invecchiamento o di miglioramento della performance. Anche la cottura degli alimenti gioca un ruolo strategico nel conservare le sostanze benefiche a scopo antiossidante, ad esempio cuocere eccessivamente i broccoli comporta la riduzione dell’efficacia degli indoli e del sulforano, composti presenti in esso e che ne caratterizzano il suo potere antiossidante. Anche carbonizzare la carne in cottura comporta l’aumento del potenziale cancerogenico della stessa. Gli esempi possono essere davvero molteplici.

Anche attività intellettuali e di meditazione possono portare a ridurre lo stress, ma questo è un capitolo della stessa storia che potremmo trattare in seguito con il coinvolgimento di uno psicoterapeuta aggiungendo ulteriori cambi di narrazione alla favola di Biancaneve; e fu così che Biancaneve, avvezza alla pratica della meditazione, rifiutò la mela proposta dalla strega, in quanto non reputava di necessitare di un’ulteriore quota di polifenoli esogeni. L’attività di meditazione era infatti efficace nell’innescare la sintesi di antiossidanti da parte dell’NRF2 nucleare della cellula così come la curcumina e l’ozono terapia.