Cosa sono i "radicali liberi"?

• Un radicale libero è un atomo o una molecola con uno o più elettroni spaiati.
• I radicali liberi sono molto instabili e cercano di raggiungere la stabilità acquisendo l'elettrone necessario; per questo motivo, sono molto reattivi.
• Reagiscono con altri composti chimici catturando l'elettrone necessario, innescando così reazioni a catena con la formazione di ulteriori radicali.
• Queste reazioni sono non regolate e imprevedibili e possono generalmente influenzare tutte le strutture biologiche. && Danni alle molecole
• Sono particolarmente colpiti:
  Componenti cellulari (z.BDanni al materiale genetico nel nucleo cellulare o DNA)
  • Grassi (ossidazione delle lipoproteine) e carboidrati
  • Proteine ​​/ Enzimi
  • Aminoacidi come z.BL-cisteina (elemento costitutivo del glutatione)

Cosa significano "ossidazione" e "riduzione"?

• Un antiossidante dona un elettrone al radicale libero, neutralizzandolo; il radicale libero torna ad essere una molecola "sana".
• Il rilascio di elettroni provoca l'ossidazione (radicalizzazione) dell'antiossidante e poi la sua nuova riduzione, ecc.

Che cosa è lo "stress ossidativo"?

• Se si verifica uno squilibrio tra ossidazione e riduzione, ovvero se i radicali liberi (ossidanti) sono più numerosi degli antiossidanti, si parla di stress ossidativo nell'organismo.

Come si formano i radicali liberi?

I radicali liberi si formano sia in modo esogeno (fattori ambientali) sia in modo endogeno (attraverso processi propri dell'organismo):

• Endogeno:
  • Produzione di energia cellulare nei mitocondriNei mitocondri, l'ossigeno viene ridotto ad acqua. Tuttavia, questo processo non è completo: parte dell'ossigeno ridotto viene convertito in radicali liberi (composti di ossigeno con idrogeno o azoto). Per evitare che la reazione tra ossigeno e idrogeno produca una reazione gassosa esplosiva nell'organismo, gli elettroni vengono trasferiti in più fasi: questo avviene nella cosiddetta "catena respiratoria" (catena di trasporto degli elettroni). Questa catena è composta da diversi sistemi redox interconnessi in cui i radicali liberi rubano un elettrone dalle molecole, radicalizzandole a loro volta, e così via. Ad esempio, il NADH viene ossidato a NAD+ dai radicali liberi, rilasciando ioni H+.
  • Difesa immunitaria cellulare e infiammazione (“Scoppio ossidativo”): nei mitocondri dei fagociti attivati ​​(cellule fagocitiche come granulociti e macrofagi che fagocitano virus e batteri), si formano radicali liberi (ad esempio, H2O2 e radicali idrossilici) per supportare l’uccisione dei germi fagocitati (virus, batteri) à Quando il sistema immunitario è iperattivo (ad esempio a causa di malattie autoimmuni) e si verifica una carenza simultanea di antiossidanti, si verifica lo stress ossidativo!
  • disintossicazione (Fase di disintossicazione I): Affinché le sostanze tossiche possano essere eliminate, è necessario prima radicalizzarle, d.h...essere resi "reattivi". I prodotti della fase I sono quindi solitamente più aggressivi della tossina vera e propria, rendendo importante una rapida disintossicazione o escrezione nella fase II. Nella fase II, molecole polari idrofile come il glutatione o la cisteina si legano ai metaboliti della fase I, rendendoli disponibili in forma idrosolubile per l'escrezione renale.
  • Metabolismo dell'omocisteina: Formazione di radicali H2O2, ad esempio.attraverso interazioni con metalli di transizione o enzimi
  • Glucoossidazione (in caso di alti livelli di glucosio o diabete) con la formazione di H2O2
  • Malattie croniche in generale: portano all'infiammazione e ad un aumento del rilascio di radicali liberi
  • stress fisico (z.B(lavoro fisico, sport agonistici)
• Esogeno:
  • Sole e luce UV
  • Ozono O3
  • Radiazioni ambientali radioattive (z.B(quando si vola)
  • Radiazioni mediche radioattive (z.BTerapia, mammografie e altre procedure diagnostiche)
  • farmaco (z.BContraccettivi, paracetamolo, antibiotici, citostatici)
  • Sigarette e alcol
  • Altri inquinanti ambientali, z.BMetalli, smog, ossidi di azoto, gas di scarico delle auto, solventi, pesticidi &e altri prodotti chimici

Quali danni possono essere causati dai radicali liberi?

• danni al DNA
• Disregolazione nel metabolismo dei carboidrati, degli amminoacidi e dei grassi
• Accelerazione dell'invecchiamento
• Riduzione delle prestazioni
• Aumento del rischio delle cosiddette "malattie da radicali liberi" (che colpiscono v.a. Tessuti con elevato ricambio di ossigeno, come il muscolo cardiaco, il muscolo scheletrico, il cristallino, ecc.):
  • Malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer
  • arteriosclerosi
  • Allergie
  • processi di invecchiamento
  • Sclerosi laterale amiotropica (SLA): interruzione della degradazione della SOD e distruzione delle cellule nervose motorie da parte dei radicali liberi
  • Catarattogenesi degenerazione maculare
  • diabete
  • Cancro
• Accelerazione della progressione e aumento della gravità di molte malattie
• Aumento del rischio di recidiva in molte malattie

Quali funzioni positive hanno i radicali liberi nell'organismo?

• Funzione di allenamento: piccole quantità di radicali allenano il sistema redox.
  (promuovere le prestazioni, la produzione di antiossidanti e la resilienza), paragonabile a una vaccinazione
• Funzione immunitaria:
  • I macrofagi e i granulociti formano sistemi redox nei mitocondri; così facendo, uccidono i radicali liberi. z.BBatteri e protozoi in combinazione con enzimi litici
  • Dosi elevate di vitamina C con attività radicalica hanno un effetto citotossico contro le cellule tumorali.
  • Gli agenti chemioterapici che producono radicali e le radiazioni uccidono le cellule cancerose; ATTENZIONE: Pertanto, gli antiossidanti non devono essere assunti durante la chemioterapia e/o la radioterapia!
• Funzione di segnalazione: i radicali possono agire come sostanze di segnalazione, z.B. nell'infiammazione (stimolazione del trasporto delle cellule immunitarie verso il sito dell'infiammazione), nella crescita delle cellule nervose (z.B. dopo lesioni del midollo spinale, nel contesto della neurogenesi adulta) e durante la guarigione delle ferite

Cosa sono gli antiossidanti?

• Gli antiossidanti sono “spazzini dei radicali liberi”, d.hEssi cedono un elettrone al radicale e quindi lo riducono (e vengono quindi distrutti). i.d.R(autoossidato)
• Hanno un gruppo OH, SH o NH ridotto e reagiscono più velocemente con i radicali rispetto ad altre strutture biologiche (ad esempio(1 molecola di vitamina E antiossidante protegge fino a 1000 catene di acidi grassi!)
• Gli antiossidanti lavorano in sinergia e si rigenerano a vicenda: formano una rete. Antiossidanti enzimatici e non enzimatici: Le vitamine C, E, il coenzima Q10 (ubiquinone ossidato, ubiquinolo ridotto), il glutatione e l'acido alfa-lipoico si rigenerano (si riducono) a vicenda dopo l'ossidazione.

Enzimatico (peso molecolare più elevato)	Non enzimatico (basso peso molecolare)
• Formato nel corpo (“endogeno”) • Effetti dipendenti dalla genetica (Enzimopatia) e velocità di sintesi • Alta velocità di reazione • Non si radicalizzano durante la disintossicazione (Nessuna reazione a catena!) • Richiedere cofattori per l'effetto • Non sono disponibili a tempo indeterminato	• Vengono ingeriti principalmente attraverso il cibo • Gli effetti dipendono dall'offerta • Tempo di reazione lento • Si radicalizzano durante la disintossicazione stessa (deve essere disinnescato!) • Possibilità di sostituzione rapida • Sono (teoricamente) disponibili a tempo indeterminato

Quali sono gli enzimi antiossidanti più importanti?

• Superossido dismutasi (SOD)
  • Catalizzano la conversione del radicale superossido (O2-) in H2O2 + O2
  • con rame (Cu)/zinco (Zn) come cofattore nel citoplasma e nello spazio extracellulare
  • con manganese (Mn) come cofattore nei mitocondri
• Catalasi
  • Catalizzano la riduzione di H2O2 a H2O (prevenzione dei radicali idrossilici)
  • Con il ferro (Fe) come cofattore
  • a. nel fegato, nella pelle, nelle cellule renali e negli eritrociti
• Perossidasi
  • Catalizzazione della riduzione di H2O2 a H2O in un ambiente cellulare acquoso
  • Perossidasi indipendenti dal selenio (dipendenti dal ferro (Fe))
  • Glutatione perossidasi idroperossido fosfolipidico dipendente dal selenio
  • a. negli eritrociti, nel fegato, nei polmoni e nei reni

Quali sono gli antiossidanti non enzimatici più importanti?

• Carotenoidi
  • Beta-carotene: Effetto antiossidante attraverso l'inattivazione (cosiddetto "quenching") dei composti reattivi
  • Zeaxantina
  • Luteina
  • Licopene
• Polifenoli --> atto v.a. grazie ai gruppi OH fenolici, sono antiossidanti; il numero di gruppi OH influenza l'effetto antiossidante.
  • Resveratrolo --> gruppi 3 OH
  • Quercetina --&≤ 5 gruppi OH e quindi un effetto antiossidante particolarmente forte
  • Matcha: Con un valore ORAC di 1.711 unità/g, ha il valore ORAC più alto conosciuto in un prodotto naturale (ORAC sta per "Capacità di assorbimento dei radicali dell'ossigeno", d.h. la capacità di ridurre i radicali dell'ossigeno)
  • Brahmi: Gli studi scientifici hanno v.a. è stato studiato l'effetto antiossidante del Brahmi in relazione alle malattie neurodegenerative (vedi https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4564646/ )
• Vitamine
  • Vitamina C (solubile in acqua)
  • Vitamina E (liposolubile)
  • Il tocoferolo E-OH viene ossidato a radicale tocoferossile e poi ridotto nuovamente a tocoferolo E-OH dalla vitamina C o dal glutatione come donatore di idrogeno.
  • "La vitamina E contribuisce a, "Per proteggere il DNA, le proteine ​​e i lipidi dai danni ossidativi." (Indicazione ufficiale sulla salute)
  • Vitamina B2 (solubile in acqua): "La vitamina B2 (riboflavina) contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo. (Indicazione ufficiale sulla salute)
  • Vitamina A (liposolubile)
  • Vitamina K (liposolubile)
• Tiolo (con gruppo SH)
  • Glutatione
  • L-cisteina
  • Acido alfa-lipoico
  • Può attraversare la barriera emato-encefalica e rigenerare gli antiossidanti usati, come le vitamine C ed E, il coenzima Q10 o il glutatione; è quindi un componente chiave dei complessi antiossidanti sinergici.
  • Rivista dei farmacisti tedeschi: "Uno studio clinico su pazienti affetti da demenza di Alzheimer da lieve a moderata ha dimostrato che la somministrazione aggiuntiva di acido alfa-lipoico agli inibitori dell'acetilcolinesterasi rallenta notevolmente la progressione della malattia." (cfr. https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2009/daz-3-2009/liponsaeure-bei-alzheimer-demenz )
• Altri amminoacidi contenenti zolfo
  • Taurina
  • L-metionina
• Funghi medicinali, in particolare Cordyceps: La potenza antiossidante dell'estratto di Cordyceps è stata dimostrata in test di laboratorio (vedere [riferimento]). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11114006/ )
• Coenzima Q10
• L-Carnitina
• NADP (vitamina B3 attiva)
• Cofattori degli antiossidanti enzimatici
  • Selenio (Se)
  • Zinco (Zn)
  • Ferro (Fe)
  • Manganese (Mn)
  • Rame (Cu)

Quali alimenti sono particolarmente ricchi di antiossidanti?

antiossidante	Alimentari
Vitamina C Vitamina E selenio Glutatione β-carotene Licopene Sulforafano Resveratrolo Spermidina	Limoni, arance, pompelmi, kiwi Olio d'oliva, olio di germe di grano, germe di grano Germe di grano, semi di sesamo, prodotti integrali, pesce di mare, scorfano Avocado, anguria, asparagi, broccoli, spinaci Carote, pomodori, albicocche Succo di pomodoro broccoli Vino rosso (moderato!), frutti di bosco, arachidi Germe di grano, soia

Indicatori e fattori di rischio dello stress ossidativo (Quanto più si risponde affermativamente alle domande, tanto maggiore è il rischio di stress ossidativo.; non sostituisce u.g. Diagnostica!)

• reclami
  • Spesso mi sento stanco.
  • Soffro di mancanza di motivazione.
  • Ho più di 3 raffreddori p.a.
  • Le mie prestazioni fisiche e mentali sono insoddisfacenti.
• Abitudini di vita
  • Io fumo.
  • Bevo più di 20 g di alcol diversi giorni alla settimana.
  • Spesso trascorro del tempo al sole e/o frequento centri abbronzanti.
  • Faccio esercizio fisico intenso più volte alla settimana.
• fardelli
  • Sono regolarmente stressato.
  • Sono esposto a inquinanti ambientali (ad esempio, amalgama o esposizione alle radiazioni).
  • Spesso seguo delle diete.
  • Lavoro molto al computer.
• Malattie e rischi per la salute
  • Sovrappeso
  • Disturbi del metabolismo lipidico
  • diabete mellito
  • Cardiopatia
  • Malattie reumatiche
  • malattie intestinali
  • Malattie respiratorie
  • Allergie
  • Cancro
• Assunzione di farmaci
  • antidolorifici
  • Preparati ormonali
  • Contraccettivi
  • Agenti chemioterapici
• Nutrizione
  • Mangio meno di 3 porzioni di frutta fresca e verdura preparata con cura al giorno.
  • Bevo meno di 2 bicchieri di succo di frutta o verdura al giorno.
  • La mia dieta non include regolarmente latte e latticini.
  • Bevo meno di 1,5 litri di liquidi al giorno.
  • Non mangio pesce regolarmente.

Diagnostica dello stress ossidativo

• Pagina sugli antiossidanti
  • Determinazione dei livelli ematici di antiossidanti più importanti
    • Sostanze non enzimatiche come il glutatione, le vitamine C ed E, il coenzima Q10 e i cofattori selenio e zinco
    • Enzimi enzimatici come la superossido dismutasi (SOD) e la glutatione perossidasi (GPx).
  • Screening per valutare la protezione antiossidante: Capacità Antiossidante Totale (TAS)/Potenziale Antiossidante (TEAC) (capacità di reagire con i radicali liberi)
    • In laboratorio: z.BSiero del paziente (con antiossidanti) + quantità definita di radicali liberi; misurazione della quantità residua di radicali dopo la disintossicazione (reazione colorante):
      Quantità iniziale – quantità residua = Potenziale antiossidante (valore normale: 1,3-1,77 mmol/l sangue)
    • In pratica: z.B.FORD (Difesa dai Radicali dell'Ossigeno Libero) nel sangue capillare
• Lato radicale
  • Misurazione della perossidazione lipidica: malondialdeide (MDA-LDL come valore a lungo termine, 7-10 giorni), poiché l'aldeide è un prodotto di degradazione misurabile dei radicali liberi.
    • 4-idrossinonenale HNE (alchenale/aldeide): danno ossidativo agli acidi grassi polinsaturi
    • 8-Ispoprostano F2 α(8-iso-Prostaglandina F2 α): danno ossidativo alla sintesi delle prostaglandine (dall'acido arachidonico)
    • 2-Propenale (Acroleina/Aldeide): danno ossidativo agli acidi grassi polinsaturi
  • Rilevamento del danno ossidativo al materiale genetico: test della deossiguanosina (ossidazione del DNA/8-OHdG) (escrezione di 8-idrossi-deossiguanosina come conseguenza del danno ossidativo agli acidi nucleici/DNA nelle urine; biomarcatore per la valutazione degli effetti mutageni/cancerogeni individuali dello stress ossidativo)
  • Rilevazione dell'ossidazione proteica: Nitrotirosina (ossidazione della tirosina con perossinitrito)
  • Risonanza di spin elettronico (ESR): Rilevamento diretto dei radicali (principio: assorbimento della radiazione a microonde da parte di elettroni spaiati; ma non stabilito a causa della mancanza di disponibilità e della breve durata di vita dei radicali)

Esempi di applicazioni degli antiossidanti

• processi di invecchiamento
• Sport (orientato alle prestazioni)
• Malattie cardiovascolari (z.B. Arteriosclerosi)
• neurologo &e Psiche (z.BMalattia di Alzheimer, morbo di Parkinson, SLA, schizofrenia) (3)
• Sistema immunitario e infiammazione in generale (reumatismi, parodontite, pancreatite acuta)
• Disturbi indotti da farmaci
• Altro inquinamento ambientale (z.B(Alcol, fumo, inquinanti)
• diabete
• Malattie respiratorie
• Malattie degli occhi (z.B(Cataratta)
• Medicina riproduttiva e infertilità (2)
• Prevenzione del cancro (Nota: gli antiossidanti dovrebbero essere evitati durante la chemioterapia/radioterapia, poiché possono impedire (in questo caso) la morte cellulare desiderata!) (1)

(1) Antiossidanti e rischio di cancro

Un seguito a SU.VI.MAXUno studio francese condotto su 12.741 adulti (prevenzione primaria, controllato con placebo, in doppio cieco, monitoraggio dei livelli ematici), durato cinque anni, ha confermato che la somministrazione a lungo termine di un complesso antiossidante in dosi nutrizionali (vitamina C 120 mg/giorno, vitamina E 30 mg/giorno, beta-carotene 6 mg/giorno, selenio 100 mcg/giorno, zinco 20 mg/giorno) ha determinato una riduzione del 31% del rischio di cancro e una riduzione del 37% della mortalità negli individui con un apporto insufficiente di antiossidanti sotto forma di frutta e verdura (vedere [riferimento]). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20104528/ ).

(2) Antiossidanti e infertilità

Lo stress ossidativo danneggia gli spermatozoi. Questo danno può essere contrastato dalle difese antiossidanti dell'organismo.
Il rischio di malformazioni congenite può essere ridotto. Nelle partner di uomini sterili che assumevano antiossidanti nell'ambito di un programma riproduttivo, il tasso di natalità è aumentato. Vedi: Revisione di 34 studi clinici randomizzati controllati con 2876 coppie; Showell et al, Antiossidanti per la subfertilità maschile; Cochrane 2012; DOI: 10.1002/14651858.CD007411.pub2 ("Lo stress ossidativo può danneggiare le cellule spermatiche. Questo danno può essere ridotto dalle difese antiossidanti naturali del corpo. Gli antiossidanti possono essere parte della nostra dieta e assunti come integratori.Si ritiene che in molti casi di subfertilità inspiegabile, e anche nei casi in cui potrebbe esserci un problema correlato allo sperma, l'assunzione di un integratore antiossidante orale possa aumentare le possibilità di concepimento di una coppia sottoposta a trattamento per la fertilità.")

(3) Antiossidanti e demenza
I radicali mitocondriali sono in parte responsabili della formazione di aggregati di amiloide-β. Amiloide
β a sua volta porta alla disfunzione mitocondriale e ad un aumento delle ROS (cfr. Leuner K et al.; le ROS derivate dai mitocondri portano ad una maggiore formazione di beta-amiloide; Antioxid Redox Signal 2012; 16; 1421-1433; “Conclusione: Diverse linee di evidenza mostrano che le ROS derivate dai mitocondri determinano un'elaborazione migliorata della proteina precursore dell'amiloide amiloidogenica e che Aβ porta di per sé alla disfunzione mitocondriale e all'aumento dei livelli di ROS. Proponiamo che a partire dalla disfunzione mitocondriale si inneschi un circolo vizioso che contribuisce alla patogenesi dell'AD sporadico."