Radicali LiberiRadicali Liberi

AntiossidantiAntiossidantiee

Nel 1941 Johan Bjorketen osservò

per primo una somiglianza tra

invecchiamento di alcuni materiali ed invecchiamento dei tessuti umani

Nel 1941 Johan Bjorketen osservò

per primo una somiglianza tra

invecchiamento di alcuni materiali ed invecchiamento dei tessuti umani

entrambi erano causati

dall’azione dei radicali liberi

entrambi erano causati

dall’azione dei radicali liberi

Radicale liberoRadicale libero

Specie chimica indipendente, caratterizzata da uno o più elettroni spaiati presenti in uno dei

suoi orbitali atomici o molecolari.

Specie chimica indipendente, caratterizzata da uno o più elettroni spaiati presenti in uno dei

suoi orbitali atomici o molecolari.

Possono derivare dalla perdita o

dall’acquisto di un elettrone da parte di un composto non radicalico, oppure dalla rottura di un legame covalente, con separazione della coppia di

elettroni su atomi diversi.

Possono derivare dalla perdita o

dall’acquisto di un elettrone da parte di un composto non radicalico, oppure dalla rottura di un legame covalente, con separazione della coppia di

elettroni su atomi diversi.

•Durante l’ossidazione finale dei substrati nutrizionali nei mitocondri;•Nelle reazioni immunitarie cellulo-mediate;•Nelle reazioni di fase I di detossificazione epatica;•Nelle fasi di riperfusione dei tessuti interessati da fenomeni ischemici.

•Durante l’ossidazione finale dei substrati nutrizionali nei mitocondri;•Nelle reazioni immunitarie cellulo-mediate;•Nelle reazioni di fase I di detossificazione epatica;•Nelle fasi di riperfusione dei tessuti interessati da fenomeni ischemici.

Si producono essenzialmente nel corso di almeno quattro

processi biologici:

Si producono essenzialmente nel corso di almeno quattro

processi biologici:

Cosa contribuisce a formarli:Cosa contribuisce a formarli:

•Alcune disfunzioni e stati patologici come le malattie cardiovascolari, l’artrite reumatoide, gli stati infiammatori in genere, i traumi del sistema nervoso, ecc;•L’ischemia dei tessuti e conseguente riduzione dell’apporto di sangue;

•Alcune disfunzioni e stati patologici come le malattie cardiovascolari, l’artrite reumatoide, gli stati infiammatori in genere, i traumi del sistema nervoso, ecc;•L’ischemia dei tessuti e conseguente riduzione dell’apporto di sangue;•Le diete troppo ricche di proteine e di grassi animali. Una dieta ipercalorica aumenta l’entità dello stress ossidativo, mentre una dieta ipocalorica la riduce. Una dieta di 2400 calorie necessita di 660 g di ossigeno, di cui 90-95% viene utilizzato per la respirazione, mentre il restante dà luogo a forme reattive dell’ossigeno;

•Le diete troppo ricche di proteine e di grassi animali. Una dieta ipercalorica aumenta l’entità dello stress ossidativo, mentre una dieta ipocalorica la riduce. Una dieta di 2400 calorie necessita di 660 g di ossigeno, di cui 90-95% viene utilizzato per la respirazione, mentre il restante dà luogo a forme reattive dell’ossigeno;

Cosa contribuisce a formarli:Cosa contribuisce a formarli:

•La presenza di un eccesso di ferro che, nella prima fase della trasformazione, fa liberare dal perossido di idrogeno il radicale idrossile, che è in grado di attivare reazioni chimiche ulteriormente dannose;•Gli alimenti non tollerati;

•La presenza di un eccesso di ferro che, nella prima fase della trasformazione, fa liberare dal perossido di idrogeno il radicale idrossile, che è in grado di attivare reazioni chimiche ulteriormente dannose;•Gli alimenti non tollerati;•Le radiazioni ionizzanti e quelle solari (ozono in eccesso e raggi UVA e UVB). Le radiazioni solari inducono sulla pelle processi di fotoossidazione che degradano gli acidi grassi polinsaturi delle membrane cellulari e conseguente formazione di radicali liberi;•I farmaci;

•Le radiazioni ionizzanti e quelle solari (ozono in eccesso e raggi UVA e UVB). Le radiazioni solari inducono sulla pelle processi di fotoossidazione che degradano gli acidi grassi polinsaturi delle membrane cellulari e conseguente formazione di radicali liberi;•I farmaci;

Cosa contribuisce a formarli:Cosa contribuisce a formarli:

•L’attività fisica intensa, sia di resistenza che di forza muscolare, causa un incremento notevole delle reazioni che utilizzano l’ossigeno e conseguente surplus di formazione di perossido di idrogeno. Le reazioni biochimiche legate all’accumulo e rimozione di acido lattico dai muscoli affaticati, contribuiscono ad innalzare la soglia dei radicali liberi.

•L’attività fisica intensa, sia di resistenza che di forza muscolare, causa un incremento notevole delle reazioni che utilizzano l’ossigeno e conseguente surplus di formazione di perossido di idrogeno. Le reazioni biochimiche legate all’accumulo e rimozione di acido lattico dai muscoli affaticati, contribuiscono ad innalzare la soglia dei radicali liberi.

•L’azione di gas inquinanti e delle sostanze tossiche in genere (monossidi di c e pb prodotti dalla combustioni dei motori);•Il fumo di sigaretta;•L’eccesso di alcool;

•L’azione di gas inquinanti e delle sostanze tossiche in genere (monossidi di c e pb prodotti dalla combustioni dei motori);•Il fumo di sigaretta;•L’eccesso di alcool;

L’atleta allenato è comunque in grado di

fronteggiare la presenza di

radicali liberi in maniera

nettamente più efficace del

sedentario o di chi pratica

attività fisica saltuariamente.

L’atleta allenato è comunque in grado di

fronteggiare la presenza di

radicali liberi in maniera

nettamente più efficace del

sedentario o di chi pratica

attività fisica saltuariamente.

Specie radicaliche

Specie radicaliche

ANIONE SUPEROSSIDO O2-•

RADICALE IDROSSILE HO•

OSSIDO NITRICO NO•

RADICALE PEROSSILE ROO•

BIOSSIDO DI AZOTO RADICALE ANIONE NO2-•

ANIONE SUPEROSSIDO O2-•

RADICALE IDROSSILE HO•

OSSIDO NITRICO NO•

RADICALE PEROSSILE ROO•

BIOSSIDO DI AZOTO RADICALE ANIONE NO2-•

Specie non radicalicheSpecie non radicaliche

PEROSSIDO DI IDROGENO H2O2

OSSIGENO SINGOLETTO 1 O2

PEROSSIDO DI IDROGENO H2O2

OSSIGENO SINGOLETTO 1 O2

Anione Superossido O2

-•

Anione Superossido O2

-•

Gioca un ruolo cruciale nella formazione di altre specie radicaliche. Ha una bassa reattività ma un’alta

diffusione.

Gioca un ruolo cruciale nella formazione di altre specie radicaliche. Ha una bassa reattività ma un’alta

diffusione.

Un organismo umano di 70 Kg utilizza normalmente 3,5 ml di ossigeno al minuto per Kg di peso e se si assume che circa l’1% dell’ossigeno viene convertito a superossido, vengono prodotti circa 1.72 Kg di radicale superossido all’anno.

Un organismo umano di 70 Kg utilizza normalmente 3,5 ml di ossigeno al minuto per Kg di peso e se si assume che circa l’1% dell’ossigeno viene convertito a superossido, vengono prodotti circa 1.72 Kg di radicale superossido all’anno.

Radicale idrossile HO•

Radicale idrossile HO•

Ha la più alta reattività ma ha diffusione bassa. E’ in grado di attaccare tutte le strutture

biochimiche basilari: lipidi, polipeptidi, proteine e le basi del DNA.

Ha la più alta reattività ma ha diffusione bassa. E’ in grado di attaccare tutte le strutture

biochimiche basilari: lipidi, polipeptidi, proteine e le basi del DNA.

Ossido nitrico NO•Ossido nitrico NO•

La sua tossicità è legata alla formazione di perossinitrito

NO• O2-• ONOO-

Il perossinitrito causa ossidazione diretta di proteine e DNA.

La sua tossicità è legata alla formazione di perossinitrito

NO• O2-• ONOO-

Il perossinitrito causa ossidazione diretta di proteine e DNA.

Radicale perossile ROO•

Radicale perossile ROO•

E’ molto reattivo ed è coinvolto nelle fasi di propagazione delle reazioni a catena radicaliche di perossidazione lipidica. Anche il biossido di

azoto radicale anione, NO2-•,

può innescare reazioni di perossidazione lipidica.

E’ molto reattivo ed è coinvolto nelle fasi di propagazione delle reazioni a catena radicaliche di perossidazione lipidica. Anche il biossido di

azoto radicale anione, NO2-•,

può innescare reazioni di perossidazione lipidica.

Perossido d’idrogeno H2O2

Perossido d’idrogeno H2O2

Non è un radicale propriamente detto perché non possiede elettroni spaiati ma è in grado di generare radicali e

diffonde velocemente.

Non è un radicale propriamente detto perché non possiede elettroni spaiati ma è in grado di generare radicali e

diffonde velocemente.

Ossigeno singoletto 1O2

Ossigeno singoletto 1O2

Può reagire con doppi legami, per esempio degli acidi grassi producendo idroperossidi.

Può reagire con doppi legami, per esempio degli acidi grassi producendo idroperossidi.

H2O2 e- OH- OH• H2O2 e- OH- OH•

Specie instabili e molto reattive, hanno l’urgenza di reazione per raggiungere un

livello maggiore di stabilità.

Specie instabili e molto reattive, hanno l’urgenza di reazione per raggiungere un

livello maggiore di stabilità.

Vanno alla ricerca di un elettrone per completare la doppietta e reagiscono con altre molecole,

creando nuovi radicali

instabili.

Vanno alla ricerca di un elettrone per completare la doppietta e reagiscono con altre molecole,

creando nuovi radicali

instabili.Danno così inizio a reazioni a catena che finiscono per danneggiare irreversibilmente le

strutture cellulari.

Danno così inizio a reazioni a catena che finiscono per danneggiare irreversibilmente le

strutture cellulari.

Le strutture più esposte all’azione dannosa dei radicali sono le strutture

lipidiche costituenti le membrane cellulari e nucleari che vengono sottoposte a destrutturazione.

Le strutture più esposte all’azione dannosa dei radicali sono le strutture

lipidiche costituenti le membrane cellulari e nucleari che vengono sottoposte a destrutturazione.

Ma sono colpite anche le lipoproteine del siero, gli zuccheri, le proteine (es. enzimi) e gli acidi nucleici.

Ma sono colpite anche le lipoproteine del siero, gli zuccheri, le proteine (es. enzimi) e gli acidi nucleici.

•cancro•diabete•sclerosi multipla•artrite reumatoide•enfisema polmonare•cataratta•retinite pigmentosa•morbo di Parkinson e Alzheimer•dermatiti•malformazioni teratogeniche•malattie cardio-vascolari (ipertensione, aterosclerosi, ictus, infarto)

•cancro•diabete•sclerosi multipla•artrite reumatoide•enfisema polmonare•cataratta•retinite pigmentosa•morbo di Parkinson e Alzheimer•dermatiti•malformazioni teratogeniche•malattie cardio-vascolari (ipertensione, aterosclerosi, ictus, infarto)

L’azione continua dei radicali si evidenzia soprattutto nel precoce invecchiamento delle cellule e nell’insorgere di varie patologie come:

L’azione continua dei radicali si evidenzia soprattutto nel precoce invecchiamento delle cellule e nell’insorgere di varie patologie come:

Molto spesso l’evoluzione della patologia innescata dall’azione dei radicali liberi resta latente e si rende manifesta solo quando il quadro clinico è già grave.

Molto spesso l’evoluzione della patologia innescata dall’azione dei radicali liberi resta latente e si rende manifesta solo quando il quadro clinico è già grave.

In tutti gli organismi esistono dei meccanismi di difesa in grado di contrastare i danni ossidativi a

livello cellulare e tissutale, dette difese

ANTIOSSIDANTI

Qualsiasi molecola che sia in grado di ritardare o prevenire in misura significativa l’ossidazione del

substrato coinvolto.

In tutti gli organismi esistono dei meccanismi di difesa in grado di contrastare i danni ossidativi a

livello cellulare e tissutale, dette difese

ANTIOSSIDANTI

Qualsiasi molecola che sia in grado di ritardare o prevenire in misura significativa l’ossidazione del

substrato coinvolto.SCANVENGER

Qualsiasi molecola in grado di catturare in vitro i radicali dell’ossigeno

inattivandoli. Uno scavenger è di conseguenza anche

un antiossidante

SCANVENGER

Qualsiasi molecola in grado di catturare in vitro i radicali dell’ossigeno

inattivandoli. Uno scavenger è di conseguenza anche

un antiossidante

ANTIOSSIDANTIANTIOSSIDANTI

Riducono l’energia dei radicali bloccandoli nel luogo in cui si formano e interrompono la reazione a catena, minimizzando così i danni. Il meccanismo d’azione più comune è la donazione di un elettrone da parte dell’antiossidante. Altri antiossidanti chelano i metalli che intervengono nella formazione di radicali.Esistono antiossidanti endogeni e altri introdotti con la dieta.

Riducono l’energia dei radicali bloccandoli nel luogo in cui si formano e interrompono la reazione a catena, minimizzando così i danni. Il meccanismo d’azione più comune è la donazione di un elettrone da parte dell’antiossidante. Altri antiossidanti chelano i metalli che intervengono nella formazione di radicali.Esistono antiossidanti endogeni e altri introdotti con la dieta.

Enzimi•Superossidodismutasi

•Glutatione perossidasi•Catalasi

Enzimi•Superossidodismutasi

•Glutatione perossidasi•Catalasi

Altri antiossidantiAltri antiossidanti

•Acido lipoico•Coenzima Q10•Transferrina•Ceruloplasmina•Lattoferrina•Triptofano•Melatonina•Acido urico•Acidi grassi omega-3

•Acido lipoico•Coenzima Q10•Transferrina•Ceruloplasmina•Lattoferrina•Triptofano•Melatonina•Acido urico•Acidi grassi omega-3

MineraliMinerali

• germanio• manganese• mobildeno• rame• selenio • zinco• magnesio • potassio

• germanio• manganese• mobildeno• rame• selenio • zinco• magnesio • potassio

Alcuni giocano un ruolo cruciale in alcuni sistemi enzimatici (CuZnSOD, MnSOD, GSH perossidasi seleno-

dipendente).Altri hanno una propria attività antiossidante. Altri ancora sono antagonisti dei metalli pesanti.

Alcuni giocano un ruolo cruciale in alcuni sistemi enzimatici (CuZnSOD, MnSOD, GSH perossidasi seleno-

dipendente).Altri hanno una propria attività antiossidante. Altri ancora sono antagonisti dei metalli pesanti.

VitamineA, C, E, Complesso B

VitamineA, C, E, Complesso B

•La A, in sinergia con la E, il selenio e la glutatione perossidasi, prevengono la perossidazione lipidica. •La C riduce la vitamina E e in sinergia con essa protegge la cute da UVA e UVB. •La C è l’antiossidante più importante e uno scanvenger molto capace. •La A impedisce l’ossidazione della C e agisce in sinergia con il Complesso B. la E, il Ca e il P.

•La A, in sinergia con la E, il selenio e la glutatione perossidasi, prevengono la perossidazione lipidica. •La C riduce la vitamina E e in sinergia con essa protegge la cute da UVA e UVB. •La C è l’antiossidante più importante e uno scanvenger molto capace. •La A impedisce l’ossidazione della C e agisce in sinergia con il Complesso B. la E, il Ca e il P.

Fitonutrienti

Fitonutrienti

Piante che contengono fitonutrienti Piante che contengono fitonutrienti

FitonutientiFitonutienti

•Azione antiossidante: fungono da scavenger.•Azione anticarcinogenica: mostrano effetti sui passaggi iniziali dello sviluppo del cancro proteggendo dall’attacco diretto di sostanze cancerogene.•Azione antiaterogenica: riduce la coagulazione delle piastrine e delle HDL, inibisce l’ossidazione delle lipoproteine.•Azione antinfiammatoria.•Azione antibatterica.•Azione antivirale.•Azione anticlastogena: prevengono i danni al DNA.

•Azione antiossidante: fungono da scavenger.•Azione anticarcinogenica: mostrano effetti sui passaggi iniziali dello sviluppo del cancro proteggendo dall’attacco diretto di sostanze cancerogene.•Azione antiaterogenica: riduce la coagulazione delle piastrine e delle HDL, inibisce l’ossidazione delle lipoproteine.•Azione antinfiammatoria.•Azione antibatterica.•Azione antivirale.•Azione anticlastogena: prevengono i danni al DNA.

Azione dei fitonutrientiAzione dei fitonutrienti

In condizioni fisiologiche vi è uno In condizioni fisiologiche vi è uno stato di equilibriostato di equilibrio tra tra produzione endogena di radicali liberi e la loro produzione endogena di radicali liberi e la loro

neutralizzazione da parte dei meccanismi antiossidanti.neutralizzazione da parte dei meccanismi antiossidanti.

In condizioni fisiologiche vi è uno In condizioni fisiologiche vi è uno stato di equilibriostato di equilibrio tra tra produzione endogena di radicali liberi e la loro produzione endogena di radicali liberi e la loro

neutralizzazione da parte dei meccanismi antiossidanti.neutralizzazione da parte dei meccanismi antiossidanti.

Con il progredire dell’età Con il progredire dell’età diminuisce la capacità del diminuisce la capacità del mitocondrio di produrre ATP (circa 30-40% in meno mitocondrio di produrre ATP (circa 30-40% in meno

nell’anziano) e nell’anziano) e aumenta la percentuale di radicali che sfugge aumenta la percentuale di radicali che sfugge alla catenaalla catena respiratoriarespiratoria (circa lo 0,5% nell’individuo giovane (circa lo 0,5% nell’individuo giovane

e circa 2% nell’anziano).e circa 2% nell’anziano).

Con il progredire dell’età Con il progredire dell’età diminuisce la capacità del diminuisce la capacità del mitocondrio di produrre ATP (circa 30-40% in meno mitocondrio di produrre ATP (circa 30-40% in meno

nell’anziano) e nell’anziano) e aumenta la percentuale di radicali che sfugge aumenta la percentuale di radicali che sfugge alla catenaalla catena respiratoriarespiratoria (circa lo 0,5% nell’individuo giovane (circa lo 0,5% nell’individuo giovane

e circa 2% nell’anziano).e circa 2% nell’anziano).

Quando prevale la produzione di radicali, si viene a determinare un danno, detto stress ossidativo, che a lungo andare provoca un progressivo invecchiamento cellulare e può

favorire l’insorgere di patologie degenerative.

Quando prevale la produzione di radicali, si viene a determinare un danno, detto stress ossidativo, che a lungo andare provoca un progressivo invecchiamento cellulare e può

favorire l’insorgere di patologie degenerative.

Quando il nostro organismo è sottoposto a stress ossidativo a

causa di vari fattori che contribuiscono a formare radicali

Quando il nostro organismo è sottoposto a stress ossidativo a

causa di vari fattori che contribuiscono a formare radicali

è NECESSARIO un

APPORTO SUPPLEMENTARE

di antiossidanti

è NECESSARIO un

APPORTO SUPPLEMENTARE

di antiossidanti

Grazie per

l’attenzione

Grazie per

l’attenzione