articolo a cura di Sara Gaudio
Dott.ssa in Scienze dell'Alimentazione e Gastronomia
Quante volte sentiamo parlare di “stress ossidativo” o di quanto un determinato alimento sia “antiossidante”? Sapreste rispondere tutti alla domanda: cosa si intende per "antiossidante"? Cerchiamo di capire meglio e approfondire insieme questo concetto base della fisiologia umana.
Con il termine “antiossidante” ci si riferisce ad una sostanza, in grado di ritardare o inibire i processi di ossidazione di materiali degradabili, opponendosi all'azione dell'ossigeno e prevenendo o ritardando l'ossidazione di un'altra sostanza ossidabile. In parole più semplici, l'antiossidante è una sostanza in grado di contrastare l'azione dei radicali liberi, anche noti come " specie reattive dell'ossigeno" o più comunemente "ROS".
Un radicale libero è un atomo o una molecola che presenta un elettrone spaiato nel suo orbitale più esterno; questa particolarità nella sua struttura chimica è in grado di innescare un meccanismo a catena che lo vede protagonista del "furto" di un elettrone a un atomo di ossigeno completo, il quale, a sua volta, sottrarrà un elettrone alla molecola di ossigeno adiacente. Questo meccanismo determina uno stato di stress ossidativo con conseguente alterazione dell'omeostasi.
Con il termine omeostasi ci si riferisce all'attitudine propria della cellula di mantenere, intorno a un livello prefissato, il valore di alcuni parametri fisiologici interni (pressione arteriosa, glicemia, temperatura corporea…), alterati di continuo da vari fattori. L’ omeostasi corrisponde alla capacità degli organismi viventi di mantenere uno stato di equilibrio attraverso un meccanismo dinamico; essa permette il recupero delle
fisiologiche condizioni perse in seguito ad un’alterazione da parte di influenze perturbatrici
esterne.
Consideriamo ad esempio il caso di una ipertermia, ovvero un aumento della temperatura corporea al di sopra di 37°C: questa modificazione stimolerà automaticamente il nostro organismo a modificare le caratteristiche chimico fisiche del mezzo interno, cercando di ristabilire l'omeostasi e di tornare quindi a una temperatura fisica ottimale. In questa situazione il nostro corpo tenta, attraverso diversi meccanismi, di ristabilire l’equilibrio attivando funzioni di compensazione come per esempio la termo-dispersione. Nel caso analizzato avverrà l’attivazione dei neuroni w, situati nel centro neuronale posto nella regione preottica dell’ipotalamo, che tenteranno di abbassare la temperatura corporea (attraverso ad esempio la sudorazione) e di ristabilire l’omeostasi.
Un secondo esempio di meccanismo compensatorio mirato al ristabilimento omeostatico, è l’ipertrofia del cardiomiocita. L’ipertrofia è un tipo di adattamento cellulare caratterizzato da un aumento del volume di un organo, dovuto ad un aumento del volume cellulare. Il cardiomiocita, essendo una cellula perenne, all’interno del programma ipertrofico risulta incapace di replicare il DNA; non avendo una capacità rigenerativa, l’unico adattamento cellulare possibile risulta essere un aumento del volume cellulare definito appunto ipertrofia. L’ipertrofia del cardiomiocita può essere di natura fisiologica (da esercizio fisico) o patologica (da sovraccarico emodinamico cronico) ed è causata da un aumento della domanda funzionale o da una specifica stimolazione ormonale. La conseguenza sarà un
innalzamento della pressione arteriosa al di sopra dei valori fisiologici (120/80 mm/Hg). In
questa circostanza verranno attivate vie di trasduzione del segnale addizionali che stimoleranno la sintesi di fattori tra i quali il fattore natriuretico atriale che determinerà vasodilatazione, una maggiore secrezione di acqua e sodio con conseguente induzione di ipotensione. Attraverso questo meccanismo compensatorio il nostro corpo tenterà di ristabilire la sua omeostasi in modo tale da tornare ad una pressione arteriosa ottimale.
Quindi uno stimolo esterno o una disfunzione interna, possono comportare la perdita dell’omeostasi; automaticamente verrà attuato, da parte dell'organismo un tentativo di compensazione. Nel momento in cui la compensazione operata dal nostro organismo venisse a mancare, ci ritroveremmo di fronte ad alterazioni del mezzo interno che potrebbero comportare condizioni patologiche. Viceversa, nel momento in cui, il tentativo di compensazione operato dal nostro corpo, avesse un esito positivo, si tornerebbe ad uno stato di benessere. Questo meccanismo di autoregolazione cellulare è finemente regolato dai sistemi informazionali (sistema nervoso e sistema endocrino), deputati alla rilevazione, trasmissione ed elaborazione di informazioni provenienti da quattro organi preposti al controllo omeostatico: l’apparato tegumentario, il sistema respiratorio, l’apparato urinario e l’apparato digestivo.
Uno dei principali fattori in grado di alterare l'omeostasi è lo stress cellulare. Con il termine “stress” ci si riferisce ad uno stimolo o a una successione di stimoli che possono comportare la rottura dello stato di omeostasi dell'organismo. In generale, lo stress cellulare non dovrebbe essere visto necessariamente come un fattore negativo, bensì come un segnale di allarme in grado di indicare una situazione di “disagio” cellulare. I
fattori di stress possono essere di diverso tipo: fattori fisici (variazioni di temperatura, radiazioni), fattori connessi al ph cellulare (acidosi, alcalosi), variazioni osmotiche (cambiamenti nella concentrazione di sali, zuccheri o altri osmoliti), fattori connessi ad aspetti biologici (infezione, l'infiammazione) fattori psicologici (emozioni, sbilanciamenti ormonali), fattori nutrizionali, alcool, metalli, antibiotici oppure fattori connessi ai radicali liberi inizialmente citati.
Se ci fermassimo ad analizzare gli elementi sopraelencati, potremmo notare come la maggior parte di questi, sia parte della nostra quotidianità ed è facile intuire quanto sia indispensabile rinforzare, non solo i nostri sistemi d'informazione in modo tale da renderli più efficienti, ma il nostro intero organismo che dovrebbe essere sempre pronto ed attivo a fronteggiare una variazione fisiologica e a ristabilire l'omeostasi.
Nel momento in cui, il quantitativo di ossidanti dovesse superare quello delle molecole antiossidanti, si genererebbe un importante stress ossidativo che, se protratto nel tempo, comporterebbe una condizione di infiammazione con conseguente insorgenza di patologia. Come possiamo bloccare questo circolo vizioso? Attraverso le molecole antiossidanti che, provviste di un elettrone in più nell'orbitale esterno, lo cedono alla
molecola interessata, cessando in questo modo, il meccanismo di danno cellulare a catena. Gli antiossidanti sono quindi delle sostanze in grado di competere a basse concentrazioni con i substrati delle sostanze ossidanti inibendone gli effetti. Questi si possono classificare in antiossidanti enzimatici (superossido dismutasi, catalasi e glutatione perossidasi) e non enzimatici (Vit. E, C, beta-carotene, altri carotenoidi). Il
maggior numero di molecole antiossidanti è contenuto nei prodotti ortofrutticoli e nei fitochimici contenuti ad esempio nel tè verde (Epigallocatechina 3 gallato).
L’equilibrio dinamico che caratterizza il nostro corpo e che gli permette di rispondere ad ogni stimolo potenzialmente dannoso e l’equilibrio tra sostanze ossidanti e sostanze antiossidanti, sono il fulcro della nostra salute. Per far sì che questo, complesso ma indispensabile meccanismo, funzioni in modo ottimale e immediato, è necessario lavorare ogni giorno per raggiungere e mantenere un equilibrio nel nostro stile di vita che comprenda tutti i fattori costituenti la dieta; dall’alimentazione, all’attività sportiva ad un
adeguato riposo. Un maggiore equilibrio nella nostra vita consentirà al nostro organismo di potenziare i sistemi informazionali e di mantenere una stabilità interna, definita appunto OMEOSTASI.
Sara Gaudio
SITOGRAFIA E BIBLIOGRAFIA
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/
- R. Bei, “Infiammazione”, Intolleranze alimentari, immunità e farmaci, 2019, Corso di
Laurea Magistrale in Scienze della Nutrizione Umana
- G. D’Arcangelo, “Omeostasi”, Nutrizione a livello dell’organismo: tessuti, organi e
funzioni”, 2019, Corso di Laurea Magistrale in Scienze della Nutrizione Umana
- R. Bei, “Adattamenti cellulari”, Intolleranze alimentari, immunità e farmaci, 2019, Corso di
Laurea Magistrale in Scienze della Nutrizione Umana
- F. Limana, “Farmacologia delle sostanze nutrienti: i fitochimici”, Intolleranze alimentari,
immunità e farmaci, 2019, Corso di Laurea Magistrale in Scienze della Nutrizione Umana
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