La valutazione del bilancio ossidativo

         In tutti gli organismi viventi esiste un delicato equilibrio fra la produzione e l’eliminazione delle cosiddette specie chimiche ossidanti (SCO). Sotto questa denominazione si raggruppa una folta categoria di atomi, singoli o raggruppati, ovvero di molecole in grado di sottrarre, in determinate condizioni, uno o più equivalenti riducenti (atomi di idrogeno e/o elettroni) ad altre specie chimiche, per converso, riducenti.

        Le SCO vengono generalmente suddivise in due grandi categorie, varietà non radicaliche e varietà radicaliche, quest’ultime essendo caratterizzate dal possedere almeno un elettrone spaiato in uno degli orbitali più esterni.

         In rapporto all’elemento il cui atomo partecipa direttamente all’azione ossidante si distinguono specie chimiche ossidanti o reattive centrate sull’ossigeno (reactive oxygen species, ROS), sull’azoto (reactive nitrogen species, RNS), sul carbonio (reactive carbon species, RCS), sullo zolfo (reactive sulphur species, RSS) e sugli alogeni, in particolare sul cloro (RAS/RClS). Va rilevato che non tutte le suddette specie a) sono ugualmente reattive, per cui  è più corretto usare il termine “ossidanti” che sicuramente le accomuna tutte e b) hanno una brevissima emivita, alcune di esse potendo addirittura essere isolate (es. trifenilmetile).

         Le SCO non rappresentano “schegge impazzite” ma normali prodotti del metabolismo cellulare che giocano un ruolo rilevante nell’economia generale dell’intero organismo. Infatti, alcune di esse, quali l’anione superossido (O2), il perossido di idrogeno (H2O2) e il radicale idrossile (HO), sono comunemente utilizzate dai leucociti polimorfonucleati per distruggere i batteri (killing fagocitario). Altre, come l’ossido di azoto (NO), svolgono un ruolo determinante nella regolazione della pressione arteriosa e nella modulazione dei fenomeni reattivi. Altre ancora, come l’acido ipocloroso (HClO) costituiscono una valida risorsa per la distruzione di cellule tumorali.

         Purtroppo, in determinate condizioni, aumentando di livello in determinati distretti (es. apparato cardiovascolare, sistema nervoso, articolazioni, intestino, bronchi, cavo orale etc.), le SCO possono, proprio per la loro capacità ossidante, attaccare e, quindi, danneggiare molecole endogene, quali lipidi, glicidi, acidi nucleici e proteine, con conseguenti lesioni dapprima circoscritte e poi via via più diffuse, fino ad un coinvolgimento sistemico. Si parla in tali casi, di stress ossidativo o ossidante, un fattore emergente di rischio per la salute.

         Per prevenire o, comunque, rallentare questi processi indesiderati di ossidazione, nel corso di millenni di evoluzione, gli organismi viventi si sono “adattati” a convivere con la presenza delle SCO, difendendosi dalla potenziale lesività di queste ultime grazie ad un complesso sistema di difesa, costituito dagli antiossidanti. Questi comprendono una serie di enzimi (superossidodismutasi, catalasi, perossidasi) e di agenti non enzimatici, di provenienza sia esogena (vitamine, polifenoli) che endogena (acido urico, bilirubina). E’ ovvio che quando livelli e/o attività dei sistemi antiossidanti sono in qualche modo compromessi, anche per questa via può derivarne una condizione di stress ossidativo.

         Sulla base di queste considerazioni, si può definire lo stress ossidativo come una condizione patologica, localizzata o sistemica, conseguente alla rottura del fisiologico equilibrio tra produzione ed eliminazione di SCO. Tale condizione può essere l’effetto di un aumentata generazione di SCO e/o di una ridotta efficienza dei sistemi di difesa antiossidanti.

Le cause che portano ad un aumento della produzione di SCO possono essere esogene o endogene. Le prime comprendono agenti fisici (es. radiazioni ionizzanti), chimici (es. alcol, farmaci, xenobiotici) e biologici (es. virus, batteri), le seconde sono legate ad un’iperstimolazione dei sistemi enzimatici associati alla generazione di ossidanti (NADPH ossidasi della plasmamembrana, catena respiratoria mitocondriale, citocromo P450 microsomiale, xantina ossidasi citosolica, etc.).

Viceversa, un abbassamento delle difese antiossidanti può essere legato ad una ridotta assunzione e/o un aumentato consumo e/o una diminuita biodisponibilità di antiossidanti ovvero a un deficit di attività enzimatiche preposte ad inattivare le SCO.

         Indipendentemente dall’eziopatogenesi, è oggi ampiamente riconosciuto che lo stress ossidativo gioca un ruolo rilevante non solo nell’accelerare il fisiologico processo dell’invecchiamento, ma anche nel favorire o aggravare una serie di patologie infiammatorie e/o degenerative, quali l’aterosclerosi e l’ipertensione (e le loro temibile conseguenze, quali l’ictus, l’infarto del miocardio, le ischemie periferiche, etc.), il morbo di Parkinson, la malattia di Alzheimer, il diabete mellito, l’obesità, le dislipidemie e persino alcune forme di cancro.

         Purtroppo, lo stress ossidativo non è una “malattia” nel senso convenzionale del termine ma una condizione patologica “trasversale” comune a molte malattie, che si genera per effetto della rottura di un equilibrio biochimico. Per questo motivo, al contrario di qualsiasi altra condizione morbosa nota, esso non esibisce una propria sintomatologia, non dà luogo ad un quadro clinico peculiare, ma si nasconde in qualche modo tra i segni della malattia di base e, quindi, può essere diagnosticato solo se il clinico, a conoscenza di questa problematica, invita il paziente a sottoporsi a specifiche analisi di laboratorio.

       Oggi, dopo una lunga fase sperimentale, la diagnostica molecolare offre finalmente al medico la possibilità di identificare e di quantificare una serie di marker di stress ossidativo, attraverso una vasta gamma di test, molti dei quali sono già entrati nell’uso clinico con la finalità generale di prevenire il danno ossidativo, diagnosticare o monitorare una condizione di SO e, infine, valutare le indicazioni e l’efficacia di interventi terapeutici e/o di integrazioni antiossidanti in caso di patologia in atto. Alcuni di tali marker sono stati finanche proposti come predittivi di malattia.

Eugenio Luigi Iorio

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La valutazione dello stress ossidativo
Descrizione dei metodi di laboratorio comunemente utilizzati per misurare lo stress ossidativo
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