Radicali Liberi: cerchiamo di fare chiarezza su uno degli argomenti di cui si sente più discutere, soprattutto in relazione all’estetica e all’invecchiamento. Si sente spesso parlare in estetica e in medicina di radicali liberi, ed ormai tutti conosciamo l’azione dannosa di queste molecole sulle cellule. Ma esattamente, che cosa sono i radicali liberi? Quali sono gli effetti dei radicali liberi sulla pelle, sull’invecchiamento e sulla salute? E come è possibile combattere i radicali liberi?
Radicali Liberi: cosa sono?
Un radicale libero è una molecola o un atomo con un elettrone spaiato sull’orbita esterna e quindi particolarmente reattivo. In chimica, tutti gli atomi e le molecole cercano di raggiungere l’equilibrio, completando il numero di elettroni sull’orbitale esterno: essendo in disequilibrio, i radicali liberi attaccano le molecole circostanti cercando di rubare gli elettroni necessari a pareggiare la loro carica elettromagnetica.
La tendenza dei radicali liberi a rubare elettroni ad altre molecole genera nuove molecole instabili (quelle a cui è stato portato via l’elettrone) che a loro volta, per tornare in equilibrio, rubano elettroni ad altre molecole e così via, creando una catena di reazioni che finiscono per danneggiare gravemente la cellula, ad esempio attaccando i fosfolipidi di membrana, rompendo la doppia elica del DNA (aumentando così il rischio di mutazioni) ed alterando strutturalmente proteine ed enzimi.
Spesso il termine ossidazione è usato come sinonimo per la creazione di radicali liberi. Questo perché la maggior parte dei radicali liberi sono il prodotto di reazioni chimiche che utilizzano l’ossigeno (ROS, specie reattive dell’ossigeno): alcuni di questi sono l’anione superossido (O2–) ed il perossido di idrogeno (H2O2) che in presenza di metalli di transizione danno origine al radicale ossidrile OH–, uno dei più tossici e dannosi per la cellula, oltre che responsabile della perossidazione lipidica.
[boxinformativo title=”L’ossigeno è una molecola fortemente dannosa, se libera: basti pensare a come anneriscono le mele tagliate, quando vengono lasciate all’aria.”][/boxinformativo]
Quindi i radicali liberi sono prodotti solo da reazioni chimiche ossidative? No! Ci sono anche altre specie chimiche ossidanti: infatti essere un radicale o meno dipende dal fatto di avere un elettrone spaiato sull’orbitale esterno. I radicali liberi possono contenere atomi di vari elementi, non solo ossigeno: alcuni contengono azoto, carbonio, fluoro, zolfo, cloro ecc.
Come si formano i radicali liberi?
Siamo abituati ad associare i radicali liberi ad inquinamento, raggi ultravioletti, cattiva alimentazione; la produzione di queste sostanze ossidanti avviene però fisiologicamente anche all’interno delle cellule, che utilizzano l’ossigeno per la creazione di energia. La produzione di radicali liberi è un meccanismo necessario, perché essi hanno un ruolo importante nella regolazione dell’espressione genica e nella comunicazione intracellulare.
Le specie reattive dell’ossigeno (ROS) vengono anche prodotte appositamente dalle cellule del sistema immunitario per attaccare virus e batteri e la produzione dei ROS avviene nei mitocondri, specialmente durante l’esercizio fisico. Lo stress psico-fisico e una dieta scorretta deregolano l’attività mitocondriale aumentando la produzione di radicali liberi.
Fattori che producono molecole reattive
I radicali liberi quindi sono sempre prodotti all’interno delle cellule, sia per fattori intrinseci (produzione di energia) che per fattori esterni. Quali sono i fattori esterni che causano la produzione di queste molecole dannose?
- Attività fisica estrema
- Inquinamento ambientale
- Farmaci
- Fumo attivo e passivo
- Raggi ultravioletti e radiazioni ionizzanti
- Alcol
- Additivi chimici alimentari
Tra i fattori endogeni che causano la produzione di radicali liberi ci sono:
- Trasporto di elettroni nei mitocondri per la produzione di energia
- Beta-ossidazione degli acidi grassi
- Metabolismo dei farmaci e delle sostanze tossiche ad opera del citocromo P450
- Attività del sistema immunitario
Meccanismi di difesa: combattere i radicali
Come abbiamo visto la produzione di radicali liberi è sia un meccanismo fisiologico, sia il risultato di fattori esterni dannosi. Nel corso dell’evoluzione l’organismo ha sviluppato molte strategie che funzionano a diversi livelli e con diversi meccanismi, per difendersi dall’attacco di queste sostanze reattive.
- Antiossidanti endogeni. Enzimi in grado di neutralizzare i radicali liberi e contrastarne l’azione come la superossido dismutasi, la catalasi ed il glutatione (il quale incorpora il selenio, un antiossidante esogeno).
- Antiossidanti esogeni. Vitamine ad azione antiossidante e detossificante introdotte con gli alimenti, come le vitamine A, E, il selenio, i carotenoidi, il coenzima Q10 e l’acido lipoico.
A seconda del livello della catena di eventi dannosi a cui intervengono, gli antiossidanti possono inoltre essere suddivisi in 3 gruppi (alcuni antiossidanti fanno parte di più gruppi):
- Preventivi (lattoferrina, transferrina, aptoglobina, albumina, carotenoidi, superossido dismutasi, catalasi, perossidasi). Impediscono a monte la creazione di sostanze reattive dell’ossigeno e di radicali liberi, mantenendoli a livelli fisiologici.
- Scavenger (coenzima Q10, composti tiolici, albumina, acido ascorbico, carotenoidi, vitamina E, bilirubina, acido urico). Sostanze chimicamente eterogenee, a basso peso molecolare, che formano una barriera difensiva in grado di ridurre la concentrazione di ROS e radicali liberi, rimuovendoli ed inattivandoli.
- Di riparo (idrolasi, transferasi, polimerasi ed enzimi di riparo del DNA). Enzimi che intervengono dopo il danno: identificano la porzione di molecola ossidata, la separano dalle altre ed inseriscono un nuovo segmento integro.
Radicali Liberi in estetica
La presenza di molecole reattive danneggia le cellule di tutto l’organismo, ma il danno più visibile è quello che subiscono le cellule cutanee. L’azione dei radicali liberi sul collagene causa delle vere e proprie fratture all’interno della struttura connettivale e muscolare, ovvero l’architettura che permette alla cute di mantenere elasticità e tono. Se la cute perde elasticità, tende a staccarsi dalle strutture portanti del viso e a pendere, apparendo spenta e svuotata.
La prima arma per combattere l’ossidazione delle cellule cutanee è il cibo: l’alimentazione può aiutare a ridurre gli effetti negativi delle molecole ossidanti, specialmente l’assunzione di abbondante vitamina C che ha funzione antinfiammatoria e rinnovante. La vitamina E invece può riparare il derma danneggiato, mentre la vitamina B è essenziale per l’azione del coenzima Q10 e degli omega-3.
Alcol, fumo, raggi solari, inquinamento, farmaci, insonnia e dipendenza da smartphone aumentano le molecole ossidanti e la loro azione lesiva: è importante proteggere la pelle dal sole non solo d’estate, ma tutto l’anno. E i cosmetici? Purtroppo non tutti sono benefici: bisogna leggere l’INCI con attenzione ed evitare quelli che contengono ftalati, parabeni e triclosano, sostanze chimiche che possono danneggiare la pelle.
In commercio esiste una varietà di creme e cosmetici antiossidanti, ma se andiamo a consultare i principi attivi, l’elenco delle sostanze è abbastanza conservato. Di solito le creme antiossidanti contengono formulazioni a base di vitamina E, coenzima Q10, licopene, vitamina C, tè verde, resveratrolo, niacinamide, acido ialuronico, peptidi bioattivi e acidi grassi polinsaturi.
Radicali Liberi ed invecchiamento
L’organismo possiede diversi efficaci sistemi per contrastare i danni da radicali liberi, ma purtroppo con il passare del tempo molti di questi meccanismi perdono efficacia, mentre aumentano i fattori che producono molecole ossidanti. Il risultato è l’invecchiamento cutaneo ed, in particolare, il deterioramento delle strutture di sostegno della cute (collagene ed elastina). La pelle inizia a cedere e si svuota, apparendo affaticata.
L’invecchiamento cellulare è causato dall’aumento delle sostanze ossidanti? In parte sì, ma non del tutto. Anche se è vero che per la maggior parte delle strutture biologiche la presenza di radicali liberi e specie reattive è associato al danno ossidativo, è anche vero che la salute in generale incide sull’invecchiamento. In particolare alcune patologie come il cancro, l’aterosclerosi, il diabete, l’artrite e la malattia di Alzheimer agiscono in numerosi modi sulle cellule e sui tessuti.
Quindi non è possibile impedire l’invecchiamento, ma è possibile rallentarlo, mantenendo la presenza di antiossidanti proporzionale alla presenza di molecole fortemente reattive ed evitando un eccesso di queste ultime. Infatti quando le specie reattive sono troppo numerose i meccanismi antiossidanti non sono in grado di ripararne i danni e la cellula può morire.
Radicali Liberi e stanchezza
La frase “sono stanco perché sono stressato” ha un fondo di verità: malessere, stanchezza, indolenzimento sono causati da un aumento dello stress ossidativo. La presenza di radicali liberi nell’organismo rende soggetti a processi ossidativi. Non possiamo impedire la produzione endogena di queste molecole, ma possiamo limitare le fonti esterne, ad esempio mantenendo uno stile di vita attivo, controllando l’alimentazione ed evitando fumo, alcol ed inquinamento.
Attenzione a fare troppa attività fisica: uno sportivo durante l’attività fisica consuma 20 volte l’ossigeno di una persona a riposo e ciò si traduce in un aumento della produzione di radicali liberi. Uno stile di vita sano protegge dalla formazione di molecole reattive ed aiuta a combattere stanchezza, ansia e malessere, oltre che proteggere dalle infezioni.
Radicali Liberi e stress ossidativo
Lo stress ossidativo è una condizione patologica causata dal disequilibrio tra produzione ed eliminazione dei radicali liberi e delle specie ossidanti, da parte dei sistemi endogeni antiossidanti. All’interno delle cellule viene sempre mantenuto un ambiente riducente, ovvero privo di radicali liberi attraverso la produzione di enzimi specifici. La rottura di questo equilibrio ha effetti tossici a causa della produzione di perossidi e radicali, che danneggiano le strutture cellulari.
Alcuni studi hanno formulato l’ipotesi che molte malattie croniche (fibromialgia, aterosclerosi, ipertensione, morbo di Parkinson, artrite reumatoide ed altre) siano associate ad un aumento dello stress ossidativo, oltre che al normale invecchiamento. Un certo grado di ossidazione nelle cellule è normale e viene controbilanciato dall’azione degli antiossidanti. Gli effetti legati all’eccesso di stress ossidativo, invece, sono:
- Invecchiamento precoce degli organi e della pelle
- Danni alla funzionalità degli organi
- Sviluppo di patologie croniche
- Malattie degenerative
