Antiossidanti: molecole utili per l’organismo

Sentiamo spesso parlare degli antiossidanti, sostanze che sono in grado di tamponare il cosiddetto “stress ossidativo”, l’insieme di quei processi scatenati da una serie di molecole, correlati all’invecchiamento cellulare e all’insorgenza di alcune malattie, come il diabete, il cancro, le forme artritiche, le malattie neurodegenerative. I meccanismi di azione delle molecole antiossidanti sono vari e complessi: fungono da “trappole” per i cosiddetti radicali liberi e/o ne inibiscono la produzione e riparano le biomolecole danneggiate. Entrati oramai nel linguaggio comune come per la parola “antiossidanti”, i radicali liberi sono principalmente specie molto reattive che contengono ossigeno o azoto, detti in gergo Ros (specie reattive dell'ossigeno) e Rns (specie reattive dell'azoto), anche se alcune molecole non sono chimicamente specie radicaliche, come l’acqua ossigenata (H2O2), un Ros. La loro produzione può essere sia catalizzata da fattori esterni - come inquinamento, fumo o l’esposizione alle radiazioni - sia derivare direttamente dai processi metabolici e di riparazione dell’organismo. A concentrazioni controllate, infatti, Ros e Rns hanno funzioni fisiologiche ben specifiche. Ad esempio, sono fondamentali nella riparazione e rigenerazione dei tessuti in seguito a una ferita, sia per la loro azione antibatterica che per il loro ruolo di messaggeri molecolari, orchestrando e regolando i processi come la crescita e la migrazione cellulare, l’angiogenesi e la rimodellazione dei tessuti. La guarigione di una ferita funziona fintantoché i livelli fisiologici di Ros e Rns sono controllati da particolari enzimi e proteine: un loro eccesso porta al processo opposto, la cronicizzazione della ferita. Non a caso, nelle persone diabetiche, le ferite croniche sono tra le complicanze più diffuse, perché uno degli effetti dell’iperglicemia è proprio l’elevato squilibrio a favore della produzione di Ros.

In generale Ros e Rns deteriorano molecole di importanza biologica come lipidi (ad esempio acidi grassi e colesterolo), proteine e il Dna stesso, processi che portano al danneggiamento delle cellule. I meccanismi associati sono molto complessi e spesso difficili da investigare per la varietà di prodotti che si formano: semplificando molto, queste molecole “perdono” un atomo, di solito l’idrogeno, quando reagiscono con i radicali liberi. L’azione di riparazione degli antiossidanti è quella di ritrasferire l’atomo perso ripristinando la forma originale della biomolecola. Chiaramente anche i meccanismi di contrasto correlati sono molteplici e una loro descrizione esaustiva è molto complicata. L’organismo ha sviluppato due principali strategie, una basata su enzimi in grado di neutralizzare i radicali liberi, la seconda basata invece sulla chimica di composti come il glutatione e le vitamine C ed E, che reagiscono direttamente con i Ros. In particolare, la vitamina E, liposolubile, protegge le membrane lipidiche delle cellule dall’ossidazione, mentre la vitamina C, ripristina la forma attiva della vitamina E, oltre che a reagire con i Rons e i Ros presenti.

Nonostante sia noto il ruolo dei radicali liberi sul funzionamento dell’organismo, la ricerca si sta focalizzando sulla descrizione dettagliata della loro azione a livello molecolare in relazione a una specifica patologia, per identificare quelle vie di reazione che possono essere intercettate per ridurre al minimo il danno e/o ripristinare lo stato di salute iniziale. Tra le tematiche di ricerca correlate, si colloca lo studio di nuove molecole antiossidanti e di estratti naturali: non solo la sintesi di molecole analoghe, ma anche l’ottimizzazione delle formulazioni e dei processi di drug-delivery sono tra gli obiettivi della ricerca in questo campo per rendere questi composti efficaci dal punto di vista terapeutico. Un altro ambito di studio importante e molto attuale è quello della correlazione fra dieta e stile di vita con i processi associati allo stress ossidativo, nell’ottica della prevenzione di malattie molto impattanti, come il diabete e altri disordini metabolici.

Fonte: Alessia Famengo, Istituto, di chimica della materia condensata e di tecnologie per l’energia, alessia.famengo@cnr.it