I radicali liberi includono specie reattive dell’ossigeno (ROS = Reactive Oxygen Species) e specie reattive dell’azoto (RNS = Reactive Nitrogen Species) che vengono generalmente accorpati nel termine RONS (Reactive Oxygen and Nitrogen Species). Sono molecole o atomi che contengono uno o più elettroni spaiati nel loro orbitale esterno che li rendono instabili e particolarmente reattivi. Raggiungono l’equilibrio solo catturando l’elettrone da altre molecole (fenomeno noto come “ossidazione”) per poter pareggiare la loro carica elettrica.
Con questo meccanismo possono danneggiare la struttura delle molecole con cui si legano (proteine, lipidi, acidi nucleici e quindi il DNA cellulare) ed alterare l’ equilibrio redox, fra ossidanti ed antiossidanti, che è importante per la preservazione della normale funzione cellulare.
I ROS sono le specie reattive più conosciute e studiate in quanto direttamente coinvolte nel favorire mutazioni cellulari ed il danno organico che predispone a numerose patologie compresi i tumori. Le principali sorgenti di ROS sono rappresentate dai mitocondri e da cellule immunitarie. ROS regolano i fattori di trascrizione Nrf2 (Nuclear factor erythroid-2-related factor-2) ed NF-kB (Nuclear Factor-kB). Il primo attiva la trascrizione di centinaia di geni, molti dei quali hanno funzioni antiossidanti e citoprotettive. Il secondo attiva geni che hanno un ruolo importante nell’infiammazione e nella carcinogenesi. Tale fattore è costitutivamente attivato in molti tumori.
Radicali liberi dell’Ossigeno (ROS)
I più conosciuti sono il radicale idrossile (OH), l’anione superossido (O2), il perossido di idrogeno (H2O2), gli idroperossidi (ROOH), l’ossido nitrico (NO), il perossinitrito (ONOO-), l’ossigeno singoletto.
Lo stress ossidativo
Lo stress ossidativo è il risultato di uno squilibrio tra la formazione di ROS ed i meccanismi antiossidanti dell’organismo. Esso causa danni ai componenti delle cellule (ossidazione delle proteine, perossidazione lipidica che porta alla distruzione delle mebrane cellulari, mutazioni del DNA) ed ai tessuti dell’organismo. Inoltre determina l’attivazione di HIFs (Hypoxia Inducible Factors) che induce la trascrizione di geni che promuovono la sopravvivenza e la proliferazione cellulare.
Lo stress ossidativo si associa ad obesità ed è responsabile di uno stato infiammatorio cronico di basso grado che è un fattore importante dell’invecchiamento, delle patologie ad esso correlate e dei tumori.
Generazione di ROS, possibili cause
- Invecchiamento (Aging): cellule senescenti sono molto attive dal punto di vista metabolico e rilasciano
citochine infiammatorie - sedentarietà /attività fisica troppo intensa
- alimentazione disordinata di tipo infiammatorio,
- accumulo di glicotossine (AGEs) nei tessuti in grado di indurre stress ossidativo
- fumo, alcol, abuso di sostanze illecite
- sindrome metabolica/obesità
- turbe del sonno
- processi infiammatori con aumento della regolazione di ciclossigenasi COX
- inquinanti ambientali, radiazioni ionizzanti
- agenti infettivi patogeni
- tumori (incremento dell’attività dei mitocrondri nelle cellule in attiva moltiplicazione)
Effetti dei ROS sull’organismo
- basse concentrazioni di ROS sono essenziali per le funzioni fisiologiche: regolazione dei segnali molecolari,
delle proteine dell’apoptosi, del tono vasale, della riparazione tissutale, della difesa da agenti patogeni; - elevate e persistenti concentrazioni di ROS hanno effetti negativi sull’organismo.
In presenza di una neoplasia ROS in eccesso esercitano attività di stimolo nel microambiente tumorale di
tumori solidi favorendo la progessione e le metastasi; - alte concentrazioni di ROS, in particolari condizioni, possono tuttavia essere utili nella terapia del cancro
inducendo apoptosi di cellule tumorali. Alcuni fitocomposti quali il curcumin (Curcuma longa) hanno attività
ormetica, bifasica (antiossidante e pro-ossidante).
