Nel 1956, Denham Harman, un chimico americano che aveva lavorato a lungo per la compagnia petrolifera Shell, propose un'interessante teoria, oggi nota come teoria dell'invecchiamento.
Lo studioso statunitense, incuriosito dal meccanismo che si cela dietro a questo inesplicabile fenomeno naturale, dedicò mesi alle ricerche e alle indagini prima di procedere alla redazione, e poi alla pubblicazione, di quello che al giorno d'oggi è uno degli articoli più citati sull'argomento.
Qual era la sua teoria? Harman riteneva che la produzione di radicali liberi determinata dalla respirazione cellulare (ossia dal processo attraverso il quale le cellule trasformano i prodotti dell'alimentazione in energia) fosse in grado di danneggiare le cellule, causandone l'invecchiamento.
Nei decenni successivi all'esposizione di questa teoria, le conquiste e i progressi realizzati in vari ambiti della scienza e in particolare in medicina, biologia, gerontologia - ne hanno confermato la fondatezza, rendendo l'ipotesi che queste reazioni chimiche esercitino un ruolo cruciale nell'invecchiamento dell'organismo, una verità comunemente accettata.
Ma vediamo nel dettaglio che cosa sono i radicali liberi, come agiscono e, infine, come possiamo contrastare la loro azione per prevenire i danni che essa produce.
I radicali liberi: definizione e formazione
Chiamati anche ossidanti, in generale i radicali liberi sono classificati come specie chimiche altamente reattive.
In parole più semplici, ciò significa che il radicale libero, che può essere costituito da un atomo o da una molecola, è in grado di reagire con i molteplici composti chimici da cui sono formate le strutture biologiche. La sua reattività è dovuta alla presenza di un elettrone spaiato, e quindi instabile, che spinge il radicale a cercare di riportare la propria carica elettromagnetica all'equilibrio. Per la precisione, il radicale libero:
avendo elettroni spaiati nei suoi orbitali, tende ad accoppiarli, nelle reazioni con altre specie, cedendone o acquistandone per eliminare la situazione di disaccoppiamento.1
Così facendo, esso genera nuove molecole instabili e, di fatto, innesca una reazione «a catena» che, se non interrotta tempestivamente, può portare al danneggiamento delle strutture cellulari.
Ma qual è l'innesco di questa reazione «a catena»?
A innescarne la formazione dei radicali liberi è l'ossigeno, uno degli elementi chimici di cui è composta l'aria, nonché la sostanza dalla quale dipende la sopravvivenza della maggior parte degli organismi che popolano la Terra, animali e vegetali. Le cellule di questi organismi si servono dell'ossigeno per realizzare una reazione chiave nel processo di nutrizione: l'ossidazione, ossia la reazione chimica che serve a produrre energia.
Quel che accade è che i componenti essenziali dei nutrienti contenuti nei cibi, una volta ingeriti ed esposti all'azione dell'ossigeno, "vengono bruciati" e, nel subire questo processo di combustione, sprigionano energia che attraverso il sangue arriva a tessuti e organi, rilasciano calore, e producono alcuni scarti, tra cui appunto i radicali liberi. All'interno della cellula, sono molteplici i siti nei quali questi "scarti organici" vengono generati, ma il più importante è senza dubbio il mitocondrio, un organello coinvolto proprio nella produzione di energia.
In conclusione, va precisato che quello della produzione di radicali liberi è un fenomeno fisiologico importante, e anzi necessario, e che alcuni radicali liberi svolgono un ruolo nodale nella regolazione dell'espressione genica e nella comunicazione intracellulare. Per fare un esempio, i radicali liberi meglio noti, vale a dire i ROS - acronimo inglese che sta per Reactive Oxygen Species, equivalente all'italiano "specie reattive dell'ossigeno"- servono al sistema delle difese dell'organismo, che se ne serve per combattere batteri e virus.
1 https://www.treccani.it/enciclopedia/radicali-liberi-biologia-e-patologia_%28Enciclopedia-della-Scienza-e-della-Tecnica%29/
La funzione distruttiva dei radicali liberi
Lo abbiamo anticipato: a lungo andare l'azione dei radicali liberi diventa dannosa per le strutture cellulari e per l'organismo in generale. Questi composti, infatti, si accumulano nelle cellule, dove svolgono un'azione ossidante che viene associata tanto con il precoce invecchiamento cellulare quanto con l'insorgenza di varie patologie.
L'azione distruttiva dei radicali liberi interessa soprattutto:
- i lipidi che formano le membrane cellulari, la cui fluidità può risultare seriamente alterata;
- gli acidi nucleici e, nello specifico, il DNA, il cui danneggiamento aggrava l'esposizione al rischio che si manifestino disturbi;
- le proteine, la cui struttura ne risulta profondamente alterata.
Come combattere i radicali liberi con gli antiossidanti
Si sa, il nostro organismo è naturalmente provvisto di sistemi che ne assicurino la difesa in caso di attacchi, e il caso dei radicali liberi non costituisce un'eccezione.
Anzi, in questo caso, l'organismo si è dotato di ben due tipi di sistemi di difesa, in grado di operare con livelli e meccanismi diversi: i sistemi endogeni e quelli esogeni.
I sistemi endogeni
In ogni persona sana è presente un sistema anti-radicali - il cosiddetto sistema antiossidante - che, attraverso enzimi specifici e altre sostanze antiossidanti, agisce riequilibrando la carica elettromagnetica dei radicali liberi per attenuarne la pericolosità e, così, eliminarli.
Esemplare è, in questo senso, l'azione dell'enzima catalasi. Cerchiamo, dunque, di capire brevemente come agisce.
Le reazioni biochimiche attraverso cui le cellule generano energia producono, tra gli altri, l'anione superossido, il quale viene trasformato, per effetto dell'enzima superossido dismutasi (SOD), in perossido di idrogeno, la comune acqua ossigenata, certo utilissima per disinfettare ferite e sbucciature, ma tossica per le strutture cellulari. È a questo punto, allora, che interviene l'enzima catalasi, che converte il perossido di idrogeno - la nostra acqua ossigenata - in acqua e ossigeno, due composti largamente presenti nel nostro organismo, privando il radicale libero della sua tossicità.
Ora, posto che - come sappiamo - la presenza di questo sistema e il suo funzionamento non dipendono da noi, non bisogna sottovalutare l'effetto benefico che lo sviluppo di comportamenti virtuosi (come la dedizione a uno sport o la pratica di attività fisica in generale) e l'osservanza di diete che includano alimenti ricchi di sostanze antiossidanti possono sortire.
Vediamo, nello specifico, che cosa possiamo fare per garantire il benessere del nostro sistema antiossidante.
I sistemi esogeni
Partiamo dall'alimentazione. Certa frutta e verdura, come i kiwi, il cavolfiore, il pompelmo rosa e l'uva nera, contiene sostanze rinomate per le loro proprietà antiossidanti.
Tra di esse, le principali sono:
- i pigmenti vegetali, come i polifenoli, i bioflavonoidi, antocianine;
- le vitamine, come la vitamina C (l'acido ascorbico), la vitamina E e il beta-carotene (precursore della vitamina A);
- altri micronutrienti ed enzimi come il selenio, il coenzima Q10, lo zinco, il rame, l'acido urico, il glutanione e la melatonina.
Gli agenti antiossidanti contenuti in queste sostanze sono in grado agire singolarmente come pure di combinare le loro azioni.
Radicali liberi: consigli e prevenzione
Le esatte quantità sono state suggerite da un gruppo di studiosi dell'università di Boston, i quali, indagando sul potere ossidante degli alimenti, hanno scoperto che il livello di assunzione più adeguato dovrebbe essere pari a circa 5000 ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity, l'unità di misura del potere antiossidante che è stata messa a punto dagli scienziati) equivalenti ad almeno 5-6 porzioni di frutta e verdura fresche e di stagione. È scontato, ma doveroso, puntualizzare che un simile livello può essere raggiunto soltanto attraverso un'alimentazione completa ed equilibrata, che includa modeste quantità di grassi saturi (specialmente di origine animale) e di grassi idrogenati.
Ma la dieta non è l'unico strumento di prevenzione del quale ci possiamo avvalere né può essere sufficiente a contrastare l'azione dei radicali liberi.
Per evitare di spezzare il delicato equilibrio tra la produzione di radicali liberi e l'azione antiossidante esercitata dal nostro organismo - su cui, come abbiamo visto, si fonda lo nostra sopravvivenza - occorre evitare sostanze, condizioni o fenomeni quali:
- le infiammazioni,
- il fumo di sigaretta (i cui effetti nocivi sono molteplici e ben noti a tutti),
- le radiazioni UV,
- lo stress,
- l'elevato consumo di alcol,
- l'esposizione intesa e prolungata all'inquinamento,
- l'attività fisica intensa,
- certe trattamenti a base di farmaci.
