Stress ossidativo: definizione, cause e quanto valgono gli antiossidanti

Nel 1994, un grande studio su 29 133 fumatori finlandesi doveva verificare se due antiossidanti, tra cui il betacarotene, riducessero il cancro al polmone. In chi assumeva betacarotene ha mostrato il contrario: il 18 % di tumori al polmone in più. Questo fallimento riassume il paradosso dello stress ossidativo: un fenomeno reale, centrale in biologia, che però non si controlla semplicemente ingerendo antiossidanti. Definizione, ruolo utile dei radicali liberi, cause, difficoltà nel misurarlo, risultati degli studi e indicazioni realmente autorizzate: ecco cosa sapere.

Che cos'è lo stress ossidativo?

Il nostro organismo usa l'ossigeno per produrre energia. Nel farlo, forma continuamente specie reattive dell'ossigeno: l'anione superossido, il perossido di idrogeno (acqua ossigenata) o il radicale idrossile. Alcune sono radicali liberi, cioè molecole con un elettrone non appaiato, molto reattive.

Il concetto di stress ossidativo è stato formulato nel 1985. Indica uno squilibrio tra questi ossidanti e le difese antiossidanti, a favore degli ossidanti. Oggi i ricercatori distinguono due situazioni. A basso livello si parla di «eustress ossidativo»: gli ossidanti fungono da segnali. Ad alto livello, di «distress ossidativo»: danneggiano lipidi, proteine e DNA.

I radicali liberi sono sempre dannosi?

No. Più di 40 enzimi li producono in modo controllato, in particolare le NADPH ossidasi e la catena respiratoria dei mitocondri. A concentrazioni minime, dell'ordine dei nanomolari, il perossido di idrogeno agisce da messaggero. Regola il metabolismo e aiuta le cellule ad adattarsi. Anche i globuli bianchi usano queste molecole per distruggere i microbi.

L'esercizio offre un esempio significativo. In uno studio su 39 giovani uomini, quattro settimane di allenamento hanno migliorato la sensibilità all'insulina, ma solo senza antiossidanti. Con 1 000mg di vitamina C e 400 UI di vitamina E al giorno, questo beneficio scompariva, così come l'attivazione dei geni della difesa antiossidante. Un piccolo stress ossidativo occasionale stimola le difese: è il principio dell'ormesi.

Quali sono le cause dello stress ossidativo?

Una parte della produzione di ossidanti è normale e continua. Lo squilibrio compare quando aumenta molto o quando le difese si indeboliscono. Tra i fattori più spesso citati:

• il fumo;
• l'inquinamento atmosferico e l'eccessiva esposizione ai raggi UV;
• l'alcol;
• l'infiammazione cronica;
• una glicemia persistentemente elevata;
• gli sforzi fisici intensi e inconsueti.

Il fumo offre un esempio ben documentato. In 10 fumatori, il livello ematico di F2-isoprostani, prodotti dell'ossidazione dei lipidi, era più del doppio di quello di 10 non fumatori (242 contro 103 pmol/L). Dopo due settimane di astensione, diminuiva nettamente, da 250 a 156 pmol/L.

Stress ossidativo: quali sintomi?

Non ne esistono di specifici. Lo stress ossidativo è uno stato biochimico, non una malattia: di per sé non si manifesta con alcun sintomo riconoscibile. Accompagna però numerose malattie, come aterosclerosi, broncopneumopatia cronica ostruttiva o malattia di Alzheimer, senza esserne sempre la causa.

Il ricercatore che ha formulato il concetto mette egli stesso in guardia dall'uso del termine «senza una relazione chiara con la chimica redox». Diffida degli elenchi di sintomi vaghi associati a test o prodotti «anti-radicali liberi».

Si può misurare il proprio stress ossidativo?

È difficile. Esistono moltissimi marcatori, ma tanti si basano su metodi poco specifici. Quelli affidabili sono troppo complessi per la routine e nessun marcatore è validato come strumento diagnostico. Nelle linee guida sulle indicazioni sulla salute, l'EFSA ha esaminato i principali marcatori:

In altre parole, un esame dello «stress ossidativo» proposto in laboratorio fornisce una fotografia parziale, difficile da interpretare per un individuo.

Antiossidanti in capsule: cosa mostrano i grandi studi

I risultati sono deludenti e talvolta preoccupanti. Una revisione Cochrane del 2012 ha riunito 78 studi randomizzati e 296 707 partecipanti, sani o malati. Nel complesso, gli integratori antiossidanti (betacarotene, vitamine A, C, E, selenio) non hanno modificato la mortalità. Nei 56 studi di migliore qualità, l'hanno persino leggermente aumentata (+4 %). L'aumento riguardava betacarotene (+5 %) e vitamina E (+3 %); vitamina C e selenio non avevano effetti significativi.

Due studi hanno lasciato il segno. Nei fumatori finlandesi, 20mg di betacarotene al giorno hanno aumentato i tumori al polmone del 18 % e la mortalità dell'8 %. In 35 533 uomini, 400 UI di vitamina E al giorno hanno aumentato il rischio di tumore alla prostata del 17 %. Nel 2022, il gruppo statunitense di esperti USPSTF ha raccomandato di non utilizzare betacarotene né vitamina E per ridurre il rischio di malattie cardiovascolari o tumori.

Un'eccezione: la DMLE

Un ambito fa eccezione. Nelle persone già affette da degenerazione maculare legata all'età (DMLE), una revisione Cochrane del 2023 (26 studi) conclude che gli integratori che associano diverse vitamine antiossidanti probabilmente rallentano l'evoluzione verso una forma grave (rischio ridotto di circa un quarto). Il risultato si basa soprattutto su un grande studio statunitense e riguarda pazienti seguiti da un oculista, non la popolazione generale.

Perché questi fallimenti?

Innanzitutto perché, secondo il ricercatore che ha definito il concetto, la difesa principale si basa sugli enzimi antiossidanti, molto più che sulle piccole molecole antiossidanti come le vitamine. Poi perché gli ossidanti fungono anche da segnali: neutralizzarli indiscriminatamente può bloccare adattamenti utili. Infine, gli studi clinici non hanno confermato le speranze nate in laboratorio. I ricercatori si orientano ora verso approcci più mirati.

Gli antiossidanti prodotti dall'organismo

Le nostre cellule dispongono di una vera rete di difesa. Comprende enzimi come superossido dismutasi, catalasi e glutatione perossidasi, queste ultime bisognose di selenio. Comprende anche molecole, in primo luogo il glutatione.

Il glutatione è la più abbondante tra le piccole molecole solforate delle nostre cellule. La sua produzione dipende soprattutto dalla disponibilità di cisteina, un amminoacido, e da un enzima regolato dal fattore Nrf2. Per questo la N-acetilcisteina, che apporta cisteina, viene studiata come precursore. Per approfondire, leggi i nostri articoli sul glutatione e sulla N-acetilcisteina (NAC). Queste reazioni di ossidoriduzione sono presenti in tutto il metabolismo, come mostra l'esempio della coppia NAD+ e NADH.

Quali indicazioni sono autorizzate?

Nell'Unione europea, solo sette nutrienti possono riportare l'indicazione «contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo», a condizione che il prodotto ne sia almeno una fonte significativa. Le formulazioni esatte sono:

• «La vitamina C contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo»
• «La vitamina E contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo»
• «La riboflavina contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo» (vitamina B2)
• «Lo zinco contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo»
• «Il selenio contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo»
• «Il rame contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo»
• «Il manganese contribuisce alla protezione delle cellule dallo stress ossidativo»

Una sola altra indicazione riguarda lo stress ossidativo: «I polifenoli dell'olio di oliva contribuiscono alla protezione dei lipidi ematici dallo stress ossidativo», riservata a un olio di oliva che apporti almeno 5mg di idrossitirosolo e derivati per 20 g. Glutatione, NAC, resveratrolo o altri polifenoli non hanno alcuna indicazione di questo tipo. Per l'EFSA, un potere antiossidante misurato in provetta non dimostra alcun beneficio nell'organismo. Lo spieghiamo anche nel nostro articolo su miti e realtà del resveratrolo.

Domande frequenti

«Stress oxydatif» o «stress oxydant»: qual è la differenza?

Nessuna: le due espressioni francesi indicano lo stesso fenomeno, lo stress ossidativo. «Stress oxydant» è spesso preferito nelle pubblicazioni scientifiche francesi, «stress oxydatif» nel linguaggio comune.

Lo stress ossidativo è legato allo stress psicologico?

Sono due concetti diversi, nonostante il nome. Lo stress ossidativo è uno squilibrio chimico nelle cellule, lo stress psicologico una reazione dell'organismo a una pressione. Per quest'ultimo, vedi il nostro articolo su stress e ingredienti studiati in questo ambito.

Quali alimenti apportano antiossidanti?

Frutta, verdura, legumi, noci, tè o cacao apportano vitamine, carotenoidi e polifenoli. Ma il loro «potere antiossidante» misurato in laboratorio, come l'indice ORAC, non dice cosa fanno nell'organismo. L'interesse di un'alimentazione varia non si riduce a quel numero.

Lo sport aumenta lo stress ossidativo?

Occasionalmente sì, soprattutto durante sforzi intensi o inconsueti. Ma un allenamento regolare stimola a sua volta l'espressione delle difese antiossidanti dell'organismo. È un adattamento benefico che dosi elevate di vitamine antiossidanti possono attenuare.

Lo stress ossidativo fa invecchiare?

I danni ossidativi si accumulano effettivamente con l'età e l'idea di un invecchiamento causato dai radicali liberi è antica. Ma è stata ridimensionata: gli ossidanti sono anche segnali utili e gli integratori antiossidanti non hanno ridotto la mortalità negli studi.

Stress ossidativo e infiammazione: quale legame?

Si alimentano reciprocamente. Le cellule dell'infiammazione producono ossidanti per distruggere i microbi e un eccesso di ossidanti attiva a sua volta segnali infiammatori. Per questo i due fenomeni sono associati in numerose malattie croniche.

Conclusione

Lo stress ossidativo è un concetto solido, ma spesso usato male. I radicali liberi non sono soltanto nemici: a basse dosi fungono da segnali e stimolano le nostre difese, enzimi e glutatione in testa. I grandi studi mostrano che gli antiossidanti in capsule ad alta dose non proteggono e possono talvolta nuocere. I fattori più sicuri restano semplici: non fumare, muoversi regolarmente e mangiare in modo vario. Quanto agli integratori, solo alcuni nutrienti dispongono di un'indicazione autorizzata sullo stress ossidativo.

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