Gli antiossidanti sono sostanze che agiscono contro i radicali liberi, presenti sia nel nostro corpo (endogeni) che assunti tramite alimentazione (esogeni). Nello sport, gli antiossidanti non sembrano migliorare significativamente le performance, ma possono essere utili per ridurre lo stress ossidativo in soggetti carenti attraverso la dieta.
Introduzione
Gli antiossidanti sono sostanze in grado di fronteggiare ed eliminare le molecole reattive dell'ossigeno (ROS) e dell'azoto (RNS) definite anche radicali liberi22. I radicali liberi sono composti instabili, poiché mancanti di un elettrone nel loro orbitale più esterno; questo li rende altamente reattivi nei confronti di molte strutture cellulari, sottraendo elettroni per poter essere maggiormente stabili. I diversi processi che avvengono nel corpo sono spesso responsabili della formazione di questi composti; l'ossigeno, sebbene sia un elemento fondamentale per la vita cellulare, partecipa a molteplici processi che portano alla formazione di radicali liberi; questi sono prodotti principalmente in cinque siti del corpo: i mitocondri, i perossisomi, il citosol, il reticolo endoplasmatico liscio e la membrana plasmatica17, anche se persino i tessuti infiammati sono fonte di produzione di radicali liberi13,22.
Proprio per evitare che queste sostanze possano danneggiare le strutture cellulari, il corpo è dotato di sistemi di difesa specifici: gli antiossidanti. Gli antiossidanti sono in grado di agire anche a concentrazioni molto basse, impedendo la reazione tra i radicali liberi e le macromolecole biologiche del corpo, prevenendo, in alcuni casi, la loro formazione17.
La produzione di radicali liberi è influenzata da diversi fattori che non sempre sono legati a cause endogene, quali i processi metabolici, ma possono concorrere anche cause esterne quali lo stress nervoso, l'ingestione eccessiva di alcol, il fumo di sigaretta, l'esercizio fisico intenso, l'inquinamento atmosferico e l'esposizione eccessiva ai raggi solari.
Gli antiossidanti endogeni
I danni riportati dalle diverse strutture cellulari a causa dei radicali liberi possono essere prevenuti grazie a dei sistemi di difesa presenti nel nostro corpo (antiossidanti endogeni) e attraverso alcune sostanze, tra cui vitamine e componenti minerali, assunte attraverso i cibi (antiossidanti esogeni).
I più importanti antiossidanti endogeni sono: la superossido dismutasi (SOD), la catalasi (CAT) e la glutatione perossidasi (GST e GPx). Tra gli antiossidanti esogeni più importanti abbiamo: i polifenoli e i bioflavonoidi, alcune vitamine tra cui la C e la E, alcuni componenti minerali quali il selenio, il rame, lo zinco e, infine, alcuni coenzimi, quali il glutatione e il coenzima Q13,22.
La superossido dismutasi
La superossido dismutasi è una metalloproteina, esistente in tre isoforme: la manganese-SOD (Mn-SOD) che ritroviamo a livello mitocondriale, la rame/zinco SOD (Cu/Zn-SOD) di natura citosolica e la ferro-SOD (Fe-SOD) concentrata a livello extracellulare. La funzione principale della SOD è quella di agire contro l'anione superossido.
La catalasi
La catalasi è una proteina presente soprattutto nei perossisomi, organelli che svolgono diverse funzioni cellulari, dalla beta-ossidazione degli acidi grassi sino alla formazione di acidi biliari. Questo complesso enzimatico agisce catalizzando un processo noto come dismutazione, per combattere lo stress ossidativo indotto dal perossido di idrogeno, il più reattivo e pericoloso radicale libero.
La glutatione perossidasi
La glutatione perossidasi é un enzima utile contro lo stress da perossido di idrogeno, esistente sia in una forma selenio dipendente (GPx), sia in una forma selenio indipendente (GPT).
Antiossidanti esogeni ed alimentazione
Quando si parla di dieta ricca di antiossidanti si intendono alcune categorie di sostanze ubiquitarie in quasi tutti gli alimenti, sia di origine vegetale che di origine animale. Queste sostanze, di diversa natura, sono rappresentate da alcune vitamine e alcuni componenti minerali. Dal 1990 le ricerche relative all'utilizzo di antiossidanti sono sempre più numerose e potenziano la tesi secondo cui queste sostanze potrebbero giocare un ruolo chiave per la prevenzione di patologie18. È necessario specificare che l'assunzione eccessiva di antiossidanti, attraverso, per esempio, una supplementazione non controllata, potrebbe portare ad un fenomeno paradosso, incrementando ulteriormente la produzione di radicali liberi, invece che combatterli4,14,24.
Vitamina C e vitamina E
Alcuni esempi di antiossidanti sono la vitamina C e la vitamina E, appartenenti rispettivamente alla categoria delle vitamine idrosolubili e alla famiglia delle vitamine liposolubili. Il fabbisogno minimo di vitamina C é di circa 75 mg al giorno per l'uomo e di 60 mg al giorno per la donna (LARN 2014), considerate le quantità minime per non incorrere in una sua carenza.
Il ruolo di questa vitamina è di riuscire a donare un elettrone, rimanendo stabile e intervenendo nell'eliminazione dei radicali liberi e impedendo che altre sostanze possano reagire formando composti cancerogeni come nel caso dei nitriti e dei nitrati presenti in molti alimenti conservati. La vitamina C gioca inoltre un ruolo importante per inibire l'ossidazione delle LDL in vitro1,22.
La vitamina E non ha un vero e proprio fabbisogno raccomandato poiché l'evidenza scientifica non consente di definire un'assunzione raccomandata precisa (LARN 2014) sebbene alcuni libri e ricerche fanno emergere un fabbisogno medio di 15 mg di alfa-tocoferolo al giorno7. Il ruolo della vitamina E è quello di combattere lo stress ossidativo indotto dai radicali liberi, impedendo la formazione di composti reattivi per la perossidazione dei PUFA, acidi grassi polinsaturi omega-3 e omega-617.
Alimenti ricchi di vitamina C sono la frutta e la verdura fresca, a patto che non siano state conservate per lunghi periodi di tempo o non abbiano subito forti sbalzi termici. Esempi di alimenti contenenti questa vitamina sono: kiwi, arance, fragole e verdura verde scura.
Alimenti ricchi di vitamina E sono invece le mandorle, le nocciole e gli spinaci.
Altri composti antiossidanti
Alcuni ricercatori studiarono il ruolo di alcuni chelanti del ferro quali la curcumina, disinfiammatorio naturale, e la capsaicina, principio attivo del peperoncino, e la loro efficacia contro lo stress ossidativo18. Inoltre, i chelanti dei metalli (tra questi vi appartiene per esempio la vitamina C e il selenio) potrebbero avere un'importante azione preventiva nei confronti di patologie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer. In aggiunta si sa per certo che alcuni metalli quali il ferro e il rame potrebbero aggravare lo stress ossidativo, qualora fossero in eccesso nell'organismo oppure in casi patologici29.
Componenti minerali antiossidanti
Altre sostanze considerate antiossidanti sono alcuni componenti minerali quali il selenio e lo zinco.
Il selenio è spesso in combinazione con alcuni aminoacidi per esercitare il suo ruolo antiossidante ed essere così "attivo", come la selenio-metionina e la seleniocisteina.
Lo zinco è un antiossidante che rientra in molteplici reazioni chimiche, in quanto componente fondamentale di oltre 2700 enzimi, svolgendo un'azione catalitica, strutturale e in qualità di substrato21. Fonti importanti di zinco sono le ostriche, le lenticchie, la carne rossa e le uova. Sia lo zinco che il selenio, insieme al rame, sono coinvolti nel funzionamento delle difese antiossidanti endogene.
I polifenoli
Una categoria particolarmente conosciuta per i suoi effetti contro i radicali liberi sono i polifenoli. Diversi sono gli articoli che hanno trattato la tematica di questa categoria di sostanze per valutare se potessero portare incrementi dal punto di vista prestativo. I risultati inerenti alla performance o all'attenuazione dello stress ossidativo sono discordanti: a seguito dell'assunzione di antiossidanti si sono riscontrati aumenti, decrementi e nessun effetto sulla prestazione fisica26.
Nello studio di Trinity et al. del 2014, a seguito dell'assunzione di una settimana di un antiossidante polifenolo non si sono riscontrati miglioramenti della prestazione. Nel medesimo studio di ricerca si era condotta un'ulteriore osservazione, riscontrando invece dei miglioramenti prestativi dovuti probabilmente agli accorgimenti nutrizionali adottati, affinché la supplementazione di antiossidanti fosse maggiormente efficace26. Si è potuto notare, inoltre, che l'utilizzo di polifenoli può ridurre i segni di stanchezza e indolenzimento.
zimento muscolare a seguito di lavoro eccentrico26. Un altro composto studiato è la vitamina E. Spesso si studiano i suoi effetti antiossidanti attraverso l'alimentazione; al contrario, la sua assunzione attraverso integratori non sembra così chiara. La sola supplementazione di questa vitamina potrebbe aumentare lo stress ossidativo e incrementare la resistenza insulinica23,28, nonostante questo effetto sembrerebbe essere dose-dipendente.Caso analogo è la vitamina C: un suo eccesso potrebbe renderla un pro-ossidante, incrementando lo stress ossidativo.
Se volessimo indagare l'aumento della prestazione in seguito all'assunzione di antiossidanti e facessimo un po' di indagini, purtroppo non avremmo grossi risultati, in quanto anch'essi discordanti. Uno studio condotto da Bryant et al. del 2003 ha dimostrato su ciclisti di sesso maschile che l'assunzione di vitamina C ed E non migliora la performance. Questo potrebbe essere dovuto al fatto che l'esercizio fisico migliora l'efficacia delle difese antiossidanti endogene9, rendendo superflua una supplementazione di composti che abbassino lo stress ossidativo8.
La protezione cellulare che si ottiene attraverso la pratica sportiva moderata, incrementando le difese antiossidanti endogene, viene definita ormesi5. Tale fenomeno è equiparabile ad una sorta di vaccinazione e questo fa pensare che livelli adeguati di radicali liberi possano essere messi in relazione con un buono stato di salute, essendo coinvolti in molti processi cellulari, contrariamente a quanto accade in condizioni di esercizio fisico cronico, con elevate produzioni di ROS, dove le difese antiossidanti risultano inadeguate e si verifica una predisposizione alle infiammazioni e alle malattie degenerative5.
Su soggetti adulti carenti di vitamina C e successivamente supplementati con un dosaggio di 500 mg al giorno per due settimane, oppure assumendo l'RDA per otto settimane, si è potuto notare un incremento significativo della potenza aerobica7.
Adolescenti con un basso consumo di vitamina C e poi supplementata con un dosaggio di 100 mg al giorno per quattro mesi, hanno incrementato la loro capacità di esprimere lavoro fisico del 48%7,16. Alcune ricerche, anche sulla supplementazione di vitamina E, sono favorevoli a consigliarne una sua assunzione, pari a 100-200 mg giornalieri, per prevenire il danno ossidativo indotto dall'esercizio intenso19.
Nel libro di Campell e Spano del 2011 vengono menzionate diverse ricerche sul consumo di vitamina E da parte di atleti e se effettivamente una sua supplementazione possa tornare utile per la prestazione: le ricerche mostrano risultati inconsistenti. Concludendo, per quanto possa tornare utile in caso di esercizio cronico per evitare l'innalzamento di radicali liberi, non ci sono valide basi scientifiche per consigliare una supplementazione di vitamina E se la finalità è il miglioramento prestativo.
Altri composti presi in esame in qualità del loro ruolo antiossidante sono l'acido alfa lipoico e il NAC (N-Acetil-Cisteina). L'acido alfa lipoico, definito anche acido tiotico, mostra un'azione antiossidante a dosaggi di 300 mg al giorno assunti tra o con i pasti principali, in presenza o meno di carboidrati2.
Anche il NAC ha mostrato un effetto antiossidante a dosaggi che partono dai 600 mg al giorno, assunto nei pasti principali2.
Per quanto siano molte le ricerche che non hanno mostrato miglioramenti prestativi, altrettante ricerche sembrano a favore dell'utilizzo degli antiossidanti per abbassare lo stress ossidativo, come menzionato nell'articolo "Attività fisica, stress ossidativo ed antiossidanti" del n.3 di Strength & Conditioning del 2012, edito dalla Calzetti & Mariucci.
Un integratore usato spesso come anticatabolico sono gli aminoacidi ramificati (BCAA); questi sembrerebbero diminuire la proteolisi muscolare e il TNF-a, la produzione di ROS e incentivare la sintesi di glutammato, convertito in glutammina attraverso l'enzima glutammina sintetasi, e bloccare l'effetto infiammatorio dell'allenamento20. Se l'infiammazione può essere causa di ROS, sotto questo aspetto l'assunzione di BCAA potrebbe essere maggiormente efficace rispetto ad altre sostanze.
Conclusioni
Gli antiossidanti sono dei complessi enzimatici naturalmente presenti nel nostro corpo per fronteggiare l'eccessiva formazione di radicali liberi.
Gli antiossidanti sono dei complessi enzimatici naturalmente presenti nel nostro corpo per fronteggiare l'eccessiva formazione di radicali liberi. Essi sono inoltre presenti negli alimenti, identificabili come vitamine e componenti minerali, utili per combattere lo stress ossidativo, specialmente in soggetti con carenze di sostanze antiossidanti. La loro utilità in soggetti sani e praticanti una sana e regolare attività fisica non sembra altrettanto confermata e non si riscontra unanimità negli studi scientifici. In questi soggetti, infatti, che non presentano carenze nutrizionali evidenti, la pratica sportiva rappresenta un ottimo mezzo per potenziare le difese antiossidanti endogene, rendendo superfluo l'impiego di prodotti supplementativi che contrastino i radicali liberi.
Se da un lato queste sostanze assunte possono risultare utili, la supplementazione potrebbe trasformare gli antiossidanti in sostanze pro-ossidanti, scatenando un effetto paradosso, sebbene tale ipotesi andrebbe maggiormente approfondita andando ad indagare a quali dosaggi e per quali tempistiche di somministrazione si verifichino tali effetti e su quali markers.
Benefici dell'integrazione nell'esercizio fisico
Numerosi studi hanno documentato gli effetti positivi dell'integrazione antiossidante sull'esercizio fisico. La ricerca di Trinity et al.26 ha dimostrato l'impatto dei polifenoli sulle prestazioni ciclistiche e la funzione cardiovascolare. L'integrazione con composti fenolici ha mostrato miglioramenti significativi nella capacità di esercizio e nella protezione del sistema cardiovascolare durante sforzi prolungati.
Gli effetti dell'integrazione antiossidante si estendono anche alla sensibilità insulinica e ai marcatori infiammatori. Vincent et al.28 hanno osservato che la supplementazione antiossidante può migliorare la sensibilità all'insulina e ridurre le molecole di adesione endoteliale, contribuendo a un migliore stato metabolico generale.
Meccanismi d'azione dei composti antiossidanti
I meccanismi attraverso cui gli antiossidanti esercitano i loro effetti benefici sono molteplici. I polifenoli del tè verde, in particolare l'epigallocatechina gallato (EGCG), mostrano proprietà anticancro e anti-infiammatorie attraverso la modulazione di specifiche vie metaboliche15. Questi composti agiscono non solo come scavenger diretti dei radicali liberi, ma anche come modulatori dell'espressione genica e dell'attività enzimatica.
La generazione mitocondriale di specie reattive dell'ossigeno rappresenta un aspetto cruciale del metabolismo aerobico13. Gli antiossidanti possono intervenire a diversi livelli di questa cascata, dalla produzione iniziale di ROS alla loro neutralizzazione finale, contribuendo al mantenimento dell'omeostasi cellulare.
Conclusioni
La ricerca scientifica attuale evidenzia la complessità del ruolo degli antiossidanti nell'esercizio fisico e nella salute umana. Mentre il stress ossidativo rappresenta una componente normale e spesso benefica dell'adattamento all'esercizio, l'integrazione antiossidante può offrire vantaggi specifici in determinate condizioni.
L'approccio più prudente sembra essere quello di una supplementazione mirata, basata sulla valutazione individuale dello stato ossidativo e delle esigenze specifiche dell'atleta. Future ricerche dovranno chiarire ulteriormente i dosaggi ottimali, i tempi di somministrazione e le popolazioni che potrebbero beneficiare maggiormente dell'integrazione antiossidante.
La comprensione dei meccanismi molecolari alla base degli effetti degli antiossidanti rappresenta la chiave per sviluppare strategie nutrizionali personalizzate ed efficaci nel supporto delle prestazioni atletiche e del benessere generale.
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