Attività fi sica e stress ossidativo, rischio potenziale o vantaggio adattivo
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NOTE SULL’AUTORE
SCIENZA E SPORT
Dott. Daniele Valentino
Laureato in Scienze delle attività
motorie e sportive nel 2016.
Attualmente studente della
facoltà di Fisioterapia presso
l’Università degli Studi di Foggia.
Email: daniele.valentino94@
gmail.com
Attività fisica e stress ossidativo,
rischio potenziale o vantaggio adattivo
di Daniele Valentino
INTRODUZIONE
Molteplici studi scientifici effettuati nel corso tende a ridurre. Questo si verifica nella quasi
degli ultimi anni hanno potuto dimostrare i maniacale ricorrenza a svolgere tutte quelle at-
molti effetti benefici che l’attività fisica implica tività aerobiche in cui aumenta il fabbisogno di
sull’organismo, dedicando particolare interesse ossigeno medio a livello tissutale, che se svolte
alla prevenzione di stati patologici di modesta e ad intensità elevata e senza rispettare tempi di
grave entità (obesità, ipertensione, cardiopatie, recupero adeguati possono condurre alla ge-
diabete, ecc.) e all’ottimizzazione del benessere nerazione di picchi elettronici a livello mitocon-
psicologico e delle funzioni mentali (rilascio di driale durante i normali processi metabolici di
beta-endorfine ipofisarie). respirazione cellulare. Il conseguente sovralle-
Pur tuttavia, come in tutti gli eccessi, una sua namento porterà ad una maggiore dispersione
pratica morbosa e spropositata può provocare di specie reattive dell’ossigeno altamente no-
effetti indesiderati annullando completamente cive, chiamate comunemente radicali liberi (o
>>
il suo ruolo preventivo e aumentando il rischio ROS) che determinano quella condizione meta-
di contrarre gli stessi stati patologici che essa bolica denominata stress ossidativo.
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RADICALI LIBERI E ANTIOSSIDANTI
La produzione di queste sostanze, quindi, può
L’ossigeno che respiriamo è una molecola dia- essere innescata durante i normali processi che
tomica formata, appunto, da due atomi gemelli. portano alla generazione di ATP, molecola che
Ogni atomo di ossigeno tende quindi ad asso- fornisce disponibilità immediata per l’esercizio
ciarsi ad un proprio gemello condividendo una fisico.
coppia di elettroni e lasciandone spaiati altri Per questo in determinate situazioni, come du-
due, che spaziano in zone definite orbitali. Se rante l’attività fisica aerobica in cui aumenta il
l’atomo di ossigeno non trova un gemello a fabbisogno di ossigeno, l’organismo mette in
portata di mano, accetta prontamente i due atto un complesso sistema difensivo contro di
elettroni da un’altra fonte (per esempio dall’i- esso.
drogeno), formando molecole altamente insta- L’insieme di sostanze che si occupano di fron-
bili con uno o più elettroni spaiati sull’orbitale teggiare la produzione di radicali liberi prodotti
più esterno. Tale specie chimica rappresenta un dal nostro organismo e che svolgono la fun-
radicale libero. zione più importante per prevenire forme di
stress ossidativo sono gli antiossidanti. Questi
A questo punto l’elettrone spaiato si riaccop- composti enzimatici prevengono i danni ripor-
pia, ma è la molecola vicina che adesso diven- tati dalle diverse strutture cellulari a causa delle
ta un radicale libero con un elettrone spaiato, ROS, reagendo al posto delle macromolecole
formando una catena lunghissima di reazioni biologiche.
chimiche abnormi che possono rivelarsi nocive Essi si suddividono in endogeni quando sono
per l’organismo, tra cui quelle che partecipano già presenti all’interno del nostro organismo e
alle fasi di respirazione cellulare durante pro- in esogeni quando sono assunti tramite l’ali-
lungati livelli di stress indotti dall’attività fisica mentazione. Tra gli endogeni si ricordano:
aerobica.
Si verifica quindi una situazione paradossale: il - la superossido dismutasi, presente nel ci-
metabolismo ossidativo non può prescindere toplasma e nei mitocondri;
dall’ossigeno ma il 4-5% di tale metabolismo - a glutatione perossidasi;
genera specie reattive fortemente dannose. Tra - la catalasi, coinvolta nel processo di detos-
le più importanti ricordiamo: sificazione cellulare.
- l’anione superossido (O2-), prodotto anche Tra gli esogeni si evidenziano i carotenoidi, la
dalle cellule del sistema immunitario che at- vitamina C, la vitamina E, il selenio, il rame,
taccano i microrganismi; lo zinco e il manganese, micronutrienti che si
- il radicale idrossile (OH), in grado di attacca- trovano nella maggior parte di alimenti a base
re tutte le macromolecole biologiche; di frutta e verdura.
- ROO o radicale perossile;
- LOO o radicale lipoperossido;
- NO2 o biossido di azoto radicale anione;
- OONO o perossinitrito, che causa ossidazio-
ne diretta di proteine e DNA.
Tra le specie chimiche fortemente ossidanti
non radicaliche, ma che si formano da alcune
ROS, si possono annoverare:
- il perossido di idrogeno H2O2, che può cau-
sare un danneggiamento ossidativo nelle
cellule;
- l’ossigeno singoletto, coinvolto nel metabo-
lismo del colesterolo.
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LO STRESS OSSIDATIVO legati allo stile di vita, fino al punto di impedire
una prestazione in seguito ad un appropriato
I radicali liberi entrano in gioco costantemente, periodo di rigenerazione. L’insorgenza di tale
anche facendo un’attività fisica leggera come patologia dipende quindi da molteplici fattori
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camminare, ma possono aumentare drasti- organici, ematici e ormonali.
camente svolgendo un’attività fisica intensa,
causando un incremento significativamente In accordo ad uno studio presentato al Cana-
misurabile soprattutto nelle attività aerobiche. dian Cardiovascular Congress nel 2010, a Mon-
Se poi a questa condizione si associa anche un treal, una pratica aerobica che non rispetta le
mancato rispetto dei tempi di recupero ade- leggi della somministrazione del carico e del re-
guati, si rischia la sindrome da sovrallenamento cupero conduce ad una grande produzione di
(overtraining), che principalmente risulta esse- specie radicaliche, in grado di provocare danni
re la prima causa scatenante dello stress ossi- ai principali organi del corpo umano a distanza
dativo. di tempo dal termine dell’attività.
L’overtraining è una patologia che colpisce Questo fenomeno risulta essere implicato
specialmente in misura particolare gli sportivi nell’eziogenesi di molte patologie del corpo
che si allenano assiduamente e non rispetta- umano, anche degenerative, tra cui: patologie
no tempi di recupero adeguati che possano infiammatorie-immunitarie (artrite reuma-
ripristinare le energie ottimali per una buona toide), patologie polmonari (COPD), diabete
performance. Nel 1991, Moston e Keast hanno mellito, malattie cardiovascolari (ipertensio-
definito il sovrallenamento come la condizio- ne, aterosclerosi e cardiopatie) e neurodege-
ne propria del soggetto sottoposto allo stress nerative (Alzheimer, Parkinson e sclerosi mul-
generato dall’allenamento e da agenti esterni tipla). >>
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Inoltre è stato dimostrato che sembra essere CONCLUSIONI
coinvolto anche nello sviluppo della cancero-
genesi. L’attività fisica è senza dubbio il miglior metodo
per prevenire la manifestazione di una molti-
In condizioni fisiologiche vi è uno stato di tudine di situazioni patologiche, ma come si è
equilibrio tra produzione endogena di specie dimostrato, una sua pratica morbosa ed ecces-
reattive e neutralizzazione di queste da parte siva può dar vita al verificarsi di stati ossidativi
dei meccanismi di difesa antiossidanti. La vera da non sottovalutare.
genesi delle patologie citate precedentemen-
te sembra quindi data dal bilancio del dare e Lo squilibrio metabolico determinato dallo
dell’avere, cioè dal rapporto tra la quantità di stress ossidativo può essere uno dei fattori di
radicali liberi e le difese che li neutralizzano e rischio di numerose malattie dell’organismo
impediscono loro di danneggiare l’organismo. umano, se non contrastato da tempi di recupe-
Lo stress ossidativo può essere quindi definito ro adeguati e da una dieta ricca di antiossidanti
come la condizione in cui il bilancio esistente in grado di costruire le difese per riequilibrare
tra la produzione di radicali liberi e la loro disat- questo fenomeno.
tivazione attraverso il sistema di difesa antios-
sidante viene ad inclinarsi in favore dell’espres- È necessario redarguire non solo il sedenta-
sione dei radicali liberi. rio che non gode di uno stile di vita attivo, ma
anche chi pratica allenamenti di natura spe-
Sommariamente, quindi, all’attività aerobica, cialmente aerobica continui e ininterrotti nel
soprattutto se intensa, si accompagna necessa- tempo, noncurante dei possibili rischi che un’at-
riamente un’iperproduzione di specie radicali- tività fisica intensa potrebbe causare. In questa
che capaci di produrre danni a diverse strutture categoria rientrano anche tutti quei soggetti
biologiche, come già dimostrato. Pur tuttavia, che sono ispirati dal desiderio di raggiungere i
ciò non significa che l’esercizio fisico aumenti propri obiettivi in maniera rapida e che quindi
lo stress ossidativo, anzi. Nel corso degli ultimi sono vittime di uno stato di dipendenza da at-
anni, grazie a studi scientifici sperimentali, si è tività fisica.
evinto che con l’effetto di un allenamento fede-
le ai principi di adattamento del carico e del re- Quindi qual è la cosa migliore? In medio stat vir-
cupero, le difese organiche, enzimatiche e non, tus. Anche in questo caso l’invito è a ricercare
risultano rafforzate in accordo con il principio un punto di equilibrio fra i due estremi, rap-
generale della “supercompensazione adatti- presentati in questo caso dalla sedentarietà e
va”: infatti proprio l’insulto radicalico in piccole dall’overtraining. Solo in questo modo si può
quantità è in realtà benefico, in quanto spinge creare quella “stabilità metabolica”, caratteriz-
le cellule a diventare più tolleranti all’effetto zata da un aumento del numero delle riserve
ossidativo, incrementando la produzione di di difesa antiossidanti, in grado di migliorare lo
antiossidanti endogeni. In altre parole il cor- stile di vita di un soggetto che vede nell’attività
po attraverso lo stress ossidativo si indebolisce motoria motivo di benessere psico-fisico.
leggermente, per diventare più resistente nel
work out successivo.
Si deduce, quindi, che un modello di allena-
mento irrazionale precursore dell’overtraining
induce un elevato stato ossidativo, mentre un
esercizio fisico eseguito regolarmente a mode-
rata intensità e rispettando tempi di recupero
adeguati è in grado di esplicare un’inibizione
sullo stress ossidativo e danni correlati.
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ABSTRACT • Halliwell, B. and Gutteridge, J.M.C.; “Role of free
radicals and catalytic metal ions in human di-
sease”, 1990
SCIENZA E SPORT
Aerobic workouts that don’t meet the motor load • Halliwell, B.; “Damage to DNA by reactive oxygen,
chlorine and nitrogen species: measurement,
parameters and adequate recovery times cause
mechanism and the effects of nutrition”, 1999
long-term unpleasant consequences: the accu- • Halliwell, B.; “Oxidants and human disease:
mulation of toxic substances called free radicals some new concepts”, FASEB, 1987
that cause an organic imbalance called “oxidative • Hatta, A. and Frei, B.; “Oxidative modification
stress”. It occurs when the enzymatic defense re- and antioxidant protection of human LDL at
serves’ body, called antioxidants, can’t cope with high and low O2 partial pressures”, 1995
• Hillis, D.; “Fondamenti di Biologia”, Zanichelli, 2012
the disposal of these reactive species; according • Jasin, H.E.; “Oxidative modification of inflam-
to recent studies it seems to imply the emergence matory synovial fluid IgG”, 1993
of well-known pathological phenomena such as • Jordan JE, Zhao ZQ, Vinten-Johansen J.; “The
cancer, cardiovascular disease, pulmonary disease, role of neutrophils in myocardial ischemia-re-
diabetes and neurodegenerative diseases. Only re- perfusion injury” , Cardiovasc Res, 1999
• Karp, G.; “Biologia cellulare e molecolare”, Na-
spect of a balanced workout, true to its principles
poli, EdiSES, 2002
of intensity and recovery, and a diet rich in antioxi- • Keli SO, Hertog MG, Feskens EJ, Kromhout D.;
dants, can increase enzyme reserves of internal “Dietary flavonoids, antioxidant vitamins and
defense which prevent oxidative stress. incidence of stroke”, The Zutphen study, 1996
• Krieg, N.R. and Hoffman, P.S.; “Microaerophily
and O2 toxicity”, 1986
• Lane,N.; “Oxygen, the molecule that made the
BIBLIOGRAFIA world”, Oxford University press, Oxford, 2002
• Lowell BB, Shulman GI.; “Mitochondrial dysfun-
ction and type 2 diabetes” , Science, 2005
• Marchese, D.(2015), “Stress ossidativo e attività
• “I benefici dell’attività fisica”(2013) , Eufic.org
fisica” , Projectinvictus.it
• Barja,G.; “Mitochondrial O2 radical generation
• Martin, J.P. and Longsdon, N.; “The role of O2 ra-
and leak: sites of production in state 4 and 3,
dicals in dye- mediated photodynamic effects
organ specificity, and relation to aging and lon-
in Escheria coli B”, 1987
gevity “, 1999
• Merlini, G., Lo Fermo M.; “Overtraining e sport”,
• Bindoli, A. and Cavallini, L.; “I radicali liberi. Aspet-
Scienza e movimento, Calzetti e Mariucci Edi-
ti biochimici e medici”, Piccin, Padova, 1980
tore, 2016
• Boyd, M.R.; “Biochemical mechanism in chemi-
• Neri, M.; “Alimentazione, fitness e salute”, Cese-
cal – induced lung injury: roles of metabolic
na, Elika editrice, 2011
activation”, 1980
• Nohl H, Kozlov AV, Gille L, Staniek K.; “Cell re-
• Burdon, R.H., Gill, V., Rice-Evans, C.; “Cell prolife-
spiration and formation of ROS: facts and arte-
ration and oxidative stress”, 1989
facts”, 2003
• Campbell, N,; “Principi di Biologia”, Pearson,
• Pompei,L.(2014), “Attività fisica, radicali liberi e
2014
antiossidanti”, Benessere.com
• Comporti M.; “Radicali liberi patologia da stress
• Robbins & Cotran; “Le basi patologiche delle
ossidativo e antiossidanti”, Prima edizione, So-
malattie”, Ottava Edizione, Elsevier, 2010
cietà Editrice Universo, Roma, 2011
• Sacchi, N.; “Polifenoli dell’ ulivo: antiossidanti
• Comporti, M.; “Three models of free radical in-
per la salute”, Scienza e Movimento, Calzetti e
duced cell injury”, 1989
Mariucci Editore, 2016
• De Pascalis, P., “Personal trainer come sceglierlo,
• Slater, T.F.; “Free radical mechanisms in tissue
come diventarlo”, Torgiano(PG), Calzetti Mariuc-
injury, Pion Limited, Londra, 1972
ci Editore, 2013- “A scuola di fitness”, Torgiano,
• Solomon Berg Martin, “Elementi di Biologia”,
Calzetti Mariucci Editore, 2015
Quinta Edizione, EdiSES, 2012
• De Pascalis, P.; “A scuola di fitness”, Torgiano, Cal-
• St- Pierre J, Buckingham JA, Roebuck SJ, Brand
zetti Mariucci Editore, 2015
MD; “ Topology of O2- production from different
• Gottin,M. (2010), “Le raccomandazioni OMS per
sites in the mitochondrial electron transport
l’attività fisica”, Azioniperunavitainsalute.it
chain”, 2002
• Halliwell B.; “Oxidative stress and neurodegene-
• Turrens, J.F.; “Mitochondrial formation of ROS “, 2003
ration: where are we now” J Neurochem , 2006
• Valko M, Leibfritz D, Moncol J, et al.; “Free ra-
• Halliwell, B. and Gutteridge, J.M.C.; “ The antioxi-
dicals and antioxidants in normal physiological
dants of human extracellular fluids”, 1990
functions and human disease” , Int J Biochem
Cell Biol, 2007
Scienza e Movimento - N.-9 Gennaio-Marzo 2017 9Puoi anche leggere
