Stress Ossidativo ed Esercizio Fisico: Quali Correlazioni?

Stress Ossidativo ed Esercizio Fisico: Quali Correlazioni?
Ultima modifica 30.10.2020
INDICE
  1. Introduzione
  2. Stress Ossidativo
  3. Specie Reattive
  4. Nello Sport
  5. Fatica e Integrazione
  6. Bibliografia

Introduzione

Negli ultimi decenni si è ampliato notevolmente il panorama degli studi sulle relazioni tra stress ossidativowellness e performance sportiva.

stress ossidativo esercizio fisico Shutterstock

Prima di analizzare alcuni aspetti di questo campo occorre però cominciare con due premesse esplicative necessarie.

Stress Ossidativo

Cos'è lo stress ossidativo?

Per stress ossidativo si intendeva, fino a poco tempo fa, un semplice "squilibrio tra ossidanti ed antiossidanti in favore dei primi, capace di danneggiare l'organismo"; essa risulta ormai riduttiva, in quanto non tiene conto della complessità delle relazioni in un sistema dinamico quale quello della biologia redox.

Una definizione più appropriata potrebbe essere "alterazione nelle vie redox di segnalazione e controllo", in cui già si intuisce come tali alterazioni non debbano necessariamente assumere un'accezione negativa, ma piuttosto vadano contestualizzate: sappiamo infatti come esse spesso assumano carattere temporaneo e fisiologico, e risultino basilari per indurre adattamenti organici [1].

Per approfondire: Alimenti Antiossidanti: Quali Sono?

Specie Reattive

Cosa sono le specie reattive?

Definiamo ora le specie chimiche capaci di determinare le alterazioni redox; si parla di specie reattive, la maggior parte delle quali centrate sull'ossigeno (ROS) e sull'azoto (RNS).

Comune l'utilizzo dell'acronimo RONS che le comprende entrambe; i radicali liberi rientrano tra le specie reattive e si caratterizzano per la presenza di uno o più elettroni spaiati negli orbitali esterni.

Nello Sport

RONS dello sport e sistemi antiossidanti

In ambito sportivo le RONS radicaliche più conosciute sono il superossido (.O2), l'idrossile (.OH) e l'ossido nitrico (.NO), mentre tra quelle non radicaliche si ricordano il perossido d'idrogeno (H2O2), l'ossigeno singoletto (1O2) ed il perossinitrito (ONOO-) quale combinazione tra superossido ed ossido nitrico.

Nell'omeostasi redox le RONS sono controbilanciate dai sistemi antiossidanti, sia enzimatici che non: tra i primi troviamo ad esempio la superossido dismutasi (SOD), la catalasi (CAT) e i complessi basati su glutatione o tioredoxina, tra i secondi i polifenoli, l'albuminae le vitamine A, C ed E.

Cosa avviene nelle cellule?

L'ambiente redox all'interno di una cellula ne caratterizza la vita, in quanto ne indirizza quiescenza, proliferazione, riparazione, protezione, fino ad apoptosi e necrosi, sebbene ancora non si conoscano dei livelli precisi di demarcazione, per gli indici redox, tra stato basale, fase segnalatoria e fase di danno [2].

Le RONS sono indubbiamente al centro di numerose indagini patologiche, in quanto è certo il loro ruolo sulla patogenesi e/o sul decorso di varie malattie, tra cui cancrodisfunzioni endoteliali, obesità, malattie neurodegenerativeatrofia muscolaresarcopenia da invecchiamento, danni da ischemia - riperfusione [3,4,5,6].

Se però le concentrazioni acute di RONS sono tollerabili, ecco che l'organismo va incontro ad adattamenti specifici, sia a carattere genico [7] che agenico [8], ed è per questo che l'esercizio fisico continuo e razionale è in grado di provocare quelle supercompensazioni, in questo caso redox-mediate, che permettono di sopportare stimoli via via crescenti. Quindi, l'esercizio fisico regolare e ragionevolmente gestito è positivo contro lo stress ossidativo.

Sempre in relazione all'esercizio fisico, le RONS agiscono come mediatori di vasodilatazione, regolano la funzione contrattile e la segnalazione insulinica [9].

Per quanto riguarda gli effetti acuti, la presenza di alterazioni sostanziali nelle vie redox può perdurare anche per alcuni giorni, nel caso vi sia un danno muscolare (non inteso come lesione evidente), con relativa attivazione dei neutrofili; la produzione di RONS durante e dopo l'esercizio fisico non si esaurisce infatti a livello delle fibre muscolari, ma coinvolge anche piastrineleucociti ed eritrociti [10,11].

Fatica e Integrazione

le RONS hanno anche un ruolo accertato in relazione alla fatica, specie in esercizi submassimali [12].

Proprio perché il sistema redox-mediato costituisce una risposta fisiologica ed è stimolo necessario nei confronti di diversi adattamenti supercompensativi, la questione dell'integrazione antiossidante, che spesso risulta inutile o addirittura deleteria [13], non va sottostimata: infatti, se da un lato dobbiamo evitare di incorrere nella temuta sindrome da overtraining, dall'altro dobbiamo preservare il potenziale antiossidante proprio dell'esercizio fisico [14]; diverso è il discorso se ci troviamo di fronte a carenze o eccessi nutrizionali.

In sintesi, l'integrazione antiossidante può risultare utile nel caso di situazioni speciali (ad esempio in fasi di carico pesante nel pre-campionato) [15] o in presenza di deficienze nutrizionali, altrimenti un adeguato apporto di vitamine e sali minerali rimane l'approccio migliore.

Bibliografia

[1] Brigelius-Flohe R "Commentary: oxidative stress reconsidered" Genes Nutr 4: 161–163, 2009

[2] Powers SK, Jackson MJ "Exercise-Induced Oxidative Stress: Cellular Mechanisms and Impact on Muscle Force Production" Physiol Rev 88: 1243–1276, 2008

[3] Urso C and Caimi G"Oxidative stress and endothelial dysfunction" Minerva Med 102: 59-77, 2011

[4] Vincent HK and Taylor AG"Biomarkers and potential mechanisms of obesity-induced oxidant stress in humans" International Journal of Obesity 30: 400–418, 2006

[5] ButterfieldA,PerluigiM,ReedT,MuharibT,HughesCP,Robinson RA, Sultana R "Redox proteomics in selcted neurodegenerative disorders: from its infancy to future applications" Antioxid redox signal. 2012 Jan 18

[6] Gomez-Cabrera MC, Snchis-Gomar F, Garcia-Valles R, Pareja-Galeano H, Gambini J, Borras C, Vina J "Mitochondria as sources and targets of damage in cellular aging" Clin Chem Lab Med 50: 1287-1295, 2012

[7] Brigelius-Flohé R and Flohé L"Basic principles and emerging concepts in the redox control of transcription factors" Antioxid Redox Signal 15: 2335-2381, 2011

[8] Barbieri E and Sestili P "Reactive Oxygen Species in Skeletal Muscle Signaling" J Signal Transduct 2012

[9] Jackson MJ "Control of reactive oxygen species production in contracting skeletal muscle" Antioxid Redox Signal 15: 2477-2486, 2011

[10] Levada-Pires AC, Fonseca CE, Hatanaka E, Alba-Loureiro T, D'Angelo A, Velhote FB, Curi R, Pithon-Curi TC "The effect of an adventure race on lymphocyte and neutrophil death" Eur J Appl Physiol 109: 447-453, 2010

[11] Ferrer MD, Tauler P, Sureda A, Tur JA, Pons A "Antioxidant regulatory mechanism in neutrophils and lymphocytes after intense exercise" J Sports Sci 27: 49-58, 2009

[12] Ferreira LF and Reid MB "Muscle-derived ROS and thiol regulation in muscle fatigue" J Appl Physiol 104: 853–860, 2008

[13] Teixeira VH, Valente HF, Casal SI, Marques AF, Moreira PA "Antioxidants do not prevent postexercise peroxidation and may delay muscle recovery" Med Sci Sports Exerc 41: 1752-60, 2009

[14] Ristow M, Zarse K, Oberbach A, Kloting N, Birringer M, Kiehntopf M, Stumvoll M, Kahn CR and Bluher M "Antioxidants prevent health- promoting effects of physical exercise in humans" PNAS 106: 8665– 8670, 2009

[15] Martinovic J, Dopsaj V, Kotur-Stevuljevic J, Dopsaj M, Vujovic A, Stefanovic A, Nesic G "Oxidative stress biomarker monitoring in elite women volleyball athletes during a 6-week training period" J Strength Cond Res 25: 1360-137, 2011

Autore

Riccardo Borgacci

Riccardo Borgacci

Dietista e Scienziato Motorio
Laureato in Scienze motorie e in Dietistica, esercita in libera professione attività di tipo ambulatoriale come dietista e personal trainer