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Stress Ossidativo e Densità Ossea : due analisi da leggersi assieme

a cura della Dott.ssa Manuela Biello


Stress ossidativo: cos'è e cosa comporta

Lo stress ossidativo è per definizione una condizione di disequilibrio tra produzione e smaltimento di particolari sostanze dette ROS (Reacting Oxygen Species) generate costantemente dal nostro organismo quale risultato di eventi biochimico-metabolici.

Tutte le specie radicaliche, di cui i ROS fanno parte, sono caratterizzate dalla presenza di uno o più elettroni spaiati nell’orbitale esterno. Questa caratteristica chimica rende tali sostanze altamente instabili e reattive. Per poter raggiungere una condizione di equilibrio, esse tendono a strappare elettroni ad altri atomi con cui vengono in contatto, generando a loro volta, in una reazione a catena, nuove specie instabili.

L’ossigeno, indispensabile per la vita, rappresenta allo stesso tempo la più importante fonte di produzione di radicali liberi. Si stima che il 95% dell’ossigeno introdotto mediante processi respiratori è destinato alla produzione di energia , mentre il restante 5% è rilasciato sotto forma di specie radicaliche. Queste ultime reagiscono con diverse molecole biologiche presenti nella cellula quali lipidi, proteine e DNA ossidandole ed alterandone irreversibilmente la struttura e la funzione.

Il principale bersaglio dei ROS è rappresentato dalle membrane fosfolipidiche; in particolare gli acidi grassi polinsaturi (PUFA) di cui esse sono costituite, subiscono un processo noto come perossidazione lipidica. La conseguenza più diretta è una riduzione della fluidità e della permeabilità membranaria che può condurre alla morte della cellula stessa.


Fortunatamente nel corso dell’evoluzione l’organismo ha sviluppato svariati meccanismi di difesa contro i danni da radicali liberi. La cosiddetta “macchina antiossidante” comprende sistemi endogeni di natura enzimatica quali la superossido dismutasi, la glutatione perossidasi e le catalasi,  e sistemi endogeni non enzimatici come il coenzima Q ed il glutatione ridotto. Esistono inoltre antiossidanti esogeni, non prodotti cioè dall’organismo ma introducibili con una corretta alimentazione, come le vitamine E, C, i flavonoidi, le antocianine, i polifenoli ecc.


In condizioni fisiologiche esiste un delicato equilibrio tra produzione e smaltimento di specie radicaliche.

Quando questo equilibrio viene compromesso, o per un’eccessiva produzione di radicali liberi o a causa di una ridotta efficienza della macchina antiossidante, si innesca una condizione di stress ossidativo che danneggia le cellule in maniera irreversibile.

È ampiamente dimostrato che questo processo, protratto nel tempo, altera la risposta immunitaria ed i più comuni processi metabolici cellulari predisponendo all’insorgenza di diverse patologie quali morbo di Pakinson e di Alzheimer, ipertensione, ictus, infarto, diabete, obesità, artrite reumatoide, osteoporosi, cancro, ed altre patologie immuno – flogistiche.


Stress ossidativo: un ulteriore fattore di rischio nell'insorgenza dell'osteoporosi

Recenti studi hanno evidenziato per la prima volta una diretta correlazione tra stress ossidativo e densità ossea.

Il tessuto osseo, costituito per il 70% da sostanze minerali e per il restante 30% da proteine e componente cellulare, è sottoposto a continui processi di rimodellamento nel corso della vita: una classe di cellule, gli osteoclasti, erode e demolisce la vecchia matrice ossea mente un’altra, rappresentata dagli osteoblasti, è deputata alla apposizione di nuova matrice mineralizzata composta soprattutto da collagene di tipo I, cristalli di idrossiapatite e fosfato di calcio.

Alterazioni a carico di questo processo di rimodellamento sono associate ad una patologia, l’osteoporosi, caratterizzata da riduzione della densità ossea e deterioramento della sua qualità con conseguente aumento di fragilità e rischio di fratture.

Solo in Italia sono 5 milioni le persone affette, di cui la percentuale maggiore è costituita da donne over 50. Questa maggiore incidenza è rapportata ad una riduzione di ormoni estrogeni in menopausa.

Sebbene non sia stato mai dimostrato un ruolo protettivo diretto degli estrogeni nei confronti dell’osteoporosi, pare che essi agiscano indirettamente favorendo l’assorbimento di calcio nelle ossa  e rallentandone la distruzione.

Tra i principali fattori di rischio, quali familiarità, vita sedentaria, scorrette abitudini alimentari (diete iperproteiche o regimi restrizionali fortemente ipocalorici), fumo, alcolismo, prolungata immobilizzazione, ridotta esposizione alla luce solare, fattori iatrogeni (uso di anticoagulanti, corticosteroidi, anticonvulsivanti) va considerata anche una condizione di protratto stress ossidativo.

I danni da radicali liberi sembrerebbero essere infatti una concausa di processi osteoporotici.

Nella maggioranza dei casi è comunque la contemporanea presenza di più fattori di rischio a concorrere nell’insorgenza dell’osteoporosi.


Diagnosi precoce di osteoporosi: il primo passo per la migliore terapia

Le fratture osteoporotiche, soprattutto quelle localizzate a livello femorale, rappresentano una delle principali cause di ospedalizzazione della popolazione anziana e addirittura il rischio di morte per questi pazienti è paragonabile a quello associato ad altre patologie, come il carcinoma mammario.

Di fondamentale importanza è una tempestiva diagnosi che consente una corretta valutazione del rischio e dà la possibilità di prevenirne l’insorgenza mettendo in atto poche e semplici misure cautelative.

La mineralografia computerizzata ossea (MOC) rappresenta la metodica diagnostica gold standard, essa consente di valutare lo stato di mineralizzazione delle ossa (BMD, bone mineral density) e di misurarne la densità. Quest’ultima si esprime in relazione a due indici statistici: T score e Z score

  • Il T score è un valore che indica lo scostamento del valore di densità ossea del paziente in esame rispetto al cosiddetto ”picco di massa ossea” , cioè al valore medio di densità ossea massimale raggiunto tra la seconda e terza decade di vita dalla popolazione sana.
  • Lo Z score invece indica lo scostamento rispetto al valore medio di soggetti della stessa età e sesso del paziente.

La MOC può essere eseguita con varie metodiche: si possono sfruttare sia sistemi a raggi X (DEXA) che ultrasuoni (QUS):


Nella DEXA ( dual energy X-ray absorptiometry)  si sfrutta l’energia radiante di un fascio di fotoni collimato che attraversa i tessuti ossei e che si attenua in maniera proporzionale alla loro densità. Conoscendo l’energia radiante emessa e calcolando la radioattività che attraversa l’osso, è possibile risalire alla quantità assorbita e quindi alla densità del tessuto stesso. Le sedi solitamente analizzate sono il rachide lombare, il polso, l’estremità prossimale del femore e, in alcuni casi, anche l’intera struttura scheletrica. Nonostante questa metodica sia affidabile e molto diffusa, è necessario tener conto di alcune condizioni che ne limitano la validità come eventuale schiacciamento o fratture vertebrali, calcificazioni arteriose, becchi osteofitici etc..

L’ultrasonometria ossea quantitativa (QUS) è una metodica più recente rispetto alla DEXA e, a differenza di questa, è priva di radiazioni ionizzanti. Essa si basa su impulsi di ultrasuoni che vengono trasmessi attraverso il tessuto osseo.

La velocità e le variazioni dell’onda ultrasonora permettono di valutare la resistenza meccanica dell’osso e di ottenere informazioni non solo quantitative, ma anche qualitative; sono evidenziabili infatti oltre alla massa ed alla densità anche la struttura e la componente elastica. Nei numerosi studi clinici presenti in letteratura è dimostrabile una correlazione statisticamente significativa tra i risultati ottenuti mediante DEXA e quelli ultrasonografici. Tuttavia le attuali linee guida sottolineano che la QUS debba essere considerata una metodica integrativa e non sostitutiva della DEXA. Attualmente  esistono in commercio diverse apparecchiature che, grazie a sonde dedicate, permettono di effettuare misurazioni a livello di diversi siti scheletrici : polso, falangi, radio, rotula, tibia, calcagno, metatarso. Gli indubbi vantaggi di questa metodica che ha riscosso negli ultimi anni ampi consensi da parte della comunità scientifica, sono:

  • alta specificità ed affidabilità dei risultati
  • semplicità di esecuzione
  • sistema non invasivo
  • elevata compliance del paziente
  • assenza di controindicazioni
  • versatilità
  • trasportabilità delle apparecchiature
  • costi bassi


Dietoterapia antiossidante per la prevenzione dell'osteoporosi

Un’efficace prevenzione è la prima regola d’oro per combattere l’osteoporosi.

Essa non può prescindere da due fondamentali capisaldi: attività fisica e corretta alimentazione.

L’organizzazione mondiale della sanità raccomanda una dieta ricca di calcio e vitamina D fin dall’ infanzia per favorire il raggiungimento ed il mantenimento del picco di massa ossea.

Recenti studi dimostrano inoltre l’importanza di un regime alimentare che favorisca l’introduzione di alimenti dalle elevate proprietà antiossidanti.

In particolare, alcuni scienziati dell’Università di Toronto, in uno studio condotto su donne in menopausa, hanno osservato che la quotidiana assunzione di licopene (30 mg, equivalenti a due bicchieri di succo di pomodoro) è sufficiente per aiutare a prevenire l’osteoporosi.

Dopo solo un mese di trattamento, nelle donne in analisi è stata evidenziata una significativa riduzione dei parametri dello stress ossidativo e dei marker di riassorbimento osseo rispetto ad un gruppo controllo che ha invece assunto placebo.


Il licopene, potente antiossidante della famiglia dei carotenoidi, oltre alle già note capacità antiossidanti, agisce anche inibendo l’attività erosiva degli osteoclasti e stimolando l’attività di enzimi osteoblastici.

Altri lavori riportano che l’assunzione costante e prolungata di altri due antiossidanti, le vitamine E e C sia  correlata ad un rilevante aumento della densità ossea.

Alla luce di questi studi, è evidentemente riduttivo, ai fini di una efficace prevenzione, preoccuparsi unicamente di aumentare il consumo di alimenti ricchi di calcio.

Una dietoterapia che comprenda anche antiossidanti ed elementi alcalinizzanti abbondantemente contenuti in frutta e verdura, in sinergia con uno stile di vita sano ed una diagnosi precoce, rappresenta l’unica vera soluzione non farmacologica  al problema osteoporosi.