Le specie chimiche reattive (SCR) sono molecole o atomi, singoli o raggruppati, ovvero ioni, semplici o complessi, accomunati dalla tendenza a reagire più o meno facilmente, in funzione della loro natura e delle condizioni del mezzo in cui si trovano, con altre specie chimiche con le quali vengono a contatto. Le SCR giocano un ruolo determinante negli organismi viventi, in quanto costituiscono intermedi obbligati delle reazioni che presiedono ai più importanti processi vitali, quali ad esempio: la trasformazione dell’energia potenziale contenuta nei nutrienti in energia chimica di legame, la difesa dall’attacco di germi patogeni, la detossificazione e la trasduzione di segnali (Iorio,2003) .
Dato lo stretto legame concettuale esistente fra SCR e reazioni di ossido-riduzione, è opportuno ricordare che una determinata specie chimica si ossida quando cede uno o più equivalenti riducenti ad un’altra specie chimica in grado di accettarlo/i e che, quindi, si riduce.
Nelle reazioni di ossido-riduzione è preferibile utilizzare, per indicare “l’oggetto dello scambio”, il termine più generale di “equivalente riducente” che corrisponde all’elettrone, nelle classiche reazioni di chimica inorganica.
La specie chimica che, al termine della reazione, ha ceduto l’elettrone, e si è quindi ossidata,viene detta “riducente” poiché ha reso possibile la riduzione dell’altra.
La specie chimica che, al termine della stessa reazione, ha accettato l’equivalente riducente, e si è quindi ridotta, è chiamata “ossidante”, in quanto ha reso possibile l’ossidazione dell’altro agente in gioco (Salim,2014).
Gli atomi sono chimicamente stabili quando ciascun elettrone dell’orbitale più esterno è associato ad un secondo elettrone che ruota in direzione opposta (detto appaiato). Alcuni processi endogeni quali le ossido-riduzioni metaboliche, l’ossidazione dei grassi e le reazioni immunologiche, oppure agenti esogeni quali radiazioni, raggi UV, farmaci, eccesso di ossigeno, xenobiotici e il fumo da sigaretta, possono “strappare” un elettrone dall’orbitale esterno lasciando così un elettrone spaiato (Iorio,2003).
Questi atomi, caratterizzati dalla presenza di un elettrone spaiato sono definiti radicali liberi. Il radicale libero è quindi una specie molto instabile, estremamente reattiva e con emi-vita breve, cerca infatti di neutralizzare il più rapidamente possibile la propria carica elettrica “rubando” elettroni dalle molecole vicine. Queste molecole, a loro volta, diventano elettricamente instabili innescando così una serie di reazioni a catena che amplificano il fenomeno e, quindi, il numero di radicali liberi prodotti.
Uno dei meccanismi più diffusi, attraverso il quale i radicali liberi, una volta superate le difese antiossidanti, attaccano le varie componenti biochimiche cellulari ed extracellulari dell’organismo, è quello legato alla produzione dei cosiddetti idroperossidi (ROOH), agenti relativamente stabili ma dotati di potenzialità ossidanti. Per tale motivo, la cellula espelle al suo esterno questi metaboliti reattivi dell’ossigeno (Reactive Oxygen Metabolites - ROM), i quali, a loro volta, diffondono, attraverso le pareti del microcircolo, sia nella matrice che nei liquidi
extracellulari, quali il sangue. Qui, in condizioni di ischemia anche lieve, l’attivazione del metabolismo anaerobio induce un rilascio di cataboliti acidi che, provocando un lieve abbassamento del pH, inducono, tra l’altro, una modifica della conformazione della transferrina, che viene così costretta a rilasciare il ferro in forma libera. Sarà questo elemento di transizione, poi, a provocare per via catalitica (reazione di Fenton) la scissione degli idroperossidi in radicali alcossilici (RO) e perossilici (ROO), in definitiva responsabili di lesioni ossidative a carico sia dell’endotelio che di componenti plasmatiche; cosi’ i ROOH rappresentano non solo i “testimoni” ma anche i potenziali “amplificatori” del danno ossidativo a tutte le cellule dell’organismo (www.osservatoriostressossidativo.com).
Le SCR possono essere classificate anzitutto in base alla natura dell’elemento il cui atomo è direttamente responsabile della loro reattività. Si distinguono, così, SCR centrate sull’ossigeno (Reactive Oxygen Species, ROS), SCR centrate sul carbonio, SCR centrate sull’azoto, SCR centrate sul cloro e SCR centrate sullo zolfo, solo per citare le più rilevanti dal punto di vista biologico. In ognuna di queste classi, è possibile individuare due sottoclassi, le SCR radicaliche (radicali liberi) e quelle non radicaliche, sulla base, rispettivamente, della presenza o meno nella loro compagine, di elettroni “spaiati”, ossia disposti singolarmente nei rispettivi orbitali. (www.osservatoriostressossidativo.com)
A questo proposito, appare evidente quanto sia estremamente riduttivo associare il concetto di SCR ai cosiddetti radicali liberi e, nella fattispecie, ai soli radicali liberi dell’ossigeno. Infatti le SCR comprendono agenti centrati anche su elementi diversi dall’ossigeno e di natura non necessariamente radicalica. Tuttavia, si farà costante riferimento alle specie radicaliche centrate sull’ossigeno. Quest’ultimo, infatti, oltre ad essere uno degli elementi quantitativamente più importanti della materia vivente, nonché la fonte primaria della vita stessa, induce continuamente, attraverso una serie di meccanismi, non ultimo la stessa respirazione cellulare, la formazione di specie chimiche con caratteristiche più o meno spiccate di reattività, di fondamentale importanza per l’omeostasi dell’intero organismo (Iorio,2003).
Quando i sistemi di difesa antiossidanti, sia endogeni (tra cui Super Ossido Dismutasi, (SOD), Catalasi, (CAT) e Glutatione Perossidasi (GPx)), sia esogeni (come vitamina A, C, E) sono sopraffatti, come nel caso di patologie o stress fisiologici estremi, si verifica il danno ossidativo (Soffler,2007).
Lo stress ossidativo rappresenta un attivo campo di ricerca, in medicina umana e veterinaria, ed è implicato in numerosi processi patologici, dalla sepsi all’Alzheimer (Fam,2003).
Negli anni si sono susseguiti studi scientifici, su diverse specie animali, che hanno dimostrato l’associazione tra stress ossidativo con conseguente produzione di radicali liberi e condizioni patologiche varie, tra cui:
Anemia da patologie croniche renali nel cane (Kogika et a.l, 2014)
Diverse tipologie di tumori tra le quali linfoma multicentrico nel cane (Bottari,2015), mastocitomi(Finotello et a.l,2012)
Patologie infettive di varia natura come ad esempio Parvovirosi nel cane (Panda,2009) Disordini neurodegenerativi e neuropsichiatrici (Salim,2017)
Patologie polmonari nel cavallo, distress respiratorio, asma allergica, ostruzioni croniche polmonari (Soffler,2007)
Danno da riperfusione post-ischemia nel cavallo soprattutto a livello del tratto intestinale in seguito a coliche o traumi (Soffler,2007)
Patologie articolari (Soffler,2007)
Patologie endocrine come la sindrome di Cushing nel cavallo (Iperadrenocorticismo). (Soffler,2007)
Patologie cardiovascolari di varia natura come ipertrofia cardiaca, insufficienza cardiaca congestizia, ipertensione, cardiomiopatie, infarto (Kukreja-Hess,1992, Valko,2007)