Studi epidemiologici, mostrano come nei paesi maggiormente progrediti e industrializzati, le principali cause di morte sono da attribuirsi a varie forme di tumore e patologie di natura cardio-vascolare, la cui insorgenza è legata non solo a fattori ereditari e all’età, ma anche al tipo di dieta abituale. E’ stato stimato che almeno il 20% delle patologie coronariche, il 40-60% dell’incidenza del cancro e il 35 % delle morti da cancro, sono attribuibili a regimi alimentari scorretti, caratterizzati dalla limitata assunzione di alimenti vegetali freschi (National Research Council, 1989).
Questo dato è confermato dal fatto che i paesi dove incidono meno queste malattie sono quelli del bacino mediterraneo (Willett et al., 1995; La Vecchia, 2009), dove si segue un’alimentazione molto varia e caratterizzata dall’alto consumo di frutta e verdura (incluse le piante spontanee), da cui si ottengono importanti sostante antiossidanti e altri composti con attività cardio-chemio protettiva (Willett et al.,1995; Salvatore et al., 2005; Mohamed et al., 2007; La Vecchia, 2009; Vanzani et al., 2011).
Nel 2013, per questo motivo, la dieta mediterranea è stata riconosciuta dell’UNESCO come “bene intangibile dell’umanità”.
4.1 Stress ossidativo: fattore predisponente per molte malattie
Tutti gli organismi aerobi producono, in seguito alle normali reazioni metaboliche, delle sostanze con attività ossidante, come le specie reattive dell’ossigeno (ROS) e le specie reattive dell’azoto (RNS), che provocano nei tessuti con cui vengono a contatto danni ossidativi(Halliwell, 2012).
Le ROS possono essere di due tipologie, le specie radicaliche, come il radicale superossido (O2-)e radicale idrossile (OH-), e specie non radicaliche come il perossido di
idrogeno (H2O2) (Lü et al., 2010; Carocho e Ferreira, 2013). Si tratta di molecole che
presentano un elettrone spaiato nell’orbitale più esterno, che conferisce loro una marcata instabilità e, conseguentemente, un’elevata reattività con le altre molecole finalizzata al raggiungimento di un livello maggiore di stabilità, mediante l’acquisizione di un elettrone. La molecola a cui vengono sottratti elettroni diviene un radicale libero, che a sua volta cercherà di raggiungere la forma stabile, innescando una reazione a catena che può essere ridimensionata o arrestata dalla presenza di sostanze antiossidanti.
Nell’uomo la presenza di ROS e RNS è del tutto fisiologica, vengono prodotte in particolare a livello dei mitocondri, dove si stima che il 2% di ossigeno consumato
reagisce con elettroni che sfuggono dalla catena respiratoria, producendo ioni superossido, successivamente convertito in perossido d’idrogeno.
Alcune ROS vengono anche prodotte deliberatamente da cellule fagocitarie coinvolte nella risposta immunitaria primaria dei leucociti neutrofili, sintetizzando ione superossido e perossido di idrogeno come parte dei processi di difesa contro organismi patogeni (Cerutti e Trump, 1991).
La presenza di ROS, può comunque essere incrementata e raggiungere livelli pericolosi tramite fattori esterni e scorretti stili di vita, definiti fattori pro-ossidatici come, fumo di sigaretta, inquinamento ambientale, radiazioni elettromagnetiche, eccessivo contenuto di Fe o Cu (reazione di Fenton), farmaci, prodotti fitosanitari, anestetici, luce ultravioletta, ecc.. (Halliwell, 2011; Carocho e Ferreira, 2013)
I danni ossidativi prodotti da queste sostanze, risultano molto pericolosi per la salute umana, la loro presenza si è correlata con importanti malattie come diabete, cataratta, malattie cardiovascolari e tumori (Vanzani et al., 2011).
Nell’ambito dei danni cellulari causati dalle ROS, quello al DNA è potenzialmente il più pericoloso poiché, tali alterazioni, sono spesso associate a mutazioni genetiche ed all’insorgenza di tumori(Ferreira et al., 2009; Carocho e Ferreira 2013).
L’innesco, è la prima fase della malattia, è corrisponde con la modificazione del DNA di una cellula. Il numero di modificazioni del DNA, indotte dall’ossidazione di un suo sito si stima siano circa 10000 al giorno per gli esseri umani (Ames et al., 1993). Molte di queste modificazioni riguardano parti di DNA replicative e le basi azotate mutate vengono prontamente rimosse e riparate prima della divisione cellulare, scongiurando danni permanenti. Se invece il sistema di riparazione è soggetto ad errori, la generazione successiva riceverà una molecola di DNA mutata, con una base azotata eliminata o sostituita da una base impropria, rischiando di innescare la calcinogenesi.
Lo stress ossidativo è anche coinvolto nelle fasi di sviluppo e accrescimento della massa tumorale, velocizzando la trascrizione delle cellule mutate (Larson e Cerutti 1989, Maki et al., 1992, Werlen et al., 1993) e diminuendo l’efficienza dei sistemi antiossidanti endogeni (Larson e Cerutti, 1995).
I danni ossidativi sono inoltre strettamente correlati con le malattie dell’apparato cardio-circolatorio, infatti, gli acidi grassi polinsaturi che costituiscono la membrana cellulare, per via della loro natura chimica, sono particolarmente suscettibili all’azione ossidante delle ROS. La perossidazione lipidica porta ad una modificazione strutturale
35
delle cellule che compongono i tessuti dell’apparato circolatorio, rendendole più rigide e provocando quindi nel tempo arterosclerosi, che è un importante fattore di rischio per l’insorgenza infarti, ictus e trombosi.
Per fortuna, in condizioni normali, il potenziale tossico delle ROS è neutralizzato da un complesso sistema di fattori antiossidanti che rappresenta il meccanismo fisiologico di difesa: il rapporto tra fattori ossidanti e difese antiossidanti rappresenta il cosiddetto "bilancio ossidativo". Lo stress ossidativo è, pertanto, l'espressione biologica di un danno che si verifica quando i fattori pro-ossidanti, elencati in precedenza, superano le difese antiossidanti endogene, come i complessi enzimatici Superossido Dismutasi (SOD), Catalasi (CAT), Ascorbato Perossidasi (APX) e la Glutatione Reduttasi (GR), ed esogene come le sostanze antiossidanti presenti negli alimenti(Halliwell, 2011; Carocho e Ferreira, 2013).
Recenti studi hanno evidenziato, inoltre, come con l’avanzare dell’età, la produzione e l’accumulo di ROS nell’organismo aumenti sensibilmente anche a causa di una progressiva perdita di efficienza di sistemi enzimatici antiossidanti endogeni, per questo motivo l’assunzione di sostanze antiossidanti esogene tramite la dieta è di fondamentale importanza.
4.2 Le piante spontanee come fonte di sostanze antiossidanti esogene
I vegetali sono la fonte principale per le sostanze antiossidanti esogene(Krishnaiah et al., 2011).
Le piante, non essendo dotate di mobilità in quanto sessili, non possono sfuggire fisicamente da condizioni sfavorevoli al loro sviluppo e dai loro predatori; per questo motivo, hanno dovuto sviluppare nel corso della loro evoluzione, un ampio spettro di difese chimiche, che sono svolte essenzialmente da metaboliti secondari. Tra questi ci sono molte sostanze con forte attività antiossidante come i polifenoli e i carotenoidi , la cui presenza è correlata positivamente con il livello di specie reattive dell’ossigeno nei tessuti e al grado di tolleranza a stress biotici e abiotici tra diverse specie, varietà e biotipi di piante.
Anche le piante, infatti, come gli animali producono in modo fisiologico durante i processi metabolici, ROS, in particolare a livello del PS1 dei cloroplasti (reazione di Mehler), ma la concentrazione delle ROS nei tessuti aumenta sensibilmente quando la pianta è sottoposta a stress di natura biotica e abiotica come avviene in presenza di:
fotoinibizione, sostanze erbicidi, attacchi di microrganismi patogeni, tossine, composti tiazolici, inquinamento metallico, inquinamento dell’atmosfera, radiazioni UV, stress salino, stress idrico, alte temperature, congelamento e basse temperature, ecc.
Le piante, per evitare danni ossidativi, detossificano velocemente le ROS con una serie di meccanismi enzimatici comuni a tutti gli organismi aerobi come SOD, CAT, APX, GR e tramite l’aumento della trascrizione di metaboliti secondari antiossidanti caratteristici dei vegetali, come acido ascorbico, fenoli, tocoferolo, carotenoidi, antocianine ecc. con azione di scavengers nel confronti delle ROS.
Le piante spontanee, rappresentano, una fonte importante per queste sostanze, come confermano alcuni studi eseguiti su un campione di donne che vivono in aree rurali dell’isola di Creta, uno dei paesi dove incidono meno le malattie dell’apparato cardiocircolatorio e tumori, seguita dal Giappone (Keys, 1996). Creta, come molte regioni del bacino mediterraneo, ha una forte tradizione legata alle piante spontanee eduli, che in primavera vengono abbondantemente raccolte e consumate. Eseguendo analisi del sangue su queste donne, è stato osservato che durante il periodo dell’anno che va da febbraio a maggio, i livelli ematici di sostanze antiossidanti erano superiori rispetto ad altri periodi dell’anno e questo dato si è rivelato fortemente correlato al consumo di piante spontanee eduli(Manios et al., 2005).
Oggi, quindi, abbiamo la consapevolezza che occorre valutare un alimento non solo in termini di energia connessa al contenuto di glucidi, lipidi, proteine, di cui la nostra dieta ne soddisfa pienamente le necessità, ma dalla presenza di altri nutrienti come sali minerali, vitamine, e tutte quelle sostanze bioattive che hanno effetti benefici sulla salute umana, soprattutto per la loro azione antiossidante e le piante spontanee in questi termini possono rappresentare un alimento di primaria importanza.
Le piante spontanee, vivendo in ambienti naturali, in cui sono continuamente sottoposte a stress di natura biotica e abiotica presentano spesso un contenuto di sostanze antiossidanti superiore rispetto alle piante coltivate.
37