Fumo di sigaretta e radicali liberi

La maggioranza delle molecole di importanza biologica possiede un certo numero di elettroni che occupano varie orbite , ognuna delle quali contiene al massimo due elettroni che girano in opposte direzioni.

Radicale libero è una molecola che contiene nell’orbita più esterna un solo elettrone il quale può sceglierne la direzione, che tende a cambiare continuamente. Ciò rende la molecola instabile e molto reattiva, pronta ad accoppiarsi con un’altra molecola per recuperare la stabilità attraverso una reazione di ossidazione (il radicale tende a perdere l’elettrone spaiato) o di riduzione (il radicale tende ad acquisirne).

In conseguenza della loro reattività i radicali liberi formatisi danno origine ad una reazione a catena per cui ogni passaggio è caratterizzato dalla formazione di un nuovo radicale libero capace di innescare la reazione successiva.

I radicali liberi vengono prodotti o attraverso i normali processi fisiologici (a livello mitocondriale – catena respiratoria; a livello della membrana cellulare – cascata dell’acido arachidonico; a livello del reticolo endoplasmatico – citocromi b5 e P450) o attraverso l’azione di agenti esogeni (inquinanti ambientali, fumo di sigaretta, luce ultravioletta). In alcuni casi l’aumento della produzione di radicali liberi ha significato protettivo come nei processi infettivi (azione antimicrobica) mentre in altri casi manca la finalità, rendendo queste sostanze libere di danneggiare le cellule con gli effetti di una accelerazione del processo di invecchiamento e rischio di varie malattie (malattie cardiache e vascolari, tumori, cataratta, colite ulcerosa, vasculiti, artrite reumatoide, allergie, autoimmunità,ecc.).

I radicali liberi sono composti da ossigeno: quindi ossigeno fonte di vita in quanto permette alle cellule di produrre energia ma anche fonte di radicali liberi.

Tra questi ricordiamo:

• anione superossido     O₂ +e^- = O_2°

• radicale idroperossile  O₂^-_°  + H⁺ = HO_2°

• radicale idrossile         O₂^-_{° +} H₂O₂ = O₂ + OH^- + OH_°

• perossido di idrogeno 2O ₂^-_{° +} 2H⁺ = O₂ + H₂O₂

• monossido di azoto     NO

•  biossido di azoto         NO₂

Questi ultimi due sono i maggiori inquinanti atmosferici. Il NO₂  è presente nella fase aeriforme del

fumo di sigaretta a livelli elevati (250 ppm.).

Il radicale libero più diffuso è l’anione superossido il quale reagisce con il perossido di idrogeno  formando il più pericoloso e potente radicale idrossilico.

I radicali liberi hanno la capacità potenziale di indurre la denaturazione delle proteine e la per ossidazione dei lipidi di membrana, con conseguente invecchiamento cellulare, perdite di efficienza, alterazione della funzione di membrana sino all’alterazione del DNA con effetti mutageni tumorali.

Normalmente un soggetto sano riesce a difendersi grazie ad un sistema costituito da sostanze che riescono ad inibire l’ossidazione delle strutture cellulari.

Tre sono i gruppi di antiossidanti naturali:

• enzimatici (superossidodismutasi –SOD-, catalasi, glutatione per ossidasi, tiredoxina reduttasi, ecc.).

• sequestranti (transferrina, lattoferrina, ceruloplasmina, ecc.).

• scavengers o spazzini (vit.E, vit. C, ubichinone, carotenoidi, ecc.).

Se la quantità di radicali liberi è superiore a quella che il sistema antiossidante riesce a neutralizzare, l’eccesso danneggerà la cellula (stress ossidativo).

Il fumo di sigaretta è la più grande fonte esogena di radicali liberi ( 10-15 miliardi di radicali liberi per sigaretta fumata) in grado di esaurire gli antiossidanti e iniziare, promuovere e accelerare la trasformazione tumorale, danneggiare le proteine ed i lipidi, alterare l’attività enzimatica dei recettori di membrana e di trasporto delle proteine.

La cute è direttamente e intensamente esposta al fumo di sigaretta. E’ il primo tessuto che viene a contatto col fumo ed è esposta ad una concentrazione di radicali liberi superiore ad altri organi, eccetto i polmoni. Di conseguenza nella cute

• le proteine fibrose del tessuto connettivo dermico, in particolare collagene ed elastina che conferiscono sostegno ed elasticità ai tessuti cutanei, subiscono alterazioni tali da compromettere le proprietà meccaniche della cute stessa.

• l’acido ialuronico subisce una progressiva depolimerizzazione con minore capacità del glicosaminoglicano di trattenere l’acqua necessaria alla funzionalità del derma.

• gli acidi nucleici alterati inducono disordini di tipo proliferativi e displasico.

• le membrana citoplasmatica ( in particolare gli acidi grassi polinsaturi acido linoleico e acido      arachidonico), subisce la perossidazione lipidica che compromette la sua integrità al punto di indurne la perdita totale della funzionalità.

Si ritiene che il fumo porti al rilascio di ione superossido da parte dei leucociti con danno tissutale sia diretto (perossidazione lipidica) sia indiretto (inattivazione dell’alfa-1-antitripsina, enzima che protegge da danni proteolitici e che è alla base del sistema antielastasi polmonare).

Nel fumo di sigaretta sono stati identificati due gruppi di radicali liberi:

• radicali a lunga vita nella fase corpuscolata ( radicali chinonici) in grado di ridurre l’ossigeno molecolare a radicale superossido e quindi a perossido di idrogeno e a radicale idrossilico.

• radicali a vita breve nella fase aeriforme (radicali alchilici e alcossilici).

Se a ciò aggiungiamo che nei fumatori i livelli di scavengers quali vit.E, beta-carotene, retinolo sono significativamente più bassi rispetto ai non fumatori (attorno al 40%circa in meno) si comprende quanto la situazione sia negativamente sbilanciata e quale sia il ruolo che il fumo eserciti nell’indurre i danni cutanei nel derma medio e reticolare.