Antiossidanti e Salute del Cuore
A cura del Team R&D di TL Pharma
Sommario
Parole chiave
Abbreviazioni
Introduzione
Il cuore
Salute del cuore
Fattori di rischio cardiovascolari:
Fumo, obesità, errata alimentazione e carenze nutrizionali
Ruolo patofisiologico dello stress ossidativo nelle malattie cardiovascolari
Gli antiossidanti per la prevenzione del rischio cardiovascolare
Bibliografia
Parole chiave: antiossidanti, cuore, rischio cardiovascolare, prevenzione, stress ossidativo.
Abbreviazioni: bpm – battiti per minuto, CVD – Cardiovascular Disease, LDL – Low Density Lipoprotein, ROS – Radicali all’ossigeno, NO – Nitrossido
Introduzione
Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte [1]. Il cuore è il muscolo del corpo che lavora più duramente, e con il tempo tende a ridurre in parte la sua efficienza. Uno dei fattori responsabili dei cambiamenti nelle prestazioni cardiache è l’invecchiamento. È opportuno mantenere sane abitudini per tutta la vita, in quanto si potrebbe andare incontro ad un processo di invecchiamento cardiaco anticipato, ovvero una situazione in cui il cuore è meno efficiente per cause diverse da fattori biologici di natura cronologica.
La chiave per prevenire rischi cardiovascolari, come ad esempio prevenire l’inizio di un processo aterosclerotico, risiede nell’evitare alcune cause pro-infiammatorie e dislipidemiche modificabili. Mangiare sano, gestire lo stress, dormire a sufficienza, non bere alcolici, non fumare, tenere sotto controllo la pressione arteriosa, i lipidi e glucosio ematici, mantenere l’attività fisica, rallentano l’invecchiamento del cuore.
Tuttavia negli ultimi anni si è manifestato un fabbisogno maggiore di supplementare l’alimentazione con gli integratori alimentari, a causa delle più frequenti cattive abitudini alimentari, dei ritmi della vita moderna, ma anche a causa delle alterazioni nella composizione del suolo e di conseguenza della riduzione del valore nutrizionale dei prodotti provenienti dalla terra.
C’è un ampio interesse per la prevenzione delle malattie cardiovascolari con trattamenti non farmacologici, in particolare specifici composti naturali attirano l’interesse nell’ambito cardiovascolare, per le loro proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e protettive dell’apparato cardiovascolare [2].
Il cuore
Il cuore è un organo muscolare eccezionalmente complesso, deputato al pompaggio del sangue all’organismo tramite il sistema circolatorio. La sua proprietà di pompa è dovuta a due tipi di cellule in particolare: le cellule pacemaker ed i cardiomiociti. Le cellule pacemaker dettano la frequenza del battito cardiaco, che in condizioni fisiologiche corrisponde ad una frequenza di 60-100 bpm. I cardiomiociti si distinguono in due gruppi: quelli appartenenti al miocardio di conduzione e quelli appartenenti al miocardio di lavoro. I cardiomiociti di uno stesso gruppo sono tra loro interconnessi, ovvero si contraggono simultaneamente una volta ricevuto lo stimolo.
Il cuore è suddiviso in due camere tra loro non comunicanti, ciascuna delle quali formata da un atrio e un ventricolo. L’atrio ed il ventricolo di ciascuna camera comunicano tra loro attraverso delle valvole, che garantiscono il passaggio del sangue in maniera esclusivamente unidirezionale, dagli atri ai ventricoli.
Il sangue povero di ossigeno arriva all’atrio destro attraverso le vene cave superiore e inferiore, raggiunge poi l’arteria polmonare tramite il ventricolo destro, la quale porterà il sangue ai polmoni per ossigenarlo e restituirlo all’atrio sinistro attraverso le quattro vene polmonari. Dopodiché, dal ventricolo sinistro, il sangue ossigenato verrà distribuito all’organismo tramite l’aorta.
Salute del cuore
Il cuore è il muscolo del corpo che lavora più duramente. Con il tempo tende a ridurre in parte la sua efficienza [3]. Uno dei fattori responsabili dei cambiamenti nelle prestazioni cardiache è l’invecchiamento. Ad esempio, nel tempo, le camere del cuore possono aumentare di dimensioni. La parete cardiaca si ispessisce, quindi la quantità di sangue che una camera può contenere diminuisce [4]. Le valvole che controllano il flusso di sangue tra le camere del cuore possono diventare più spesse e rigide.
Può anche verificarsi che uno o entrambi i lati del cuore non riescano a pompare abbastanza sangue per soddisfare le esigenze del corpo. Questa condizione si sviluppa nel tempo, man mano che l’azione di pompaggio del cuore si indebolisce o, se diventa difficile per il cuore riempirsi di sangue in maniera adeguata tra un battito cardiaco e l’altro.
Mangiare sano, gestire lo stress, dormire a sufficienza, non bere alcolici, non fumare, tenere sotto controllo la pressione arteriosa, i lipidi e glucosio ematici, mantenere l’attività fisica rallentano l’invecchiamento del cuore. È opportuno mantenere sane abitudini per tutta la vita, in quanto si potrebbe andare incontro ad un processo di invecchiamento cardiaco anticipato, con un cuore invecchiato ma non a causa di fattori biologici di natura cronologica. Si consideri infatti che, le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte nel mondo.
Infiammazione e stress ossidativo aumentato sono stati dimostrati come fattori di rischio fondamentali nell’insorgenza e nella progressione delle CVD (malattie cardiovascolari) [5].
Fattori di rischio cardiovascolari:
Inattività fisica
Occorre evitare il più possibile un comportamento sedentario. Lo sport, così come un’attività fisica blanda, fanno bene al cuore, poiché attraverso l’attività fisica si stimola l’attività muscolare, si rafforza il muscolo cardiaco, si ha un miglior controllo sulla pressione sanguigna, si migliorano i parametri metabolici [6].
Dislipidemie
I lipidi (tra cui trigliceridi, steroidi e fosfolipidi) sono trasportati nel sangue tramite le lipoproteine. Uno dei parametri lipidici determinanti un rischio cardiovascolare è rappresentato dal livello sierico di LDL (lipoproteine a bassa densità) nel sangue. Le LDL contengono elevati livelli di Apolipoproteina B, che è il responsabile del deposito di colesterolo nei vasi sanguigni [7]. Numerosi studi epidemiologici, clinici e sperimentali hanno postulato il ruolo fondamentale del colesterolo LDL e della sua forma ossidata come principali forze motrici della progressione dell’aterosclerosi [8],[9],[10]. Le placche aterosclerotiche possono compromettere la corretta emodinamica dei vasi, con conseguenze dirette sul cuore.
Iperglicemia
È una condizione caratterizzata da elevati livelli di glucosio nel sangue rispetto ai valori normali (solitamente compresi tra 60 e 99 mg/dL in condizione di digiuno da almeno 8 ore). Si distinguono episodi di iperglicemia lieve (occasionale), una condizione di pre-diabete quando i livelli di glucosio a digiuno variano tra 101 e 125 mg/dL, e una condizione patologica di diabete quando i livelli sierici superano i 126 mg/dL a digiuno.
Se non trattata, l’iperglicemia può causare gravi problemi di salute, specialmente in una concomitante situazione di dislipidemia, ipertensione e cattive abitudini. I rischi riguardano principalmente la condizione diabetica, con la chetoacidosi diabetica (DKA) e la sindrome iper-osmolare glicemica (HHS). Gli elevati livelli di glucosio nel sangue possono causare lesioni alle arterie, disfunzione endoteliale, stress ossidativo, infiammazione sistemica accentuata, iperattività piastrinica [11],[12].
Ipertensione
Un’ipertensione prolungata influisce negativamente sulla salute; è uno dei fattori di rischio più impattanti sulla salute cardiovascolare, infatti a lungo a dare può provocare danneggiamento delle arterie, insufficienza cardiaca.
Fumo, obesità, errata alimentazione e carenze nutrizionali
Negli ultimi anni si è manifestato un fabbisogno maggiore di supplementare l’alimentazione con gli integratori alimentari, a causa delle cattive abitudini alimentari, dello stile di vita, ma anche a causa delle alterazioni nella composizione del suolo e di conseguenza ad una riduzione del valore nutrizionale dei prodotti provenienti dalla terra. Per questo c’è un ampio interesse per la prevenzione delle malattie cardiovascolari con trattamenti non farmacologici, in particolare i composti fenolici naturali attirano l’interesse nell’ambito cardiovascolare, per le loro proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e protettive dell’apparato cardiovascolare [2].
Ruolo patofisiologico dello stress ossidativo nelle malattie cardiovascolari
Uno squilibrio tra la generazione e la detossificazione dei ROS, nonché una condizione di stress ossidativo, a livello cardiocircolatorio, rappresenta un importante rischio cardiovascolare. In condizioni fisiologiche, un aumento moderato dei ROS è benefico per l’organismo, in quanto stimola la capacità antiossidante, finché i livelli di ROS non superano quelli degli antiossidanti [13].
Uno dei potenziali meccanismi alla base dei danni endoteliali indotti dallo stress ossidativo coinvolge la NADPH ossidasi, gli enzimi della catena respiratoria mitocondriale, la Nitrossido Sintasi endoteliale (eNOS) [5]. L’eccessivo livello di sostanze ossidanti porta all’ossidazione della NADPH mitocondriale, con formazione di perossido di idrogeno (H2O2). Il perossido di idrogeno a sua volta, è responsabile di disfunzioni contrattili, aritmie, rimodellamento cardiaco disadattivo.
Anche i livelli di nitrossido (NO) nell’endoteliale impattano sulla salute del cuore. Il NO è una radice libero dell’azoto con importanti funzioni fisiologiche. Il nitrossido deriva dalla reazione di conversione dell’arginina in citrullina, catalizzata dall’enzima Nitrossido Sintasi (NOS). Essendo un radicale, il NO è estremamente reattivo, è in grado di reagire con molte strutture e molecole biologiche, regolando una serie di funzioni, tra cui la modulazione dei canali ionici del Calcio con un controllo diretto sulla dilatazione dei vasi sanguigni.
La sintesi e il rilascio di NO nelle cellule endoteliali è un importante meccanismo fisiologico per il controllo del tono vascolare, e quindi della pressione arteriosa. Se diminuisce la produzione di NO si possono verificare conseguenze piuttosto gravi a livello cardiocircolatorio, con una conseguenza diretta sulla perfusione del muscolo cardiaco. In una condizione di stress ossidativo l’eccessivo livello di ROS inattiva il NO, causando disfunzione endoteliale, e quindi un aumentato rischio cardiovascolare [14].
Gli antiossidanti per la prevenzione del rischio cardiovascolare
Occorre intervenire in maniera precoce, prima che i rischi cardiovascolari si trasformino in una patologia più complessa da trattare. Considerato il ruolo dei mitocondri nella generazione eccessiva dei ROS, un approccio promettente potrebbe essere quello di mirare specificamente ai compartimenti mitocondriali [5].
In passato è stato osservato che, un approccio di “terapia antiossidante” a base di Vitamine, come la Vitamina E e la Vitamina C, non ha portato alcun beneficio sulla salute cardiovascolare [15], [16], [17], dando vita al concetto del paradosso antiossidante [18]. Le spiegazioni sono varie, ad esempio il fatto che le Vitamine non mirano direttamente ai ROS mitocondriali, oppure perché il meccanismo antiossidante delle Vitamine agisce più lentamente di quanto i ROS interagiscano con il NO per indurre i danni endoteliali, e quindi determinare un rischio cardiovascolare.
Inoltre, gli studi attuali evidenziano una certa necessità di identificare strategie specifiche per sesso, al fine di migliorare la gestione delle malattie cardiovascolari. Si pensi ad esempio alle donne in fase di transizione menopausale. Il passaggio dalla perimenopausa alla menopausa, a causa del repentino calo del livello di estrogeni, determina un aumentato rischio cardiovascolare. In questo caso specifico, i fattori determinanti il rischio cardiovascolari sono in parte correlati al cambiamento del profilo ormonale [19], pertanto l’approccio antiossidante deve essere personalizzato tenendo conto di ciò [20].
Alla luce di tutto ciò, una strategia antiossidante promettente, al fine di prevenire i rischi cardiovascolari richiederebbe la definizione di target specifici, come ad esempio la stimolazione di specifici sistemi antiossidanti endogeni a livello vascolare, la prevenzione della produzione dei ROS, la selezione di sostanze antiossidanti affini per i mitocondri, l’identificazione di specifiche subunità enzimatiche coinvolte nell’equilibrio redox endogeno e relativi composti affini, oltre che alla classica azione radical scavenger dei più tradizionali composti antiossidanti.
Bibliografia
[1] M. Di Cesare et al., “The Heart of the World,” Glob Heart, vol. 19, no. 1, Jan. 2024, doi: 10.5334/gh.1288.
[2] C. Noguera-Navarro, S. Montoro-García, and E. Orenes-Piñero, “Hydroxytyrosol: Its role in the prevention of cardiovascular diseases,” Heliyon, vol. 9, no. 1, p. e12963, Jan. 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e12963.
[3] D. W. KITZMAN, D. G. SCHOLZ, P. T. HAGEN, D. M. ILSTRUP, and W. D. EDWARDS, “Age-Related Changes in Normal Human Hearts During the First 10 Decades of Life. Part II (Maturity): A Quantitative Anatomic Study of 765 Specimens From Subjects 20 to 99 Years Old,” Mayo Clin Proc, vol. 63, no. 2, pp. 137–146, Feb. 1988, doi: 10.1016/S0025-6196(12)64946-5.
[4] I. Olivotto, R. Gistri, P. Petrone, E. Pedemonte, D. Vargiu, and F. Cecchi, “Maximum left ventricular thickness and risk of sudden death in patients with hypertrophic cardiomyopathy,” J Am Coll Cardiol, vol. 41, no. 2, pp. 315–321, Jan. 2003, doi: 10.1016/S0735-1097(02)02713-4.
[5] T. Münzel, G. G. Camici, C. Maack, N. R. Bonetti, V. Fuster, and J. C. Kovacic, “Impact of Oxidative Stress on the Heart and Vasculature,” J Am Coll Cardiol, vol. 70, no. 2, pp. 212–229, Jul. 2017, doi: 10.1016/j.jacc.2017.05.035.
[6] F. Lobelo et al., “Routine Assessment and Promotion of Physical Activity in Healthcare Settings: A Scientific Statement From the American Heart Association,” Circulation, vol. 137, no. 18, May 2018, doi: 10.1161/CIR.0000000000000559.
[7] M. Balling, B. G. Nordestgaard, A. Langsted, A. Varbo, P. R. Kamstrup, and S. Afzal, “Small Dense Low-Density Lipoprotein Cholesterol Predicts Atherosclerotic Cardiovascular Disease in the Copenhagen General Population Study,” J Am Coll Cardiol, vol. 75, no. 22, pp. 2873–2875, Jun. 2020, doi: 10.1016/j.jacc.2020.03.072.
[8] M. J. Domanski et al., “Time Course of LDL Cholesterol Exposure and Cardiovascular Disease Event Risk,” J Am Coll Cardiol, vol. 76, no. 13, pp. 1507–1516, Sep. 2020, doi: 10.1016/j.jacc.2020.07.059.
[9] B. A. Ference et al., “Low-density lipoproteins cause atherosclerotic cardiovascular disease. 1. Evidence from genetic, epidemiologic, and clinical studies. A consensus statement from the European Atherosclerosis Society Consensus Panel,” Eur Heart J, vol. 38, no. 32, pp. 2459–2472, Aug. 2017, doi: 10.1093/eurheartj/ehx144.
[10] Z. Du and Y. Qin, “Dyslipidemia and Cardiovascular Disease: Current Knowledge, Existing Challenges, and New Opportunities for Management Strategies.,” J Clin Med, vol. 12, no. 1, Jan. 2023, doi: 10.3390/jcm12010363.
[11] H. E. Bays et al., “Ten things to know about ten cardiovascular disease risk factors,” Am J Prev Cardiol, vol. 5, p. 100149, Mar. 2021, doi: 10.1016/j.ajpc.2021.100149.
[12] C. Rask-Madsen and G. L. King, “Vascular Complications of Diabetes: Mechanisms of Injury and Protective Factors,” Cell Metab, vol. 17, no. 1, pp. 20–33, Jan. 2013, doi: 10.1016/j.cmet.2012.11.012.
[13] T. Gori and T. Münzel, “Oxidative stress and endothelial dysfunction: Therapeutic implications,” Ann Med, vol. 43, no. 4, pp. 259–272, Jun. 2011, doi: 10.3109/07853890.2010.543920.
[14] E. Lubos, “Role of oxidative stress and nitric oxide in atherothrombosis,” Frontiers in Bioscience, vol. Volume, no. 13, p. 5323, 2008, doi: 10.2741/3084.
[15] A. M. Rychter, S. Hryhorowicz, R. Słomski, A. Dobrowolska, and I. Krela-Kaźmierczak, “Antioxidant effects of vitamin E and risk of cardiovascular disease in women with obesity – A narrative review,” Clinical Nutrition, vol. 41, no. 7, pp. 1557–1565, Jul. 2022, doi: 10.1016/j.clnu.2022.04.032.
[16] T. Münzel, T. Gori, R. M. Bruno, and S. Taddei, “Is oxidative stress a therapeutic target in cardiovascular disease?,” Eur Heart J, vol. 31, no. 22, pp. 2741–2748, Nov. 2010, doi: 10.1093/eurheartj/ehq396.
[17] T. Gori and T. Münzel, “Oxidative stress and endothelial dysfunction: Therapeutic implications,” Ann Med, vol. 43, no. 4, pp. 259–272, Jun. 2011, doi: 10.3109/07853890.2010.543920.
[18] B. Halliwell, “The antioxidant paradox: less paradoxical now?,” Br J Clin Pharmacol, vol. 75, no. 3, pp. 637–644, Mar. 2013, doi: 10.1111/j.1365-2125.2012.04272.x.
[19] S. Moreno, C. Ayers, N. Nguyen, A. Rohatgi, and E. S. Lau, “Lipid changes across menopause status point to increased cardiovascular risk,” Eur Heart J, vol. 45, no. Supplement_1, Oct. 2024, doi: 10.1093/eurheartj/ehae666.2839.
[20] A. Iorga, C. M. Cunningham, S. Moazeni, G. Ruffenach, S. Umar, and M. Eghbali, “The protective role of estrogen and estrogen receptors in cardiovascular disease and the controversial use of estrogen therapy,” Biol Sex Differ, vol. 8, no. 1, p. 33, Dec. 2017, doi: 10.1186/s13293-017-0152-8.