Bioattivatori metabolici

La nuova frontiera degli integratori alimentari 

A cura del Team R&D di TL Pharma

Sommario

Parole chiave
Riassunto
Introduzione
Tutte le vie metaboliche sono interconnesse
Ruoli dei micronutrienti essenziali: Vitamine e Minerali
I bioattivatori metabolici: dalla natura all’uomo
Conclusioni
Bibliografia 

Parole chiave: metabolismo, bioattivatori, antiossidanti, sinergismo, energia

Riassunto

Oltre metà della popolazione mondiale soffre di carenze di micronutrienti essenziali. Queste insufficienze, spesso attribuite a un’alimentazione povera e al dilagare del junk food, hanno effetti negativi, in alcuni casi devastanti, sulla salute. I bioattivatori metabolici rappresentano un’innovazione radicale rispetto agli integratori tradizionali. Questi composti, ottenuti da fonti naturali e vegetali, agiscono in modo sinergico e additivo per ottimizzare le vie metaboliche e sostenere i processi di rigenerazione cellulare. Più che semplici supplementi, essi operano a livello molecolare, stimolando simultaneamente enzimi e recettori cruciali nel metabolismo energetico, nella gestione dei lipidi e degli zuccheri. I bioattivatori metabolici segnano un nuovo capitolo nel settore della nutraceutica e della prevenzione. Grazie alla loro capacità di agire simultaneamente su molteplici vie metaboliche, offrono un approccio innovativo per sostenere la salute umana, riducendo la dipendenza dai farmaci e valorizzando le risorse naturali.

Introduzione

Più della metà della popolazione globale consuma livelli inadeguati di diversi micronutrienti essenziali per la salute, tra cui calcio, zinco, magnesio, manganese, boro e vitamine C ed E, secondo un nuovo studio condotto da ricercatori della Harvard T.H. Chan School of Public Health, dell’UC Santa Barbara e della Global Alliance for Improved Nutrition (GAIN).

In Europa, la persistenza delle carenze nutrizionali nel contesto di un’epidemia di obesità non dovrebbe essere interpretata come un paradosso. L’accesso facile al cibo non garantisce scelte alimentari sane necessarie per raggiungere un’adeguata nutrizione [1].

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.

Tutte le vie metaboliche sono interconnesse

Per mantenere le funzioni cellulari dell’intero organismo, i sistemi viventi richiedono energia in modo continuo. I sistemi viventi sono in grado di trasformare le biomolecole in energia, utile al mantenimento vitale dell’intero organismo. L’attività di trasformazione di tali molecole al fine di produrre energia è detta metabolismo. L’insieme delle relative reazioni chimiche che avvengono costituiscono le vie metaboliche. Esistono due tipi di vie metaboliche: le vie cataboliche, dalle quali le cellule ricavano energia a seguito del catabolismo di carboidrati, acidi grassi e proteine, e le vie anaboliche, dalle quali le cellule sintetizzano biomolecole essenziali per svolgere le sue funzioni. Ci sono poi le vie metaboliche che funzionano sia in senso catabolico che anabolico, nonché vie anfiboliche.

Le principali vie metaboliche che portano alla produzione di energia coinvolgono carboidrati, lipidi e proteine. L’energia viene prodotta sottoforma di ATP (Adenosin Trifosfato) attraverso la respirazione cellulare, che coinvolge le vie metaboliche della glicolisi, del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa mitocondriale [2]. La complessa via metabolica della respirazione cellulare è la principale via catabolica dalla quale si ottiene l’energia. Ci sono poi altre vie metaboliche, come ad esempio il ciclo dell’urea, o il ciclo di Cori, che invece hanno obiettivi differenti. Il ciclo dell’urea è utile per l’escrezione renale di ioni ammonio sottoforma di urea; il ciclo di Cori è un percorso metabolico che si attiva sotto sforzo muscolare, e consiste nel recuperare il glucosio a partire dal lattato [3][4].

Il metabolismo è organizzato in percorsi metabolici distinti. Ciascuna reazione metabolica è compartimentalizzata, in modo da evitare potenziali conflitti tra le varie reazioni stesse. Per questo avvengono in specifici distretti cellulari, come il mitocondrio, o il citosol [5]. Nonostante la compartimentalizzazione, tutte le vie metaboliche del nostro organismo sono strettamente interconnesse tra di loro, e coinvolgono substrati, enzimi, coenzimi e cofattori.

Gli enzimi sono proteine responsabili di velocizzare le reazioni chimiche che avvengono durante i percorsi metabolici; in assenza degli enzimi, che fungono da catalizzatori, la reazione chimica sarebbe troppo lenta e quindi non compatibile con la vita. Il nostro organismo contiene moltissimi tipi di enzimi, ciascuno in grado di catalizzare una specifica reazione [6].

I coenzimi sono composti organici non proteici che si legano specificamente a una porzione enzimatica e partecipano attivamente alla biotrasformazione catalitica. La loro funzione è essenziale in quanto, in molti casi è stato dimostrato le strutture proteiche sono inattive senza un “partner coenzimatico”, e che questa associazione è sinergica [7].

I cofattori sono entità chimiche, che vanno da semplici ioni metallici a complesse molecole organiche, con ruoli che possono essere di natura strutturale o funzionale [8].

Ruoli dei micronutrienti essenziali: Vitamine e Minerali  

Le Vitamine ed i Minerali sono sostanze ed elementi indispensabili per il corretto funzionamento del metabolismo. L’organismo non è in grado di sintetizzarli, pertanto è indispensabile assumerli con la dieta. La carenza di vitamine o minerali può compromettere lo stato di salute ed in alcuni casi sfociare in un vero e proprio quadro patologico, come ad esempio disturbi del sistema nervoso e del metabolismo [9].

La Vitamina K è essenziale nella prevenzione delle malattie cardiovascolari, la Vitamina A è essenziale per la vista e nella regolazione dell’espressione genica, le Vitamine del gruppo B sono essenziali per il sistema immunitario, le funzioni cognitive e le vie metaboliche, la Vitamina C è un cofattore enzimatico nelle reazioni di idrossilazione ed è uno degli antiossidanti naturali più importanti, la Vitamina D è una molecola ormone-like con numerosissime funzioni, è un importante cofattore nei processi di crescita cellulare; la Vitamina E è un importante antiossidante all’interno delle membrane cellulari.

Il Rame è un cofattore di enzimi ossidativi, essenziale nella sintesi di neurotrasmettitori e di collagene. Il Ferro è un cofattore chiave di enzimi che partecipano al trasporto di elettroni e alla respirazione cellulare. Lo Zinco è un cofattore di oltre 300 enzimi, tra cui la DNA polimerasi (enzima coinvolto nella sintesi proteica e nella replicazione cellulare). Il Magnesio è un cofattore di enzimi coinvolti nella produzione di energia. Il Manganese è un cofattore di enzimi che proteggono contro lo stress ossidativo e di enzimi che regolano il metabolismo dei carboidrati e dei lipidi.

 I bioattivatori metabolici: dalla natura all’uomo

I bioattivatori metabolici sono sostanze di origine naturale che supportano il metabolismo, promuovendo il corretto funzionamento delle vie metaboliche in modo SINERGICO. Queste sostanze promuovono la salute cellulare e il bilancio metabolico intervenendo nella produzione di energia, nella resistenza allo stress ossidativo e nel controllo dell’infiammazione

1. Modulazione enzimatica: stimolano l’attività di enzimi coinvolti nella protezione contro i radicali liberi e nell’eliminazione di tossine.
2. Segnalazione cellulare: regolano percorsi di segnalazione cellulare come MAPK e PI3K/Akt, coinvolti nella risposta allo stress e nel controllo della crescita cellulare.
3. Regolazione genica: possono influenzare l’espressione di geni legati al metabolismo lipidico e alla sensibilità all’insulina.

 Le catechine sono potenti antiossidanti in grado di migliorare la funzione mitocondriale e stimolare la combustione dei grassi, sostenendo il metabolismo energetico e contribuendo al controllo del peso.

L’Apigenina modula l’infiammazione inibendo le citochine infiammatorie e ha effetti protettivi sulle cellule epatiche, aiutando il metabolismo del fegato e riducendo lo stress ossidativo.

Il Kaempferolo supporta la salute del sistema cardiovascolare e ha proprietà anti-cancerogene. Migliora l’attività di enzimi antiossidanti e promuove l’apoptosi delle cellule danneggiate, facilitando la detossificazione e l’equilibrio del metabolismo cellulare.

La Quercetina è nota per migliorare l’attività di enzimi antiossidanti come la Superossido Dismutasi (SOD) e la catalasi, proteggendo le cellule dai danni ossidativi. La quercetina può anche migliorare la sensibilità insulinica, supportando il metabolismo dei carboidrati.

La Naringenina ha dimostrato di migliorare la sensibilità insulinica e ridurre il colesterolo, favorendo un miglior metabolismo dei lipidi e dei carboidrati. Inoltre, può ridurre l’infiammazione e migliorare la salute del fegato.

Gli acidi fenolici possono essere considerati attivatori metabolici grazie alla loro capacità di interagire con vie di segnalazione cellulare e di modulare l’attività di enzimi chiave nel metabolismo cellulare. Ad esempio, possono influenzare le vie di segnalazione del fattore di trascrizione NF-κB, coinvolto nella regolazione dell’infiammazione e della risposta allo stress ossidativo.

 Acido Caffeico e Acido Ferulico, sono noti per potenziare l’attività degli enzimi antiossidanti endogeni, come la Superossido Dismutasi (SOD), la Catalasi (CAT) e la Glutatione Perossidasi (GPx). Alcuni acidi fenolici inibiscono enzimi pro-ossidanti come la Xantina Ossidasi e la NADPH Ossidasi, che producono specie reattive dell’ossigeno (ROS) durante il metabolismo cellulare.

L’Acido Gallico, riducendo l’attività di questi enzimi, contribuisce a mantenere un bilancio redox positivo, prevenendo i danni cellulari associati a stress ossidativo e infiammazione.

Conclusioni

I BIOATTIVATORI METABOLICI, selezionati da opportuna fonte e combinati in modo strategico, rappresentano una promettente frontiera nella lotta contro le patologie metaboliche, come obesità, diabete e malattie cardiovascolari. L’uso combinato di estratti naturali con un ricco e ben definito profilo fitochimico consente un’azione sinergica e additiva, grazie ad un mix di composti che agiscono contemporaneamente su più vie metaboliche. Questa combinazione offre una regolazione bilanciata del metabolismo, promuovendo prevenzione e benessere.

Bibliografia

[1]      S. Passarelli, C. M. Free, A. Shepon, T. Beal, C. Batis, and C. D. Golden, “Global estimation of dietary micronutrient inadequacies: a modelling analysis.,” Lancet Glob Health, vol. 12, no. 10, pp. e1590–e1599, Oct. 2024, doi: 10.1016/S2214-109X(24)00276-6.

[2]      A. R. Fernie, F. Carrari, and L. J. Sweetlove, “Respiratory metabolism: glycolysis, the TCA cycle and mitochondrial electron transport,” Curr Opin Plant Biol, vol. 7, no. 3, pp. 254–261, Jun. 2004, doi: 10.1016/j.pbi.2004.03.007.

[3]      M. F. Moedas, R. J. M. Simões, and M. F. B. Silva, “Mitochondrial targets in hyperammonemia: Addressing urea cycle function to improve drug therapies,” Biochem Pharmacol, vol. 222, p. 116034, Apr. 2024, doi: 10.1016/j.bcp.2024.116034.

[4]      W.-H. Yang, H. Park, M. Grau, and O. Heine, “Decreased Blood Glucose and Lactate: Is a Useful Indicator of Recovery Ability in Athletes?,” Int J Environ Res Public Health, vol. 17, no. 15, p. 5470, Jul. 2020, doi: 10.3390/ijerph17155470.

[5]      A. Judge and M. S. Dodd, “Metabolism,” Essays Biochem, vol. 64, no. 4, pp. 607–647, Oct. 2020, doi: 10.1042/EBC20190041.

[6]      P. K. Robinson, “Enzymes: principles and biotechnological applications,” Essays Biochem, vol. 59, pp. 1–41, Nov. 2015, doi: 10.1042/bse0590001.

[7]      A. Kirschning, “Coenzymes and Their Role in the Evolution of Life,” Angewandte Chemie International Edition, vol. 60, no. 12, pp. 6242–6269, Mar. 2021, doi: 10.1002/anie.201914786.

[8]      M. Marchetti, R. Puglisi, B. Cellini, M. Dindo, and F. Marchesani, “Editorial: The role of cofactors in protein stability and homeostasis: Focus on human metabolism,” Front Mol Biosci, vol. 10, Jan. 2023, doi: 10.3389/fmolb.2023.1147451.

[9]      K. TANAKA, Y. TAKETANI, I. ANGELES-AGDEPPA, and T. KAMBE, “Role of Vitamins and Minerals in Health and Diseases,” J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo), vol. 68, no. Supplement, pp. S70–S72, Nov. 2022, doi: 10.3177/jnsv.68.S70.