L'ossido nitrico

L'NO promuove la sana funzione endoteliale e la salute cardiaca dilatando i vasi sanguigni, migliorando il flusso del sangue e abbassando la pressione sanguigna (4). Il flusso sanguigno migliorato permette all'ossigeno vitale e ai nutrienti di fluire liberamente in tutto il corpo e nello stesso tempo rimuovere il materiale di scarto e il biossido di carbonio. È importante sottolineare che l'NO si diffonde nelle aree ipossiche, quelle che necessitano di ossigeno. Sia il cuore che il cervello (5), (6) sono forti utilizzatori di ossigeno.

L'NO ha dimostrato di migliorare la neuroplasticità cerebrale migliorando l'ossigenazione della corteccia somatomotoria (un'area cerebrale frequentemente colpita nelle prime fasi della demenza). (7), (8) L'NO aiuta anche a fluidificare il sangue e a diminuire la sua viscosità, per cui riduce l'aggregazione piastrinica. Tende ad evitare la formazione di coaguli di sangue causa di infarto o ictus.

L'NO inoltre:

• Svolge un ruolo protettivo mitocondriale. Anche i muscoli scheletrici, sono composti solo da circa l' 1 - 2 percento di mitocondri. Dipende da queste centrali energetiche l'alimentazione dei movimenti quotidiani. Quando a seguito dell'attività fisica fanno male i muscoli, significa che sono in carenza di ossigeno. Il corpo per compensare rilascia NO per dilatare i vasi sanguigni, rendendo più facile l'accesso dell'ossigeno. Questo è uno dei motivi per cui le intense e brevi attività fisiche ad alta intensità sono una forma efficiente per aumentare significativamente l'NO. (9) Quando ci si allena, bastano solo 90 secondi perché i vasi sanguigni esauriscano l'NO immagazzinato e inizi il processo per produrlo. Quindi, non solo è importante fornire al corpo le materie prime per produrre l'NO, ma anche attivarsi regolarmente per eliminare l'NO praticando esercizi ad alta intensità, che produce i seguenti effetti positivi:

• Migliora la funzione immunitaria, rendendo il corpo più resistente contro gli agenti patogeni esterni. L'NO ha anche un forte potenziale antibatterico. I Test in vitro dimostrano che può eliminare la maggior parte dei patogeni enterici entro un'ora. Il Mycobacterium tuberculosis, la Salmonella e la Shigella sono particolarmente sensibili all'NO.
• Aiuta a mantenere l'omeostasi fisiologica. Ad esempio, nell'intestino, l'NO regola il flusso sanguigno della mucosa, la motilità intestinale e lo spessore del muco. L'NO svolge anche un ruolo importante nell'omeostasi delle specie reattive dell'ossigeno che possono avere un impatto significativo sulle vie metaboliche. (10)
• Aiuta a sopprimere l'infiammazione e, nei microvasi, in particolare nei capillari, l'NO, insieme ai fattori di crescita, aiuta a promuovere l'angiogenesi, ovvero la formazione di nuovi e sani vasi sanguigni. (11)

Dalla sua scoperta nel 1980, (12) l'NO ha seriamente messo in discussione e aggiornato la comprensione della biologia e della patologia umana. Mentre Joseph Priestly scoprì l'NO nel 1772, solo nel 1980 il biochimico Robert Furchgott scoprì che le cellule endoteliali rilasciano un fattore di rilassamento derivato dall'endotelio (EDRF), in grado di rilassare la muscolatura liscia vascolare.

Insieme a Louis J. Ignarro, Ph.D. e Dr. Ferid Murad, ha ricevuto il premio Nobel per la fisiologia e la medicina nel 1998 per "le scoperte sull'ossido nitrico come molecola di segnalazione nel sistema cardiovascolare". (13) Nel 1986, Furchgott e Ignarro, due farmacologi, indipendenti l'uno dall'altro, giunsero alla stessa conclusione: che l'EDRF (Endothelium-derived relaxing factor) è in realtà l'NO scoperto in precedenza. Oggi ci sono più di 160.000 articoli che dettagliano la fisiologia e la patologia del NO. Ecco un breve riepilogo di alcuni punti chiave:

• Nel corpo, l'NO viene generato da tre enzimi primari dell'ossido nitrico sintasi (NOS) :       NOS endoteliale (eNOS), NOS neuronale (nNOS) e NOS inducibile (iNOS). L' eNOS viene prodotto nell'endotelio vascolare ed è tipicamente associato a benefiche reazioni biologiche, mentre l'nNOS e l'iNOS sono associati a effetti tossici. L'iNOS è facilmente indotto in molti tessuti dalle citochine pro-infiammatorie e, a differenza degli altri enzimi NOS, non è regolato dai cambiamenti nel calcio intracellulare.

• L'NO è più di una semplice molecola di segnalazione. La comprensione di come comunica rivela il perché l'NO ha così tanti ruoli fisiologici nella vita biologica. È importante sottolineare che la concentrazione locale del NO non è l'unico elemento determinante; può trasmettere le informazioni anche con mezzi più sottili e, il fatto che l'NO possa attraversare liberamente le membrane cellulari si diffonde ripetutamente dentro e fuori dalle cellule. Tuttavia, poiché l'NO può diffondersi solo a breve distanza, la sua azione è limitata alle poche cellule più vicine alla fonte di produzione. Ciò significa che l'NO prodotto nell'intestino, ad esempio, non influenza il sistema nervoso centrale, quindi è importante favorire la produzione di NO nell'intero sistema.

• L'NO apporta molti benefici ma è anche un radicale libero e, quando combinato con il superossido, forma la molecola reattiva più perniciosa nel corpo: il perossinitrito.  Contribuisce a determinare gran parte del danno ossidativo al DNA, alle membrane cellulari e alle proteine. Ciò si verifica in genere quando viene esposto a campi elettromagnetici dannosi.

• La maggior parte degli effetti benefici dell'NO sono mediati dalla sua capacità di stimolare la guanilato ciclasi solubile, producendo cGMP che agisce, a sua volta, per stimolare la chinasi della proteina cGMP-dipendente o attraverso la sua capacità di nitrosilare i residui della proteina cisteina. (14)

• Un esempio dell'uso terapeutico dell'NO è la terapia del campo elettromagnetico pulsato o PEMF, che è stata convenzionalmente utilizzata dagli anni '70 nel trattamento delle fratture ossee non consolidate. (15) E' come in questo contesto, aumenti di NO aumentino la sintesi del cGMP e attivino la chinasi della proteina G, (16) la quale può stimolare gli osteoblasti e la crescita ossea.

Oggi si ritiene che la ragione per cui la PEMF è sicura e l'EMF non lo è, sia in gran parte il risultato delle frequenze. Il PEMF è in genere inferiore ai 100 Hz mentre le frequenze EMF pericolose sono in genere superiori a 2000 Hz.

Considerando che i nitrati attivano la produzione del NO, non sorprende che i nitrati alimentari abbiano mostrato gli stessi effetti sulla salute dell'NO, compreso l'abbassamento della pressione arteriosa, il miglioramento della funzione endoteliale, l'aumento delle prestazioni fisiche, l'inversione della sindrome metabolica e gli effetti antidiabetici. (17), (18) In realtà, i nitrati alimentari hanno dimostrato di invertire la sindrome metabolica nei topi, (19), migliorare il flusso sanguigno dell'isoletta pancreatica e la secrezione di insulina nei ratti. (20)

Nella medicina convenzionale, i nitrati vengono utilizzati per trattare l'angina e l'insufficienza cardiaca congestizia e le ricerche mostrano che un bicchiere di succo di barbabietola ha lo stesso effetto dei nitrati che vengono prescritti dai presidi medici. (21) Le barbabietole crude, ricche di nitrati, hanno dimostrato di abbassare la pressione sanguigna in media di quattro o cinque punti in poche ore. (22)

Un altro studio (23) ha scoperto che bere 227 grammi di succo di barbabietola al giorno determina l'abbassamento della pressione sanguigna, in media, di quasi otto punti dopo la prima settimana. Un effetto maggiore della gran parte dei farmaci per ridurre la pressione sanguigna. È stato anche dimostrato che le barbabietole crude aumentano la resistenza durante l'attività fisica fino al 16% (24) grazie alla maggiore produzione di NO.

In passato, i nitriti erano universalmente considerati cancerogeni, indipendentemente dalla fonte o dal modo in cui sono stati prodotti. Oggi sappiamo che questo non è vero. Come spiegato nel documento "Nitrite in Nitric Oxide Biology", pubblicato nel 2006: (25)

"Per la vita sono necessari composti azotati: il nitrito è un composto che si trova naturalmente in natura e, negli anni, la valutazione farmacologica del nitrito ha subito una metamorfosi sorprendente. Da sostanza dannosa che genera nitrosammine cancerogene nello stomaco a farmaco salvavita che libera un agente protettivo (ossido nitrico) durante gli eventi ipossici.

Il nitrito è stato studiato come vasodilatatore nei mammiferi per oltre 125 anni ed è un noto sottoprodotto del metabolismo dei nitrati organici. C'è stata una recente riscoperta in fisiologia di alcune delle proprietà vasodilatatorie del nitrito insieme ad altre nuove scoperte che lo rendono una molecola fondamentale in biologia.

Fino a poco tempo fa si pensava che il nitrito fosse un prodotto della degradazione ossidativa della sintesi endogena del NO, ma negli ultimi anni sono stati effettuati degli approfondimenti sulla riduzione del nitrito nuovamente in NO come possibile meccanismo di vasodilatazione ipossica. Il nitrito si è evoluto in una molecola di segnalazione endogena e un regolatore dell'espressione genica che può non solo servire da indicatore diagnostico ma anche trovare un ruolo come potenziale agente terapeutico delle malattie cardiovascolari. "

Come spiegato in "Metabolic Effects of Dietary Nitrate in Health and Disease" nella rivista "Cell Metabolism", (26) "Il contributo relativo della dieta a confronto con l'NO endogeno generato dalla NOS all'insieme dei nitrati varia, ma con un apporto moderatamente elevato di verdure (200 grammi al giorno), la fonte alimentare chiaramente domina ".

Nella dieta moderna, i nitrati si possono trovare sia negli alimenti vegetali ricchi di nitrati che nelle carni lavorate. Tuttavia, solo la prima di queste fonti è utile. L'altra è quella nota per essere cancerogena. La differenza si trova nei dettagli, in quanto il corpo elabora i nitrati in modo diverso a seconda della fonte. (27)

I nitrati alimentari vengono convertiti in nitriti da batteri orali durante la masticazione. Una volta inghiottiti e a contatto con l'acido dello stomaco, possono essere convertiti in due tipi di sostanze: NO benefico o composti N-nitroso cancerogeni come le nitrosammine. Un numero di fattori può influenzare questa conversione:

• In primo luogo se i nitriti si trovano o meno in combinazione con le proteine e il ferro eme (un composto che costituisce parte della molecola di emoglobina nel sangue) è il principale fattore che rende le carni lavorate così dannose per la salute. (28)
• La carne trasformata è in realtà classificata come cancerogeno del gruppo 1, insieme a tabacco e amianto. (29) (30) Secondo una revisione di più di 7.000 studi clinici, il World Cancer Research Fund ha concluso non c'è alcun limite minimo di sicurezza per le carni lavorate (31) e che dovrebbero essere evitate del tutto per ridurre al minimo il rischio di cancro.
• Come spiegato da Gunter Kuhnle, professore di scienze nutrizionali presso l'Università di Reading, UK, (32) "Ciò che rende le carni trasformate in modo ideale per la formazione di composti N-nitroso è la combinazione di nitriti e proteine. Il ferro eme della carne sembra contribuire alla conversione in composti N-nitroso. "

I nitrati alimentari sono anche più inclini a convertirsi in nitrosammine cancerogene quando vengono riscaldate, ciò che accade durante la cottura e la lavorazione della carne. La maggior parte degli alimenti vegetali in genere non viene cotta o fritta a temperature elevate e le probabilità che si formino sostanze nocive sono minime.

• I vegetali contengono antiossidanti (come la vitamina C e i polifenoli) che impediscono la formazione di nitrosammine nocive. (33) La presenza di questi composti aiuta a garantire che i nitriti siano convertiti in NO evitando la formazione di composti N-nitroso nocivi. (34)
•  Anche la composizione dei batteri intestinali può avere un ruolo. Le ricerche indicano che i batteri benefici aiutano ad abbattere le nitrosammine, mentre i batteri cattivi fanno aumentare la produzione di nitrosamina. (35)

In sintesi, una dieta ricca di nitrati può fare miracoli per la salute, ma solo quando i nitrati provengono dal regno vegetale. Ecco una lista dei 10 alimenti vegetali più ricchi di nitrati: (36), (37), (38)

Mangiare aglio aiuta a migliorare la produzione di NO attraverso la classica via L-arginina. Anche se a basso contenuto di nitrati, l'aglio aumenta la sintesi dell'ossido nitrico, con la conversione della L-arginina in NO grazie a cofattori come le vitamine B2 e B3. (39)

Le rape rosse, pur posizionate nella parte bassa della lista, diventano un innesco fenomenale di NO quando sono fermentate. Le rape rosse fermentate contengono più di 2.000 - 3.000 mg di nitrati per 100 grammi.

Le rape rosse fermentate in casa contengono livelli più elevati di nitrati rispetto a quelle commerciali. Una differenza dovuta ai metodi di lavorazione. Secondo uno studio, (40) l'aggiunta di zucchero nei fermenti commercializzati "diluisce" il contenuto di nitrati nel prodotto finale.

In anni più recenti, i ricercatori hanno approfondito il ruolo dei nitrati alimentari, dimostrando che sono molto più importanti per la salute umana di quanto si pensasse in passato, in gran parte a causa della loro influenza sulla produzione di NO. Come spiegato in un documento PLOS One 2015: (41)

"... il nitrato viene dapprima convertito in nitrito e successivamente in ammoniaca. I ceppi di L.rhamnosus, L.acidophilus e B.longum infantis alimentati con nitrato hanno prodotto lievi variazioni nei livelli di nitrito o di ammoniaca nelle colture. Tuttavia con la somministrazione di nitrito esogeno, l'NO sotto forma di gas è stato prontamente prodotto indipendentemente dal nitrato aggiunto.

La produzione batterica di acido lattico causa una acidificazione che a sua volta genera NO mediante la riduzione non enzimatica del nitrito. Al contrario, il nitrito viene convertito in NO da colture di E. coli anche a pH neutro. La riduzione del nitrato batterico in ammoniaca, così come la relativa formazione dell'NO nell'intestino, potrebbe essere un aspetto importante del metabolismo globale dei nitrati/nitriti/NO nei mammiferi e rappresenta ancora un altro modo in cui il microbioma è collegato a dieta e salute. "

In altre parole, sembra esserci una relazione molto intima tra nitrati alimentari e i batteri intestinali. La catena del metabolismo nitrato/nitrito/NO e l'influenza dei batteri intestinali possono essere riassunti come segue:

• Nella fase 1, i batteri probiotici come i Lactobacillus riducono il nitrato in nitrito, quest'ultimo diventa un substrato per l'NO
• La fase 2 è la conversione del nitrito in NO, che può avvenire attraverso diversi processi, indipendentemente dalla presenza di batteri probiotici, inclusi i seguenti:

• Acidificazione nello stomaco o parti localizzate dell'intestino

• Intervento di altri batteri intestinali in grado di trasformare il nitrito in NO

• Ad opera di cellule della mucosa dell'intestino con attività perossidasica

Quando si assume un probiotico come il Lactobacillus in combinazione con il nitrato alimentare, si ottiene un aumento di NO, ma solo la prima fase del processo (la riduzione del nitrato in nitrito) è un risultato diretto del probiotico. Al di fuori del corpo umano, come durante la fermentazione, i probiotici possono guidare l'intero processo, prima riducendo il nitrato in nitrito e quindi generando NO attraverso l'acido lattico prodotto dal processo di fermentazione stesso.

Sebbene tutto ciò possa sembrare frustrante e complesso, il messaggio da memorizzare è questo: se si vuole supportare il percorso NO e incrementare la produzione di NO, è bene combinare i probiotici con alimenti vegetali ricchi di nitrati. (42) Gli integratori che combinano entrambi sono probabilmente i più efficaci. 

Fonti e riferimenti:

• 1, 41 PLOS One 2015; 10(3): e0119712
• 2, 17, 25 Free Radical Biology and Medicine September 2006; 41(5): 691-701
• 3, 10, 26 Cell Metabolism 2018 Jul 3;28(1):9-22
• 4 DrSinatra.com February 20, 2015
• 5 New York Daily News April 20, 2017
• 6 Express.co.uk April 20, 2017
• 7 Journals of Gerontology November 9, 2016, glw219
• 8 Neuroscience News April 19, 2017
• 9 https://academic.oup.com/ajh/article/20/8/825/182351
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• 12 Vascular Pharmacology November 2006; 45(5): 268-276
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