Meccanismi biochimici ed effetti sulla salute umana del licopene

Lo stress è la risposta generale di un organismo a stimoli negativi. Lo stress influisce sull'equilibrio fisiologico provocando una reazione biologica agli stimoli (Amengual J et al.,2020). Lo stress ossidativo, che è indotto da radicali liberi altamente reattivi, è una delle principali cause di malattie croniche (Kopec RE et al.,2010).
Gli organismi viventi, e l’uomo in particolare, si difendono dallo stress ossidativo attraverso sistemi e composti antiossidanti, che possono avere origine endogena ed esogena. Gli antiossidanti sono stati identificati come un insieme variegato di sostanze chimiche che inibiscono l'ossidazione in vari modi (Ip BC et al.,2013; Gouranton E et al.,2011). Esistono solo pochi antiossidanti naturali lipofili e il licopene è uno di questi. Essendo un potente quencher di ossigeno singoletto, può fermare l'ossidazione dei lipidi nelle sue fasi iniziali. La capacità del licopene di proteggere dallo stress ossidativo è stata chiaramente riconosciuta (Coronel J et al.,2019). Il licopene è risultato essere più potente in questa attività di scavenger di radicali liberi ed ossigeno singoletto rispetto agli altri 600 carotenoidi presenti in natura, come tocoferolo, ß-criptoxantina, carotene, luteina e zeaxantina. Il ß-carotene e l α-tocoferolo, altri due antiossidanti lipofili, avevano capacità antiossidante inferiore rispettivamente di 2 e 100 volte. Tutto ciò è dovuto alla lunga catena con doppi legami coniugati del licopene (Hu KQ, et al.,2006).
Il più rilevante effetto biologico del licopene è proteggere il DNA dallo stress ossidativo al fine di prevenire mutazioni che potrebbero portare a malattie croniche (Narayanasamy S et al.,2017). Il licopene modula gli enzimi disintossicanti di fase I e II, che influenzano la proliferazione cellulare, la risposta immunologica e la trascrizione genica. Attiva l'elemento di risposta antiossidante (ARE), che provoca la sintesi degli enzimi cellulari glutatione S-transferasi (GST), superossido dismutasi (SOD) e chinone reduttasi (Mirahmadi M et al.,2020; Xu F et al.,2017).
HO-1, GST, NQO1 e SOD sono enzimi antiossidanti e disintossicanti a volte indicati come enzimi citoprotettivi di fase II. (Kawata A et al.,2018).
Questi geni sono regolati grazie all’elemento di risposta agli antiossidanti (ARE), che si trova nelle regioni del promotore dei geni inducibili che codificano per gli enzimi di fase II e promuove l’iperespressione di questi geni quando vi si lega a Nrf2. Il licopene può influenzare il metabolismo xenobiotico inibendo il legame Nrf2/Keapl, consentendo a Nrf2 di essere trasportato al nucleo e di indurre la trascrizione dei geni che codificano gli enzimi di fase II (Tonolo F et al.,2020). Altro elemento di regolazione della trascrizione in cis è l'elemento di risposta elettrofilo (EpRE). Una volta liberato da Keap1, Nrf2 si trasloca nel nucleo, dove induce l'espressione dell'enzima di fase II (Park H. et al.,2021).
Secondo alcune ricerche, l’iperespressione degli enzimi di disintossicazione di fase II, oltre a bloccare il metabolismo di fase I e l'attivazione metabolica dell'aflatossina B1, potenzia le azioni anti-aflatossina del licopene (Chen D et al.,2019). Il licopene opera con tre modalità per controllare le specie reattive dell'ossigeno (ROS): l’aggiunta di radicali (formazione di addotti), il trasferimento di elettroni al radicale e, infine, l’estrazione di idrogeno allilico. Due processi che contribuiscono all'impatto antiossidante del licopene sono la formazione di addotti e l'estrazione di idrogeno allilico (Sgherri C et al.,2015; Santos Sánchez N et al.,2019).
Il tipo di radicale libero reattivo, le caratteristiche strutturali del licopene e il posizionamento e la direzione del licopene all'interno della membrana nei sistemi biologici sono tutti elementi che influenzano queste potenziali interazioni (Ahmed TAI.2015).
La non polarità delle membrane cellulari o delle micelle è aiutata dall'ambiente polare, che aiuta nella produzione di addotti e nell'estrazione di idrogeno allilico (Sgherri C. et al.,2015). Le reazioni del licopene e dei radicali liberi possono verificarsi contemporaneamente in vari modi. Il licopene può aumentare il sistema di difesa antiossidante cellulare rigenerando gli antiossidanti non enzimatici, come le vitamine E e C, dai loro radicali. Si suggerisce che la vitamina E sia protetta dal licopene (Ascenso A et al., 2016; Zhang FF et al,2016). Il licopene funge da antiossidante nei sistemi che creano ossigeno singoletto, ma come pro-ossidante nei sistemi che generano perossido. Il licopene funge da antiossidante grazie al suo potenziale redox (Campos KKD et al.,2017). Infatti, il licopene si comporta come un pro-ossidante ad alte dosi mentre agisce da antiossidante a basse dosi.
Molti fattori influenzano la potenza pro-ossidante, tra cui la tensione di ossigeno nei tessuti, la concentrazione di licopene e le interazioni con altri antiossidanti (Elvira-Torales LIet al.,2019).
In quanto pro-ossidante, il licopene può avere impatti sia positivi che negativi sui sistemi biologici, nonché influenzare il decorso delle malattie umane. Se il licopene funziona come pro-ossidante nelle cellule precedentemente danneggiate, può aiutare a prevenire la creazione e la progressione di lesioni cancerose e la citotossicità tumorale.