Lo stress ossidativo è un problema comune anche alle piante.
Come gli esseri umani, infatti, le piante sono soggette all’invecchiamento precoce, che porta a indebolirle e renderle più sensibili agli stress abiotici.
Radicali liberi e stress ossidativo nelle piante
Oggi, del resto, è molto comune sentir parlare di radicali liberi o di stress ossidativo.
I radicali liberi sono molecole che si formano normalmente a seguito della respirazione cellulare, un processo vitale per la produzione di energia nella cellula.
Tuttavia la produzione di radicali liberi nelle piante può essere stimolata da diversi fattori ambientali, come:
- radiazioni solari (UVA e UVB)
- radiazioni ionizzanti
- alte e basse temperature
- inquinanti atmosferici
- periodi di siccità…
In presenza di radicali liberi, le cellule presenti nelle piante attivano diversi meccanismi di difesa.
Infatti, esse sono in grado di sintetizzare enzimi antiossidanti come superossido dismutasi (SOD) e catalasi (CAT), in modo da convertire i radicali liberi in specie meno reattive.
Quando la produzione di radicali liberi, o di specie chimiche reattive all’ossigeno (ROS), supera le capacità antiossidanti dell’organismo ci troviamo in una condizione di stress ossidativo.
Focus sui composti ROS
I composti ROS che – se in squilibrio – possono causare stress ossidativo sono:
- perossido di idrogeno (H2O2)
- superossido (O⁻₂)
- radicale ossidrile (OH–)
- ossigeno singoletto (1O2)
Quali sono gli effetti dei composti ROS?
L’azione ossidante dei composti ROS si manifesta contro la membrana cellulare, le proteine e gli acidi nucleici, provocando conseguenze:
- a carico della membrana cellulare, con la perossidazione dei fosfolipidi, l’aumento della permeabilità e conseguente perdita di soluti
- a carico delle proteine, con l’interruzione della struttura della molecola proteica, l’inattivazione enzimatica e l’aumento della degradazione delle proteine
- a carico del DNA, con l’interruzione della struttura della molecola, mutazioni puntiformi del DNA ed errori nella trascrizione.
Fattori che accentuano lo stress ossidativo nelle piante
Lo squilibrio fisiologico tra la formazione e rimozione dei ROS all’interno delle cellule vegetali provoca così uno stato patologico.
Questo stato può essere accentuato in presenza di stress abiotici come:
- alte o basse temperature
- periodi di siccità
- terreni salini
- danni causati dal freddo
- danni meccanici provocati da agenti atmosferici e insetti
- presenza di metalli pesanti e gas atmosferici inquinanti
Ovviamente uno stato patologico accentuato può provocare danni ai coltivatori.
In presenza di fattori abiotici sfavorevoli e in condizioni di stress ossidativo, le colture agrarie non sono in grado di esprimere al massimo il proprio potenziale genetico, determinando una riduzione della resa e problemi economici, se parliamo di colture agrarie.
Quali composti riducono lo stress ossidativo?
I composti in grado di ridurre gli effetti negativi dei ROS sono gli antiossidanti.
Un antiossidante è una sostanza in grado di riequilibrare il processo di ossidazione contrastando gli effetti negativi dovuti all’eccessiva presenza di specie ROS.
Gli antiossidanti sono capaci di ridurre l’instabilità e reindirizzare l’energia verso una crescita positiva delle piante.
Inoltre, aiutano la pianta a prevenire gli effetti degli stress abiotici.
I principali antiossidanti presenti in natura?
- Polifenoli
- Carotenoidi
- Flavonoidi
- Vitamine appartenenti ai gruppi A, C, E