DESCRIZIONE
Il licopene è un composto fitochimico e costituisce il pigmento rosso proprio del pomodoro, che ne rappresenta infatti una delle maggiori fonti dietetiche e da cui prende il nome ( Solanum lycopersicum ). Non apporta nutrienti ma svolge altre rilevanti funzioni negli organismi.
Dal punto di vista biochimico, è una molecola appartenente al gruppo dei carotenoidi, e tra questi sembra essere il più efficiente oxygen quencher, grazie alla presenza di due ulteriori doppi legami. Non è un precursore della vitamina A.
Evolutivamente ha un importante ruolo nella fotosintesi e nella fotoprotezione, ed ha una rilevante attività antiossidante: è infatti sintetizzato esclusivamente da piante, alghe e altri organismi fotosintetici per proteggersi dai raggi UV ed eventuali danni al DNA per eccesso di luce e/o produzione di ROS.
PROCESSAMENTO
L’estrazione di licopene per la produzione di integratori alimentari utilizza come materia prima gli scarti industriali, rappresentati dalla buccia e dai semi di pomodoro, in cui è altamente concentrato il fitochimico.
Le diverse tecniche prevedono l’uso di un solvente d’estrazione, o l’applicazione di un’elevata pressione idrostatica senza riscaldare, per evitare che si degradi il composto che è sensibile al calore; ed eventualmente viene poi eseguito un trattamento enzimatico, con cellulasi e pectinasi, che aumentano ulteriormente la resa.
L’incapsulamento utilizza un sistema di emulsione in combinazione con una gelatina di acido ɣ-glutamico polimerico, come eccipiente della capsula. La pastiglia risultante è pertanto una miscela dell'estratto in polvere e di stabilizzanti ed eccipienti necessari all'assorbimento.
Encapsulation of lycopene extract from tomato pulp waste with gelatin and poly(γ-glutamic acid) as carrier. J. Agric. Food Chem. 2007
INDICAZIONI
- Il licopene è uno dei più noti pigmenti presente nei cibi, viene infatti largamente utilizzato dall’ industria alimentare come additivo, con funzione colorante ed antiossidante.
- Data la sua proprietà antiossidante, è pertanto utile per ridurre lo stress ossidativo, uno dei maggiori fattori di rischio di patologie croniche, provocato da radicali liberi e sostanze ossidanti.
Diversi studi in vitro, ex vivo ed in vivo riportano che una dieta ricca di licopene abbia un effetto protettivo nei confronti di danni al DNA, sia in cellule sane che tumorali.
- Ha inoltre un effetto positivo nelle patologie cardiovascolari, riducendo i livelli plasmatici di LDL, prevenendo l’aterosclerosi in particolare nei fumatori, e ancora riducendo la pressione sanguigna nei soggetti con ipertensione.
Comparison of lycopene and fluvastatin effects on atherosclerosis induced by a high-fat diet in rabbits. Nutrition 2008
Lycopene Inhibits NF-kB-Mediated IL-8 Expression and Changes Redox and PPARγ Signalling in Cigarette Smoke-Stimulated Macrophages. PLoS One. 2011
- È stata dimostrata una relazione tra gli effetti biologici del licopene ed una minore incidenza di tumori specialmente della prostata, ma non solo.
Lycopene affects proliferation and apoptosis of four malignant cell lines. Biomed. Pharmacother. 2007
Certi studi osservano un effetto solo se in sinergia con altri antiossidanti, come per esempio quelli contenuti nel tè.
Tea and lycopene protect against prostate cancer. Asia-Pac. J.Clin. Nutr. 2007
- C’è una correlazione con il diabete mellito di tipo II: la concentrazione plasmatica del licopene è inversamente proporzionale a quella del glucosio e dell’insulina, che infatti diminuiscono all’aumentare del licopene nel plasma, e all’espressione di IGF-I.
Lycopene inhibits IGF-I signal transduction and growth in normal prostate epithelial cells by decreasing DHT-modulated IGF-I production in co-cultured reactive stromal cells. Carcinogenesis. 2008
- Il licopene possiede proprietà antibatteriche e antifungine, riducendo l'infiammazione in pazienti con gengivite e dimostrando tossicità verso la candida albicans, rispettivamente.
Efficacy of lycopene in the treatment of gingivitis: a randomised, placebo-controlled clinical trial. Oral Health Prev Dent. 2007
Damage to the cytoplasmic membrane and cell death caused by lycopene in Candida albicans.J Microbiol Biotechnol. 2007.
FARMACOCINETICA
Essendo una sostanza lipofila, viene solubilizzata dagli acidi biliari e dai grassi della dieta e incorporata in micelle lipidiche che permettono il passaggio attraverso la mucosa intestinale, mediante un meccanismo di trasporto passivo; alcuni studi in vitro suggeriscono invece che ci sia uno specifico trasportatore epiteliale.
Il successivo metabolismo epatico è poco conosciuto, ma si presume che come gli altri carotenoidi venga trasportato al sistema linfatico dai chilomicroni.
La concentrazione a livello plasmatico è notevole ( varia da 0.22 a 1.06 nmoli/ml, rappresentando circa la metà dei carotenoidi totali nel torrente sanguigno), ma c’è molta variabilità tra gli individui, a seconda delle abitudini alimentari e dell’area geografica di provenienza.
Revealing the power of the natural red pigment lycopene.Molecules2010
Uno studio recente ha inoltre curiosamente osservato diversi livelli plasmatici di licopene ed altri carotenoidi in soggetti sposati, non sposati e divorziati.
Serum carotenoid levels vary by marital status. J. Am. Dietetic Assoc.2007
Per quanto riguarda la distribuzione periferica prevale nel tessuto adiposo, nella pelle, nei testicoli, nelle ghiandole surrenali, nel fegato, nella mammella, e nella prostata dove svolge un’azione anti tumorale.
La cottura ne migliora la biodisponibilità, quella del passato di pomodoro è circa quattro volte più grande di quella del pomodoro fresco, poiché probabilmente si ha la dissociazione dei complessi proteici in cui è incorporato o per la dispersione degli aggregati cristallini di carotenoidi.
MECCANISMO MOLECOLARE
Gli effetti biologici del licopene sono determinati dal meccanismo d’azione specifico ma soprattutto dall’interazione con altri composti bioattivi; possono avvenire fondamentalmente tre possibili reazioni nei confronti dei radicali liberi dell’ossigeno:
- Adduct formation: Lycopene + R° --> R-Lycopene°
- Electron transfer: Lycopene + R° --> Lycopene°+ + R-
- Allylic H abstraction: Lycopene + R° --> Lycopene° + RH
In questo modo le specie reattive vengono neutralizzate e stabilizzate tramite “coniugazione” con la molecola stessa, trasferimento di un elettrone, e cessione di un idrogeno.
La modalità d’azione dipende inoltre dalla localizzazione cellulare: il licopene si trova infatti in membrana dove la sua azione è ridotta non potendo interagire con radicali in fase acquosa ma inibisce i radicali lipidici, rappresentando la prima difesa per la cellula. L’effetto antiossidante definitivo si completa grazie al sinergismo con altri antiossidanti, quali la vitamina C, E e il beta-carotene.
Carotenoid actions and their relation to health and disease. Mol. Aspects Med. 2005
Il meccanismo di azione alla base dell’attività antitumorale del licopene è ancora poco conosciuto, ma sembra non essere esclusivamente correlabile alla sua intrinseca attività antiossidante.
In pazienti con tumore della prostata la supplementazione con licopene per sole 3 settimane ha determinato una riduzione dei valori sierici di PSA, suggerendo un effetto antiproliferativo specifico sulle cellule neoplastiche prostatiche.
L’effetto è attribuito ad una modulazione delle cicline coinvolte nella progressione del ciclo cellulare, all’inibizione del signaling prostatico di IGF-I e degli androgeni, e dell’espressione di IL-6.
Lycopene: modes of action to promote prostate health.Arch Biochem Biophys. 2004
In accordo con il modus operandi in sinergia con altri composti, il licopene aumenta l’effetto del docetaxel, il farmaco d’elezione per il tumore prostatico androgeno-indipendente.
Lycopene enhances docetaxel's effect in castration-resistant prostate cancer associated with insulin-like growth factor I receptor levels.Neoplasia. 2011
L’effetto antiproliferativo è stato osservato anche in cellule di tumore orale, in cui promuove inoltre la comunicazione cellulare attraverso le gap-junction, aumentando la trascrizione e l’espressione della connexin43:
Lycopene inhibits proliferation and enhances gap-junction communication of KB-1 human oral tumor cells.J Nutr. 2002
Nello studiare il ruolo del licopene nel tumore mammario, si osserva inoltre un aumento di espressione dei recettori dell’acido retinoico:
Immunohistochemical expression of RARalpha, RARbeta, and Cx43 in breast tumor cell lines after treatment with lycopene and correlation with RT-QPCR.J Histochem Cytochem. 2007
Per eventuali prospettive future, è interessante osservare che il licopene e' un politerpene e quindi ragionevolmente puo' interferire con la sintesi di altri politerpeni, quali il farnesolo, il geraniolo etc.
Il farnesolo è il quorum sensing della Candida, e il licopene potrebbe mimarne le funzioni, visto che hanno entrambi l'effetto di inibire la formazione di ife e la progressione del ciclo cellulare; l'uno mediante l'attivazione delle caspasi, l'attivazione di ROS e danno ai mitocondri, l'altro, depolarizzando la membrana ed arrestando il ciclo in fase G2/M.
Farnesol-induced apoptosis in Candida albicans.Antimicrob Agents Chemother. 2009
FARMACOGENOMICA
Fra i vari studi farmacogenomici di correlazione tra alimentazione e tumori, è stata osservato il ruolo del licopene come fattore preventivo del tumore alla mammella: sono state esposte al fitochimico tre linee tumorali, di cui poi si è analizzata l’espressione di 202 geni mediante tecnica microarray, con lo scopo di identificare quelli responsivi al composto aggiunto. È stata quindi dimostrata una modulazione genica specifica che si esplica nella regolazione dell’apoptosi, del ciclo cellulare e nei meccanismi di riparo del DNA.
Gene signature of breast cancer cell lines treated with lycopene.Pharmacogenomics. 2006
EFFETTI COLLATERALI
Non è stata riscontrata alcuna tossicità del licopene, nonostante ciò è stato registrato un caso di licopenodermia, ovvero l’assunzione di una colorazione giallo-arancione di pelle e fegato a causa di un prolungato ed eccessivo consumo di succo di pomodoro, situazione reversibile in qualche settimana e comunque non tossica.
Are there adverse effects of lycopene exposure? J. Nutr. 2005
LINKS
www.lycopene.it
www.lycopene.com
www.phytochemicals.info
www.lycocard.com
APPROFONDIMENTI
Licopene e ipotiroidismo?
Evoluzione degli antiossidanti nella alimentazione: ruolo dello iodio
