Role of dietary antioxidants against oxidative stress

The first aim of the present study was to evaluate and compare the nutritional quality (NQ) of strawberry fruits of different commercially available varieties and advanced selections from the UNIVPM strawberry breeding program, in order to assess the influence of the genetic backgrounds on NQ. All genotypes were evaluated for their standard parameters of nutritional value, by measuring the total antioxidant capacity, the hydroxyl radical scavenging activity, the total phenolic content, the total flavonoid content and the total anthocyanin content of strawberry extracts. Identification and quantification of anthocyanins in the extracts were carried out by HPLC-DAD-ESI/MS. Significant genotype-to-genotype differences were outlined, confirming that the genetic background may strongly affect all the NQ parameters of the eight clones. Among the strawberry varieties studied, the cultivar Alba showed high nutritional attributes and during the three-year investigation this cultivar showed a relevant and well-balanced micronutrient and phytochemical composition, thus being eligible as fruit material for the pilot feeding trial carried out on rats. The second aim of this PhD project was to evaluate the effect of a long term diet enriched with strawberry fruit against Doxorubicin-induced oxidative stress, in young and old rats. The potential changes in plasma, liver and cellular antioxidant status were evaluated. A reduction of physiological oxidative damage was observed especially in rats underwent doxorubicin injections and fed with strawberry-enriched diet. Strawberry supplementation increased plasma total antioxidant capacity and improved plasma and liver antioxidant status by increasing GSH level and antioxidant enzymes, decreasing thiobarbiturics acids, hydroperoxides and protein carbonyl contents and by ameliorating the lipid profile. Strawberry fruit long term diet determined also the reduction of oxidative stress in liver mitochondria, improving their functionality. The results obtained in the present work confirm the potential health benefit of strawberry in vivo against oxidative stress, also in physiological conditions characterized by a higher level of oxidative stress produced by aging.

Il primo obiettivo del presente studio è consistito nella valutazione e nel confronto della qualità nutrizionale (NQ) di otto distinti genotipi di fragola, di cui cinque varietà commerciali e tre selezioni avanzate del programma di incrocio condotto presso l’Università Politecnica delle Marche. Tutti i genotipi sono stati valutati nei tre anni per i parametri standard di NQ, attraverso la determinazione della capacità antiossidante totale e di radical-scavenging e la valutazione del contenuto totale di polifenoli, flavonoidi e antociani. L'identificazione e la quantificazione degli antociani sono state effettuate mediante HPLC-DAD-ESI/MS. Sono state evidenziate significative differenze inter-genotipiche tra gli otto cloni, confermando il ruolo preponderante del patrimonio genetico nell’influenzare la NQ. Tra le varietà di fragola esaminate, la cultivar Alba si è confermata la più interessante, mostrando un contenuto alto e bilanciato di micronutrienti e composti fenolici. Il secondo obiettivo di questo progetto è consistito nella valutazione degli effetti di un consumo protratto di fragole della cultivar Alba in ratti giovani e anziani, sottoposti a stress ossidativo indotto dalla Doxorubicina. Sono stati valutati i possibili effetti sui principali marcatori dello status antiossidante su plasma, fegato, linfociti ed epatociti. A seguito del consumo protratto di fragole, è stato osservato un significativo aumento della capacità antiossidante plasmatica, dei livelli di glutatione e degli enzimi antiossidanti, così come una diminuzione dei ROS intracellulari e dei markers di ossidazione lipidica e proteica. La supplementazione con fragole ha determinato anche una riduzione dei ROS nei mitocondri di fegato, migliorando la loro funzionalità. I risultati ottenuti nel presente lavoro confermano il potenziale beneficio della fragola in vivo contro lo stress ossidativo, anche in condizioni fisiologiche caratterizzate da un elevato livello di stress ossidativo, come l’invecchiamento.