Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) giocano un ruolo chiave nell'eziologia delle patologie cardiovascolari, ed in particolare nell'insorgenza e nello sviluppo del danno da ischemia/riperfusione. Nonostante i numerosi studi effettuati, l'esatto meccanismo alla base del danno generato dai ROS nel cuore non è stato ancora completamente chiarito. Il principale effetto citotossico dei radicali liberi a livello cardiaco si suppone sia dovuto alla perossidazione dei componenti lipidici delle membrane cellulari e subcellulari. La perossidazione lipidica danneggia non solo le membrane, ma anche enzimi, recettori e trasportatori, amplificando in tal modo il danno iniziale causato dall'attacco dei ROS. Ne risulta che il mantenimento dell'omeostasi lipidica di membrana risulta di cruciale importanza per l'integrità e funzionalità della cellula cardiaca. La capacità della cellula cardiaca di mantenere l'omeostasi lipidica è determinata dalla biosintesi "ex novo" degli acidi grassi poliinsaturi (PUFA) operata dal complesso microsomiale delle desaturasi che catalizzano l'introduzione di nuovi doppi legami nelle catene aciliche dei due capostipiti, l'acido linoleico (LA) e alfa-linolenico (ALA). La membrana del reticolo endoplasmatico, pertanto, potrebbe rappresentare un potenziale bersaglio per i ROS generati in ischemia/riperfusione, i quali avrebbero un duplice effetto negativo, il primo diretto nei confronti dei PUFA, il secondo nei confronti del sistema enzimatico preposto alla loro biosintesi. Per verificare questa ipotesi, colture primarie di cardiomiociti ventricolari di ratti neonati saranno assoggettate ad un periodo di ipossia in assenza di siero, che riproduce le condizioni di ischemia che si osservano "in vivo", seguita da un periodo di riossigenazione, e verrà valutata la capacità della cellula cardiaca di convertire LA e ALA negli omologhi superiori piu' lunghi e piu' insaturi, correlando i dati dell'attività enzimatica con i dati di composizione in acidi grassi dei fosfolipidi di membrana. Al fine di evidenziare un eventuale ruolo protettivo di molecole antiossidanti di valenza nutrizionale, quali le catechine del tè verde, verrà valutata la capacità di un estratto di tè verde (GTE), a composizione quali-quantitativa nota, di contrastare il danno indotto da ipossia/riossigenazione sul sistema enzimatico preposto alla biosintesi dei PUFA. L'alfa-tocoferolo verrà utilizzato come antiossidante di riferimento. La concentrazione di GTE utilizzata sarà paragonabile alla concentrazione ematica di catechine che si riscontra nell'uomo dopo assunzione di 3-5 tazze della bevanda. L'ipossia/riossigenazione sono anche in grado di indurre nel cuore un'aumentata sintesi dell'isoforma inducibile dell'enzima ossido nitrico sintasi (iNOS), la cui aumentata espressione, che determina un'aumentata produzione di ossido nitrico (NO), è coinvolta nella patofisiologia dell'infarto miocardico acuto. La valutazione degli effetti della ipossia/riossigenazione sull'induzione dell'iNOS e la possibilità di contrastarla rappresentano obiettivi primari in medicina preventiva. Nella seconda parte della ricerca verrà valutata la capacità del GTE di modulare l'espressione e l'attività dell'iNOS sia in condizioni di normossia sia di ipossia/riossigenazione. I risultati ottenuti permetteranno l'identificazione di nuovi bersagli molecolari di micronutrienti antiossidanti, quali le catechine del GTE, al fine ultimo di sviluppare una strategia preventiva specifica nei confronti dello stress ossidativo generato nella cellula cardiaca in condizioni quali l'ischemia/riperfusione.
Stress ossidativo nella cellula cardiaca e nuovi bersagli molecolari di micronutrienti antiossidanti.
HRELIA, SILVANA
2004
Abstract
Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) giocano un ruolo chiave nell'eziologia delle patologie cardiovascolari, ed in particolare nell'insorgenza e nello sviluppo del danno da ischemia/riperfusione. Nonostante i numerosi studi effettuati, l'esatto meccanismo alla base del danno generato dai ROS nel cuore non è stato ancora completamente chiarito. Il principale effetto citotossico dei radicali liberi a livello cardiaco si suppone sia dovuto alla perossidazione dei componenti lipidici delle membrane cellulari e subcellulari. La perossidazione lipidica danneggia non solo le membrane, ma anche enzimi, recettori e trasportatori, amplificando in tal modo il danno iniziale causato dall'attacco dei ROS. Ne risulta che il mantenimento dell'omeostasi lipidica di membrana risulta di cruciale importanza per l'integrità e funzionalità della cellula cardiaca. La capacità della cellula cardiaca di mantenere l'omeostasi lipidica è determinata dalla biosintesi "ex novo" degli acidi grassi poliinsaturi (PUFA) operata dal complesso microsomiale delle desaturasi che catalizzano l'introduzione di nuovi doppi legami nelle catene aciliche dei due capostipiti, l'acido linoleico (LA) e alfa-linolenico (ALA). La membrana del reticolo endoplasmatico, pertanto, potrebbe rappresentare un potenziale bersaglio per i ROS generati in ischemia/riperfusione, i quali avrebbero un duplice effetto negativo, il primo diretto nei confronti dei PUFA, il secondo nei confronti del sistema enzimatico preposto alla loro biosintesi. Per verificare questa ipotesi, colture primarie di cardiomiociti ventricolari di ratti neonati saranno assoggettate ad un periodo di ipossia in assenza di siero, che riproduce le condizioni di ischemia che si osservano "in vivo", seguita da un periodo di riossigenazione, e verrà valutata la capacità della cellula cardiaca di convertire LA e ALA negli omologhi superiori piu' lunghi e piu' insaturi, correlando i dati dell'attività enzimatica con i dati di composizione in acidi grassi dei fosfolipidi di membrana. Al fine di evidenziare un eventuale ruolo protettivo di molecole antiossidanti di valenza nutrizionale, quali le catechine del tè verde, verrà valutata la capacità di un estratto di tè verde (GTE), a composizione quali-quantitativa nota, di contrastare il danno indotto da ipossia/riossigenazione sul sistema enzimatico preposto alla biosintesi dei PUFA. L'alfa-tocoferolo verrà utilizzato come antiossidante di riferimento. La concentrazione di GTE utilizzata sarà paragonabile alla concentrazione ematica di catechine che si riscontra nell'uomo dopo assunzione di 3-5 tazze della bevanda. L'ipossia/riossigenazione sono anche in grado di indurre nel cuore un'aumentata sintesi dell'isoforma inducibile dell'enzima ossido nitrico sintasi (iNOS), la cui aumentata espressione, che determina un'aumentata produzione di ossido nitrico (NO), è coinvolta nella patofisiologia dell'infarto miocardico acuto. La valutazione degli effetti della ipossia/riossigenazione sull'induzione dell'iNOS e la possibilità di contrastarla rappresentano obiettivi primari in medicina preventiva. Nella seconda parte della ricerca verrà valutata la capacità del GTE di modulare l'espressione e l'attività dell'iNOS sia in condizioni di normossia sia di ipossia/riossigenazione. I risultati ottenuti permetteranno l'identificazione di nuovi bersagli molecolari di micronutrienti antiossidanti, quali le catechine del GTE, al fine ultimo di sviluppare una strategia preventiva specifica nei confronti dello stress ossidativo generato nella cellula cardiaca in condizioni quali l'ischemia/riperfusione.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
