ABSTRACT

Fisiopatologia e clinica dello stress ossidativo.

Ottavio Bosello (Università di Verona)

Le specie reattive dell’ossigeno (ROS) si formano prevalentemente, ma non esclusivamente, a livello del mitocondrio. In condizioni normali, ciascuna cellula produce radicali liberi tramite vari processi, il più importante è il ciclo della fosforilazione ossidativa, cruciale per la produzione di energia sotto forma di ATP. Come conseguenza di questo ciclo metabolico, viene costantemente formato anione superossido, quale naturale sottoprodotto della respirazione mitocondriale. I radicali liberi reagiscono facilmente con una qualsiasi molecola si trovi in loro prossimità (carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici) danneggiandola e spesso compromettendone la funzione.

Reagendo con altre molecole, hanno la capacità di autopropagarsi trasformando i loro bersagli in radicali liberi e scatenando così reazioni a catena che possono provocare estesi danni nella cellula.

Oltre che cruciale fonte di energia cellulare: ATP, la produzione mitocondriale di ROS è fonte di attivazione dei programmi trascrizionali che promuovono la differenziazione cellulare, modulando l’espressione genica. I ROS attivano i sistemi di difesa, leucocitario e immunologico e, aspetto cruciale, attivano i sistemi antiossidanti endogeni.

Quando la produzione di ROS è particolarmente elevata o i sistemi di difesa non sono efficaci, può configurarsi uno stato di stress ossidativo, cioè uno stato di sbilancio pro-ossidante. In queste condizioni vi è rischio elevato di danni cellulari e subcellulari (gli stessi mitocondri), senescenza cellulare, malattie età correlate, morte cellulare, tumori.

Il mantenimento di uno stato di stress ossidativo sostiene una serie di danni età-dipendente che innescano percorsi di risposta allo stress. La generazione dei ROS che viene attivato da questi meccanismi è, di solito, gestita dai sistemi antiossidanti cellulari. Con il progredire dell’invecchiamento, la generazione dei ROS sfugge, pur parzialmente, al controllo dai sistemi antiossidanti: inizia a configurarsi la tossicità dai ROS causando danni significativi che potrebbero costituire la base del coinvolgimento dei ROS nelle malattie età-dipendenti, che tendono a manifestarsi nella seconda metà della vita.

Ruolo del Laboratorio nella diagnostica e nel monitoraggio dello stato Redox.

A. Bolner (Villa Margherita – Vicenza)

Il Laboratorio riveste un ruolo fondamentale negli studi sullo stress ossidativo che si fondano su analisi volte a valutare l’entità del potenziale ossidante nei fluidi corporei, plasma ed urine principalmente, l’efficacia dei meccanismi di contrasto e l’evidenza di alterazioni molecolari conseguenti ad un eventuale sbilanciamento tra essi. L’analisi diretta dei radicali liberi dell’ossigeno e dell’azoto (ROS e RNS) è particolarmente difficile: abbastanza frequente è perciò il ricorso al dosaggio dei radicali liberi mediante determinazione indiretta.

Fanno parte della barriera antiossidante numerose classi molecolari, talune ad attività enzimatica ed altre non enzimatica. Tra queste si distinguono due classi di antiossidanti: endogeni, fisiologicamente presenti ed esogeni, introdotti con la dieta.

Oltre ai metodi proposti per valutare la capacità antiossidante ematica nella sua totalità, numerosi metodi cromatografici consentono di analizzare singolarmente molte tra le principali componenti della barriera.

Fors’anche più utile della valutazione del rapporto tra potere ossidante ed antiossidante nei liquidi corporei è l’individuazione e la determinazione dei marcatori di danno. L’eccessiva produzione di radicali liberi dell’ossigeno e dell’azoto non contrastata da un’efficace barriera antiossidante, infatti, può essere causa di alterazioni molecolari ossidative a carico di tutte le classi di macromolecole biologiche, con conseguenti inevitabili effetti a livello di funzioni cellulari, di organi e tessuti.

Il processo di ossidazione delle proteine comporta, ad esempio, l’introduzione di nuovi gruppi funzionali che possono contribuire ad alterarne funzione e metabolismo.

L’attacco dei ROS, in particolare del radicale idrossile, sugli acidi nucleici può anche essere causa di mutazioni attraverso la modificazione di specifiche basi azotate e rottura della doppia elica del DNA.

Anche i fosfolipidi di membrana e i trigliceridi nelle LDL sono molecole molto suscettibili all’attacco radicalico: gli idroperossidi e le aldeidi che ne originano possono essere utilizzati come marcatori di danno nel comparto lipidico.

Il Laboratorio analisi, grazie a pannelli mirati di indagini biochimiche, può dunque svolgere un ruolo determinante nella comprensione dei meccanismi molecolari patogenetici e nell’apprezzamento dei miglioramenti inducibili nei pazienti attraverso idonei interventi clinici.

Microbioma e innovazione.

Barbara Simionati (BMR Genomics – Padova)

L’intervento introduce al mondo del microbioma con alcune informazioni di base (essendo io la prima a parlare rispetto all’altro intervento):

– Cos’è?

– Cosa fa?

– Come si forma?

– Perchè ci interessa?

Dando risposta a queste domande, verrà data evidenza della rivoluzione scientifica in corso e della sua portata.

– Come si studia?

– Quale futuro?

Ci si focalizzerà su cosa ha reso possibile questa rivoluzione, le innovazioni alla base, la tecnologia di sequenziamento e come si analizza un microbioma in particolare, e le prospettive che si intravedono per il prossimo futuro.

Esercizio fisico e stato Redox.

GP. Nordera (Villa Margherita – Vicenza)

L’attività fisica stimola la produzione endogena delle specie reattive dell’ossigeno (ROS) a livello dei mitocondri e anche da parte di mediatori dell’infiammazione. Un esercizio regolare porta ad aumento di antiossidanti endogeni, che sono in grado di neutralizzare i radicali liberi.

L’attività aerobica ad intensità moderata o ad intensità medio-elevata ha un effetto preventivo sulle malattie degenerative del cervello (M. di Parkinson – M. di Alzheimer), nella patologie cardio-vascolari, nelle malattie metaboliche (diabete – dislipidemia) e in alcuni tumori (cervello – polmone). L’intensità, la frequenza e la durata settimanale dell’attività aerobica per ottenere un effetto preventivo o migliorativo possono essere di grado moderato o intenso e sono consigliate in tutte le fasce d’età.

Malattia di Parkinson e stato Redox. Revisione della letteratura e contributo di Villa Margherita 

M. Pilleri (Villa Margherita – Vicenza)

Lo stress ossidativo è uno dei meccanismi implicati nella patogenesi della malattia di Parkinson.

Lo sbilanciamento tra la produzione di radicali liberi e le capacità antiossidanti delle cellule attiva una cascata che porta all’alterazione della funzionalità cellulare e alla formazione di aggregati intracellulari di alfasinucleina. Alcuni indicatori dello “stress” cellulare possono essere dosati nel sangue e nelle urine. Presso il nostro centro è in corso uno studio per valutare la correlazione tra i markers biologici di degenerazione cellulare e gli aspetti clinici che caratterizzano la malattia di Parkinson ed i parkinsonismi. I dati preliminari, su un pull di 250 pazienti consecutivi affetti da malattia di Parkinson, indicano una correlazione tra i livelli di alcuni markers biologi di degenerazione (p.es la 8OHdesosissiguanisina) e la severità della malattia.

Dieta Mediterranea e stress ossidativo nella Malattia di Parkinson.

S. Maggi (CNR – Padova) N. Veronese (Università di Padova) 

La malattia di Parkinson (PD) è la seconda malattia neurodegenerativa più comune, affliggendo quasi un milione di Americani. In un vasto studio longitudinale una più stretta aderenza alla dieta mediterranea è risultata associata ad una più bassa incidenza di PD.

Il tema del più appropriato intervento dietetico nella PD è di grande importanza, soprattutto per le frequenti interazioni tra macronutrienti (in particolare proteine) e farmaci. Allo stesso tempo in trials randomizzati controllati, diete a basso introito proteico non sono risultate appropriate per controllare i sintomi dei pazienti affetti da PD, suggerendo che altri regimi dietetici più completi dovrebbero essere presi in considerazione.

In questo contesto, la dieta mediterranea potrebbe essere utile nelle persone affette da PD. Questo regime dietetico, infatti, ha un basso apporto di proteine (in particolare animali) che la rendono ideale per questi pazienti. Inoltre, peculiare rispetto ad altri regimi dietetici, la dieta mediterranea  ha molti effetti pleiotropici, in particolare su infiammazione e stress ossidativo, che sembrano essere coinvolti nella patogenesi della PD. Infine, la dieta mediterranea sembra promuovere anche un buona composizione del microbiota intestinale che, a sua volta, potrebbe giocare un ruolo fondamentale nella patogenesi della PD.

In questa presentazione, esporrò l’evidenza corrente riguardo al ruolo dello stress ossidativo e delle alterazioni del microbiota nell’insorgenza della PD ed il possibile ruolo della dieta mediterranea nel migliorare questi due aspetti che sembrano essere alla base dell’insorgenza di questa malattia.

LETTURA MAGISTRALE

Microbioma, inflammaging e longevità

C. Franceschi (Università di Bologna) 

Obesità, restrizione calorica e stato Redox

A. Vanzo (ULSS 6 – Vicenza) 

L’obesità è considerata una condizione cronica associata ad elevata morbilità e mortalità precoce Recentemente, tra i molti meccanismi etiopatogenetici e fisiopatologici invocati, si è posta particolare attenzione agli effetti conseguenti allo stress ossidativo.

Studi epidemiologici, clinici e sperimentali hanno dimostrato che l’obesità è associata ad alterazioni dello stato redox e aumento del rischio metabolico. Lo stress ossidativo potrebbe svolgere un ruolo causale nello sviluppo dell’obesità, stimolando la deposizione di tessuto adiposo bianco e alterando l’assunzione di cibo. E’ stato anche dimostrato che l’obesità può, di per sé, indurre stress ossidativo sistemico.

Diversi meccanismi sono stati proposti per spiegare il maggiore stress ossidativo nei soggetti obesi: tra essi, alterazione dei livelli di lipidi e metabolismo glucidico, infiammazione cronica, disfunzione tissutale, iperleptinemia e anormale produzione post-prandiale di ROS.

Stress ossidativo sistemico e infiammazione sono anche fattori chiave nella patogenesi delle malattie correlate all’obesità, tra cui aterosclerosi, insulino-resistenza, diabete di tipo 2 e tumori.

Esistono, per contro, studi preliminari che documentano che la restrizione calorica (RC) e la perdita di peso indotte dalla dieta sono in grado di modificare lo stato redox in soggetti obesi con o senza patologia correlata.

Tra gli effetti positivi della riduzione del peso in individui obesi, i più documentati sono la diminuzione del danno ossidativo e dell’infiammazione. La perdita di peso ottenuta tramite dieta ipocalorica influenza la produzione di ROS, come indicato da specifici marcatori di stress ossidativo e proteine coinvolti nei processi ossidativi mitocondriali correlati. Inoltre, le funzioni metaboliche migliorano con la riduzione dello stress ossidativo, come evidenziato da un aumento dei livelli di adiponectina e da una migliore funzionalità epatica.

L’effetto della Restrizione Calorica (RC) sullo stress ossidativo è stato finora descritto ma con modalità che non hanno consentito evidenze significative. Abbiamo pertanto avviato uno studio in pazienti con diagnosi di obesità in cui si vuole studiare quali siano gli effetti della RC sui marcatori di danno ossidativo a maggiore specificità nonché significative correlazioni tra indicatori convenzionali di alterazioni metaboliche e indici specifici di stress ossidativo.

Riabilitazione neurologica e stato Redox nella Malattia di Parkinson.

D. Volpe (Villa Margherita – Vicenza)

La riabilitazione negli ultimi anni sta dando sempre maggiori evidenze in termini di efficacia, neuroprotezione e neuroplasticità.

Recentemente alcuni studi hanno evidenziato che un intervento riabilitativo mirato sembra avere un effetto sulla neurogenesi. Restano ancora da definire alcuni aspetti della riabilitazione quali la durata, l’intensità, la quantità, la tipologia degli interventi riabilitativi).

E’ noto che l’esercizio motorio aerobico ha un effetto positivo sullo stato REDOX ma a tutt’oggi non vi sono evidenze sugli effetti dell’esercizio aerobico nelle persone con M. di Parkinson. verranno presentati i dati preliminari di uno studio sugli effetti di un intervento riabilitativo intensivo sullo stato REDOX in pazienti con M. di Parkinson e verranno discusse alcune interpretazioni sui risultati dello studio.

Malattia di Parkinson, stress ossidativo ed effetti di un estratto di papaya

A. Bolner (Villa Margherita – Vicenza)

Lo stress ossidativo è una condizione tipica di numerose patologie, comprese quelle neurodegenerative. Nella malattia di Parkinson i fenomeni ossidativi interessano tipicamente i neuroni dopaminergici della substantia nigra mesencefalica: pur essendo poco probabile che lo stress ossidativo rappresenti l’evento primario del processo patologico degenerativo, appare ormai certo come esso partecipi in modo sostanziale alla progressione del danno. L’individuazione di interventi in grado di prevenire o diminuire l’entità dello sbilancio redox ed i conseguenti danni ossidativi a carico delle macromolecole cellulari è di cruciale importanza. Sulla base dell’analisi di alcuni marcatori di stress ossidativo, è stato possibile dimostrare l’efficacia di una supplementazione con integratore alimentare a base di papaya bio-fermentata nel contrasto dello sbilancio redox e nella neuroprotezione nella malattia di Parkinson.

Progetto Yango e Stato Redox.

L. Zoppelletto (Meetab – Vicenza) 

L’esperienza del progetto Yango (programma di ringiovanimento metabolico) e la verifica sperimentale dell’effetto sinergico degli integratori antiossidanti. È esposto il percorso che dalle prime prove che hanno suggerito i benefici dell’uso di integratori antiossidanti sinergici sugli sportivi, hanno portato ad esperimenti in vitro sui neuroni e a verifiche su malati di Parkinson.

Risonanza Quantica Molecolare e Stato Redox.

G. Pozzato (Telea-Vicenza) – DV. Roccatagliata (Villa Margherita – Vicenza)

la teoria atomica ipotizza che la materia non è continua ma discreta cioè concentrata in particolari strutture chiamate atomi.

Una scoperta derivante da sperimentazioni con raggi alfa ha mostrato che praticamente tutta la materia occupa uno spazio piccolissimo il cosiddetto nucleo atomico composto da particelle subatomiche: protoni e neutroni.

Attorno al nucleo ci sono altre particelle subatomiche, gli elettroni, con massa piccolissima (massa a riposo 1836 volte inferiore alla massa a riposo dei protoni) che occupano uno spazio enorme rispetto al nucleo. Gli elettroni, insieme ai protoni e ai neutroni, sono componenti degli atomi e, sebbene contribuiscano alla massa totale dell’atomo per meno dello 0,06%, ne caratterizzano sensibilmente la natura e ne determinano le proprietà chimiche: il legame chimico covalente si forma in seguito alla condivisione di elettroni tra due o più atomi. L’’elettrone è inoltre responsabile della conduzione della corrente elettrica e del calore.

Un’altra scoperta importante del secolo scorso è stata la fisica quantistica: prevista da questa teoria e poi confermata sperimentalmente è stata la scoperta che anche l’energia come la materia è discreta ed è trasmessa in pacchetti discreti chiamati quanti (fotoni nel caso di onde elettromagnetiche). Utilizzando questi quanti di energia noi in Telea siamo riusciti a creare una nuova tecnologia: la QMR Technology, la quale permette di trasferire energia ai tessuti ed alle cellule senza creare danno in quanto la temperatura raggiunta non raggiunge mai i 50°C, temperatura limite per la sopravvivenza delle cellule e tessuti biologici. Si è perciò si è potuto “orientare” queste radiazioni in modo da dare effetti particolari di stimolazione cellulare tali da abbracciare parecchi campi della medicina e chirurgia.

La QMR technology trasferisce energia ai tessuti biologici per mezzo di campi elettrici variabili ad alta frequenza con uno spettro di frequenze tali da entrare in risonanza con le molecole costituenti le cellule, soprattutto con le strutture proteiche.

In chirurgia la QMR technology permette di effettuare tagli e coaguli a temperatura inferiore ai 50°C evitando di provocare il danno termico, ottenere tempi di recupero brevi, minor ospedalizzazione, minor problemi nel post-operatorio, minor utilizzo di farmaci e possibilità del chirurgo di avvicinarsi a tessuti delicati come le terminazioni nervose. Quindi, minor costo di degenza e maggior sicurezza per il paziente e per il chirurgo.

In medicina con QMR technology si stimolano un effetto rigenerativo sui tessuti attivando un “massaggio cellulare” – la cellula si deforma momentaneamente fino a che si applica energia e poi ritorna nel suo stato normale.

Si possono trattare patologie come ARTROSI, CERVICALGIE, LOMBO-SCIATALGIE, TRAUMI MUSCOLARI, PERIARTRITI, RIZOARTROSI, ERNIE DISCALI, ecc..

Si è dimostrato l’efficacia di questa tecnologia nel trattare le ulcere venose e le cefalee tensive e la patologia dell’occhio secco

NanoVI Technology nella risposta ossidativa.

GP. Nordera (Villa Margherita – Vicenza) – H. Eng (ENG3 Corporation – USA)

La Tecnologia NanoVi, attraverso un potenziamento della risposta ossidativa è in grado di antagonizzare l’effetto aggressivo dei radicali liberi.

Sono stati valutati 10 pazienti affetti da M. di Parkinson che durante il ricovero a Villa Margherita (8-10 giorni durata media) hanno utilizzato per 20 minuti al giorno la Tecnologia NanoVi.

Sono stati valutate sia la risposta clinica che le eventuali modifiche dei principali indici di stress ossidativo.

Organizzazione logistica del CSOx. (video)

F. Nordera (Villa Margherita – Vicenza) Ore 16.00

Un breve filmato illustrerà gli aspetti logistici e il percorso diagnostico per la gestione dello stress ossidativo all’interno della clinica. Come creare un percorso diagnostico per studiare e curare lo stress ossidativo.