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Obesità, omega-3 e fluidità di membrana
No full textNumerosi studi, hanno dimostrato una correlazione tra obesità e fluidità di membrana [1, 2]. Alcune recenti ricerche da noi condotte hanno messo in evidenza che gli eritrociti di donne obese rispetto a quelli dei controlli normopeso presentavano una significativa riduzione dei livelli dei principali antiossidanti, della fluidità e del rapporto tra gli acidi grassi omega-3 e omega-6 delle loro membrane, e che le tali alterazioni strutturali e funzionali erano significativamente più marcate nelle obese con sindrome metabolica [3]. La letteratura scientifica ha dimostrato che la fluidità e la composizione fosfolipidica delle membrane eritrocitarie correla significativamente con quella delle cellule neuronali e di molti altri tessuti, e che l’alterata fluidità delle membrane neuronali concorre a ridurre l’efficienza dei recettori per i mediatori del controllo della sazietà e della termogenesi dell’asse “gut-brain” (anandamide, 2-o-arachidonoil-glicerolo, neuropetide Y, Agouti-related peptide, etc.). Da tutto ciò si evince che queste alterazioni strutturali e funzionali delle membrane degli obesi possono contribuire a peggiorare ulteriormente il controllo del peso corporeo ed il rischio di insorgenza della sindrome metabolica. Inoltre, la perdita di fluidità delle membrane e la riduzione dei livelli dei principali antiossidanti diminuisce a livello mitocondriale l’efficienza degli enzimi della catena respiratoria nel produrre ATP. Di conseguenza si riduce l’attività delle ATP-asi per lo ione Ca e ciò comporta un aumento della sua concentrazione intracellulare. L’aumento del Ca attiva la fosfolipasi A2 e promuove il rilascio dai fosfolipidi degli acidi grassi polinsaturi della serie omega-6 (ac. Arachidonico) e della serie omega-3 (ac. Docosaesanoico, DHA). Numerose sono le correlazioni tra queste alterazioni metaboliche e l’obesità. In particolare, le evidenze della letteratura dimostrano che:
• A livello cerebrale, il calo del DHA legato ai fosfolipidi (DHA-PL) concorre a promuovere: a) un ulteriore irrigidimento delle membrane e di conseguenza un aumento della resistenza all’insulina; b) l’attivazione delle lipo- e delle ciclo-ossigenasi e di conseguenza un aumento dell’infiammazione e della vasocostrizione tissutale; c) il rilascio (DHA-PL- indotto) di diversi mediatori che concorrono ad aumentare la sensazione di fame ed a regolare la termogenesi.
• A livello epatico, il calo del DHA-PL diminuisce sia la beta-ossidazione perossisomale degli acidi grassi che l’attività della stearoil-coenzima A desaturasi; un calo d’attività di quest’ultimo enzima si è dimostrato strettamente correlato con l’aumento della steatosi epatica, dell’insulino- resistenza e del peso corporeo.
• A livello eritrocitario, infine, il calo di DHA-PL, promuovendo un irrigidimento della membrana rallenta le velocità di cessione dell’ossigeno ai diversi tessuti. Da qui, una diminuzione del metabolismo ossidativo e della termogenesi ed un aumento dell’infiammazione.
Alla luce di tutte queste evidenze scientifiche si può dunque concludere che uno degli obiettivi più importanti da perseguire per assicurare il corretto funzionamento dei mediatori dell’asse “gut- brain”, atto a prevenire sia l’obesità che la sindrome metabolica, è quello di contrastare il calo del DHA-PL conseguente alla diminuzione di fluidità delle membrane ed all’aumento del Ca e dei processi d’infiammazione e di perossidazione ad esso correlati.
[1] D.A. Pan, A.J. Hulbert, L.H. Storlien, J Nutr 124 (1994) 1555-1565.
[2] A. Scalbert, G. Williamson, J Nutr 130 (2000) 2073S-2085S.
[3] R. Cazzola, M. Rondanelli, R. Trotti, B. Cestaro, J Nutr Biochem. Available online 8 July 2010 doi:10.1016/j.jnutbio.2010.03.00
Nutrition and health promotion: role of phytochemicals and functional foods
No full textThe diminished cellular efficiency in energy production is the molecular mechanism underlying
the physiopathological processes of ageing and of the related dysmetabolic pathologies. This
reduction in energy production (ATP) is due both to functional and structural alterations of the
tissues and to damage to the blood vessels and their reduced efficiency in supplying oxygen and
nutrients to the organs. The deficiency of ATP causes a reduction in the bioavailability of all the
molecules whose biosynthesis requires the intervention of ATP itself. Therefore, one must
expect a reduction of the ex-novo biosynthesis of proteins, nucleic acids and phospho- and
glyco-lipids.
The diminished efficiency of the cell in the synthesis of these compounds causes a slowing of
the repair processes and replacement of the various lipid or glycoprotein molecules, which make
up the bilayer structural organization of the cell membrane. This leads to progressive structural
alteration of membrane, manifested by a progressive reduction of membrane fluidity.
The consequence is the cause of secondary metabolic damage to the cells. All this results in
reduced capacity of the proteins to collided with the ligands with which they must interact in
order to carry out their own functional and biological roles, such as proteins interacting with
their own specific substrate.
There is thus a spiral of structural and functional damage to cells and tissues, starting with the
reduced efficiency in ATP synthesis which is further amplified by the decreased rate of
synthesis of membrane macromolecules and lipids, the increase in intracellular calcium and
potassium, and the increase in peroxidation processes.
How the onset of this spiral could be kept under control with either an adequate diet or
supplying of functional foods will be the main argument of this presentation
Vitamin D in health and disease
No full textVitamin D is the precursor of the steroid hormones 1,25-dihydroxy-vitamin D (1,25(OH)2D). Most of the biological effects of 1,25(OH)2D derive from its interaction with vitamin D receptor (VDR), an intracellular transcription receptor. VDR regulates genes that influence bone mineral homeostasis, immunomodulation, insulin secretion, cell cycle and the detoxification of exogenous and endogenous compounds. The most investigated function of 1,25(OH)2D is the regulation of calcium and phosphate homeostasis and, in turn, the bone turnover rate in skeletal tissue. However, recently also the extra-osseous activity of 1.25 (OH) 2D has received growing attention. Nevertheless, the lack of the definition of optimal vitamin D status and optimal vitamin D dosing regimens limits the knowledge derived from available studies and highlight the need of future well-designed studies on these topics
Implicazioni dello stress ossidativo nell'eziopatogenesi dell'invecchiamento=Role of oxidative stress in the aethiopathogenesis of aging
No full textInvecchiamento, stress ossidativo e danni potenziali: alterato rapporto tra acidi grassi n-6 e n-3 e cancerogenesi
No full textNegli ultimi anni è emerso con sempre maggior evidenza il ruolo dei radicali liberi nei meccanismi d’insorgenza dei tumori così come di molte patologie dismetaboliche e/o infiammatorie. Di conseguenza ha assunto gran rilevanza l’importanza dei meccanismi di difesa antiossidante, la cui efficienza dipende sia dal funzionamento ottimale dei mitocondri e dei perossisomi sia da una corretta alimentazione che assicuri la biodisponibilità di tutti i fattori nutrizionali necessari. In questa esposizione saranno dapprima presentate le caratteristiche generali dei radicali liberi d’interesse biologico, il modo in cui si formano in vivo ed i danni che provocano a cellule e tessuti. Verranno quindi descritti i sistemi naturali di difesa contro la formazione e la propagazione dei prodotti di perossidazione. Saranno anche illustrate le nuove evidenze scientifiche sulla correlazione tra l’aumento dei radicali liberi e lo sbilancio nel rapporto tra acidi grassi polinsaturi (PUFA) della serie n-6 e della serie n-3. Tale sbilancio comporta un aumento sia dei mediatori pro-infiammatori che della possibilità d’insorgenza di forme tumorali. Nuove recenti evidenze dimostrano che i PUFA della serie n-3, ed in particolare l’acido eicosapentaenoico (20:5) e l’acido docosaesaenoico (22:6) esercitano un effetto di protezione contro l’insorgenza di varie forme di tumori: seno, colon, prostata, ecc; mentre, al contrario, un eccesso di PUFA della serie n-6 si è dimostrato in grado d’aumentare le probabilità d’insorgenza dell’evento tumorale. L’ultima parte della relazione sarà incentrata sulle nuove metodiche analitiche in grado di monitorare l’omeostasi e le interrelazioni tra radicali liberi, antiossidanti ed equilibrio tra n-6 e n-3, e, la loro utilizzazione nel redigere e stabilire l’approccio dietoterapico più efficace per la prevenzione e/o la riduzione dello stress ossidativo patologico ed i conseguenti danni potenziali
An overview on antioxidant supplements : the current situation from a scientific point of view
No full textRecent evidence does not support a causational relationship between antioxidant supplements and reduced risk of coronary heart disease and other age-related pathologies. Advances in the understanding of the complex interactions between reactive oxygen species (ROS) and antioxidants “in vivo” and of the role of mitochondria in the adaptive response to oxidative stress suggest that physiological production of ROS in mitochondria is one of the most essential contributions to the maintenance of health and longevity. Through mechanisms linked to the concept of mitochondrial hormesis, a moderate transient increase in ROS formation increases the body's antioxidant defences by activating enzymes sensitive to oxidative stress and redox-sensitive transcription factors, while high doses of antioxidants may inhibit this adaptive response
pH-Sensitive Liposomes: Structural Characterization and Possible Therapeutic Applications
No full textThe definition of liposomal preparations where sensitivity to moderate drops of pH (i.e. from 7.4 to 6.8) can be induced by the presence of plasma itself has been investigated. Liposome stability was monitored using 5,6-carboxyfluorescein (CF). We used sulfatide as the pH sensitive molecule on the basis of our previous studies in which we demonstrated an enhanced anti-tumor activity against a transplantable metastatic tumor model for ADM entrapped liposomes containing sulfatide. The amount of CF released at pH 6.8 in the presence of 50% plasma from small unilamellar vesicles (SUV), composed of egg phosphatidylcholine (EPC) and bovine brain sulfatide (CS) (4:1 m/m), was 3-fold that at pH 7.4, whereas no significant differences were observed when the same liposomes were incubated in buffer at 7.4 and 6.8 respectively. The plasma dependent pH sensitivity of these liposomes seems to specifically depend on the presence of sulfatide in the bilayer since neither cholesterol 3 sulfate (Choi 3S) nor galactocerebroside, are able to induce pH sensitivity in EPC liposomes. Of all the plasma components considered, VLDL seemed preferentially involved in the pH sensitivity induced by CS since they promoted an almost complete release of CF from EPC-CS liposomes at pH 6.
The role of Vitamin K2 in osteoporosis and cardiovascular disease prevention
No full textOsteoporosis and cardiovascular diseases present similar etiopathogenic mechanisms. The presence of a “bone-vascular cross talk” is pointed out by several studies. This altered balance is due to an association
between increased mortality due to cardiovascular disease and bone fractures related to osteoporosis. Recent researches revealed that vitamin K2 deficiency could be responsible of a disrupted calcium regulation and that low levels of this vitamin are connected with an enhanced risk of heart disease and atherosclerosis, because of a lack of calcium in bones and an excessive storage of calcium in arteries
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