Academic literature on the topic 'Stress ossidativo'

La pre-eclampsia è una complicanza relativamente comune della gravidanza, che interessa circa il 3% delle gravidanze. Attualmente, la patogenesi non è stata ancora completamente chiarita. Comunque, la disfunzione endoteliale materna, specialmente a livello della placenta, sembra essere il fattore chiave per lo sviluppo di questa malattia che clinicamente coinvolge molti organi, come reni, cervello e fegato, e che è caratterizzata da ipertensione, proteinuria ed edema. Lavori recenti suggeriscono il ruolo patogenetico di un'alterata espressione di fattori anti-angiogenici placentari con conseguenti modifiche dello stato redox che provocano stress ossidativo. La risposta all'azione dei fattori anti-angiogenetici produce una disfunzione endoteliale sistemica con ipertensione, proteinuria e altre manifestazioni sistemiche, come, per esempio, l'encefalopatia. In questo articolo verranno descritte le conoscenze più recenti nella fisiopatologia della pre-eclampsia, cercando di dare un'ipotesi patogenetica comune per conciliare le ano-malie a livello feto-placentare e le caratteristiche cliniche della sindrome materna e fornire una spiegazione logica per i potenziali futuri interventi profilattici e terapeutici di questa complicanza della gravidanza.

La sindrome delle apnee ostruttive del sonno (OSAS) è una malattia che può portare ad alterazioni metaboliche e a un’aumentata incidenza di patologie cardiovascolari. Questo studio ha lo scopo di definire l’espressione e il significato clinico di biomarkers coinvolti nello stress ossidativo nei pazienti con diagnosi di OSAS. I risultati degli esami di laboratorio dello stress ossidativo sono stati confrontai prospetticamente in tre gruppi di soggetti: 10 con sindrome delle apnee ostruttiva del sonno con Apnea Hypopnea Index (AHI) > 30; 10 con roncopatia notturna e AHI < 15 e 10 con insufficienza respiratoria nasale e AHI < 5. I pazienti sono stati sottoposti a test cutanei per aero-allergeni comuni, rinoscopia anteriore, rinomanometria anteriore attiva, fibrolaringoscopia e polisonnografia. Per la ricerca dei biomarkers dello stress ossidativo sono stati effettuati test diagnostici in campioni di sangue e urine. I gruppi sono risultati omogenei per età, sesso e distribuzione del Body Mass Index (BMI) (p > 0.05). Ci sono state differenze significative nell’AHI tra i tre gruppi di pazienti (p < 0.05). Nessuna significatività statistica è stata identificata (p > 0.05) tra i livelli di biomarkers di stress ossidativo nelle tre popolazioni studiate. I risultati del nostro studio hanno mostrato che il naso può svolgere un ruolo nella patogenesi dell’ OSAS, attraverso la produzione di biomarkers di stress ossidativo.

La Sindrome delle Apnee Ostruttive Notturne (OSAS) è una patologia caratterizzata da alterazioni metaboliche e da un elevato rischio di sviluppo di patologie cardiovascolari. Lo scopo dello studio è stato quello di identificare dei markers precoci predittivi di rischio cardiovascolare con la valutazione dello stress ossidativo misurato attraverso esami di laboratorio in soggetti normali e pazienti con diagnosi di sindrome delle apnee ostruttive notturne. È stato effettuato uno studio prospettico per confrontare i risultati di laboratorio ottenuti dalla valutazione dei biomarkers dello stress ossidativo in 20 pazienti adulti con OSAS e 20 soggetti sani. Le tecniche di analisi utilizzate avevano l’obiettivo di identificare e quantificare i danni dei radicali liberi attraverso la misurazione di anti-ossidanti e pro-ossidanti in modo da valutare l’equilibrio ossidativo presente nei due gruppi di studio. I due gruppi di pazienti sono risultati omogeni per sesso, età ed indice di massa corporea (p < 0,05). Una differenza statisticamente significativa è stata individuata tra i livelli di indice di apnea-ipopnea valutata alla polisonnografia e di isoprostani, produzione di proteine di ossidazione e proteine non legate al ferro nei due gruppi in esame. Nessuna differenza significativa è stata trovata nel livello dei tioli tra i soggetti sani e i pazienti con sindrome delle apnee ostruttive. I tioli, a differenza degli altri markers, sono molecole anti-ossidanti, i restanti sono invece espressione di danno ossidativo. I risultati dello studio indicano che i biomarkers potrebbero essere utilizzati come indici di ostruzione delle vie aeree superiori (VAS) e come marcatori precoci di ipossiemia causando processi flogistici ricorrenti e danno locale da radicali liberi a carico delle VAS.

L’obiettivo del presente studio è stato determinare se i livelli plasmatici dei prodotti avanzati di ossidazione proteica (AOPP) rappresentino dei marker di stress ossidativo nei pazienti pediatrici affetti da tonsillite cronica. Per lo studio sono stati arruolati, presso i Dipartimenti di Otorinolaringoiatria e Chirurgia pediatrica dell’Ospedale Universitario di Dumlupinar, trenta bambini sani e trenta affetti da tonsillite cronica. Il gruppo dei pazienti affetti da malattia è stato sottoposto a un prelievo ematico preoperatorio e ad una biopsia intraoperatoria del tessuto tonsillare. Il gruppo dei pazienti sani è stato sottoposto unicamente al prelievo ematico. I livelli plasmatici e tissutali degli AOPP sono quindi stati misurati mediante spettrofotometria. I livelli sierici degli AOPP sono risultati essere più elevati nel gruppo dei pazienti affetti da tonsillite cronica (13,1 ± 3,3 ng/ml) rispetto al gruppo di controllo (11,6 ± 2,3 ng/ml; P < 0,05). Il livello tissutale medio degli AOPP nei pazienti malati è risultato essere superiore a quello plasmatico medio sia nel gruppo dei pazienti sani che in quello dei pazienti malati (41,9 ± 13,5 ng/mg; P < 0,05). I livelli plasmatici e tissutali degli AOPP sono risultati quindi essere più elevati nei pazienti malati rispetto al gruppo di controllo. Gli AOPP potrebbero quindi rappresentare una nuova classe di molecole pro-infiammatorie coinvolte nello stress ossidativo nella tonsillite cronica e potrebbero avere un ruolo come marker di stress ossidativo nei pazienti pediatrici affetti da tale patologia.

Dalla seconda metà del XX secolo sono intervenute modificazioni nelle abitudini alimentari e nello stile di vita, tali da determinare variazioni anche nello stato di salute della popolazione. Numerose evidenze scientifiche indicano la necessità di dover rivedere l'alimentazione, ritornando a preferire i cibi tipici della Dieta Mediterranea, che, unitamente all'attività fisica, all'astensione dal fumo o da altre dipendenze e alla convivialità, possono influire anche sulla progressione delle malattie cronico-degenerative e certamente sulla Qualità della Vita. È noto che la dieta iperproteica a elevato contenuto di sodio, unitamente all'abuso di alcool, costituisce un determinante della progressione della malattia renale. Al contrario, l'adesione alla Dieta Mediterranea, ricca di frutta, verdura, legumi, cereali e olio d'oliva e moderata nel consumo di proteine animali e alcool, gioca un ruolo protettivo della funzione renale. La Dieta Mediterranea si è mostrata in grado di ridurre malattie cardiovascolari e stress ossidativo, pertanto esistono i presupposti per valutare se l'alimentazione di tipo mediterraneo sia in grado di ridurre in maniera significativa l'attivazione dello stress ossidativo anche in pazienti con ADPKD e, quindi, il loro rischio cardiovascolare.

Lo scompenso cardiaco (SC), processo evolutivo comune di più malattie cardiovascolari a differente eziologia (ad es. infarto del miocardio, ipertensione, cardiomiopatie, disturbi valvolari e altre), è diventato sempre più comune nella popolazione anziana, influenzando drasticamente il tasso di sopravvivenza e la qualità della vita. L’iperattività del sistema nervoso simpatico (SNS) che si associa allo SC determina un aumento delle catecolamine circolanti epinefrina e norepinefrina che, attraverso l’attivazione dei recettori beta-adrenergici (β-AR), svolgono un ruolo critico nella regolazione della funzione del sistema cardiovascolare. Una caratteristica distintiva dello SC è la diminuzione o la desensibilizzazione dei recettori β1-adrenergici (β1-AR) sulla membrana delle cellule cardiache. Le catecolamine e lo stress ossidativo sono coinvolti nella regolazione della densità dei β-AR. Lo stress ossidativo associato alla disfunzione mitocondriale sembra giocare un ruolo importante nella fisiopatologia dello SC. Infatti, una condizione di stress ossidativo è stata osservata sia in pazienti con SC che in modelli animali, e un’eccessiva esposizione a specie reattive dell’ossigeno (ROS) diminuisce l’espressione di β1-AR in cardiomiociti murini, sebbene i meccanismi sottostanti rimangano ancora non chiari. Recentemente, è stato scoperto che il recettore periferico delle benzodiazepine (PBR) svolge un ruolo chiave oltre che nell’energetica cellulare, nella regolazione della fisiologia mitocondriale e dell’equilibrio redox nei cardiomiociti. Nel presente studio, abbiamo valutato gli effetti delle catecolamine e dei ligandi del PBR sulla densità dei β1- e β2-AR nei monociti umani isolati da sangue periferico, che sono noti per esprimere entrambi i β-AR. La densità dei β-AR è stata misurata mediante citometria a flusso utilizzando anticorpi selettivi diretti contro un epitopo extracellulare di β1-AR o β2-AR. Il trattamento dei monociti con benzodiazepine induceva una riduzione della densità del β1-AR, ma non del β2-AR, sulla membrana dei monociti che veniva ripristinata utilizzando [1-(2-chlorophenyl)-N-methyl-(1-meth-ylpropyl)-3 isoquinolinecarboxamide] (PK11195), un antagonista del PBR. Questi risultati suggeriscono un possibile ruolo del PBR nella regolazione della densità del β1-AR proponendo i monociti isolati dal sangue periferico sia come modello in vitro utile per lo studio del sistema recettoriale β-adrenergico che come potenziali biomarcatori di progressione della malattia e risposta alla terapia.

L'eritropoietina, per molti anni intesa unicamente come principale regolatore della massa eritrocitaria circolante, ha svelato nel corso degli anni sempre nuove pagine di fisiologia, che l'hanno mostrata come elemento centrale di un complesso sistema che mantiene l'equilibrio tra ossigenazione periferica, stabilità vascolare e stress ossidativo. Al crescere delle conoscenze sulla fisiologia autocrina e paracrina dell'EPO, sono cresciute le aspettative verso l'utilizzo clinico-pratico di tali conoscenze. La presente review propone una rapida carrellata sulle diverse potenziali applicazioni dell'EPO nel management clinico della cardiopatia ischemica, con particolare riguardo alle strategie testate per ottenere gli effetti pleiotropici dell'EPO senza indurre indesiderati incrementi dell'ematocrito.

SommarioEvidenze sperimentali in modelli animali e in vitro dimostrano un ruolo deleterio degli interferenti endocrini (IE) sulla gonade maschile; tuttavia, nonostante vi siano alcune evidenze osservazionali di associazione tra alterazioni seminali e/o endocrine ed esposizione ad alcuni IE, in particolare quelli ad azione anti-androgenica, pro-estrogenica o capaci di indurre stress ossidativo, non è tuttora dimostrabile l’inferenza di casualità nell’uomo, e permane una vasta area di incertezza. La rassegna fornisce una panoramica sinottica delle evidenze cliniche relative alle alterazioni di spermatogenesi e steroidogenesi testicolare in relazione all’esposizione a selezionati IE, con particolare riferimento all’esposizione in età adulta.

È stata rilevata un’aumentata prevalenza di fibrillazione atriale (FA) nei pazienti con neoplasie, così come una maggiore incidenza di tumori di nuova diagnosi in soggetti con FA di recente insorgenza. I possibili meccanismi chiamati in causa per spiegare la comparsa di FA in pazienti con cancro (e viceversa) comprendono un’epidemiologia comune e fattori di rischio condivisi, il ruolo dell’età e delle comorbidità che impattano su entrambe le condizioni, un effetto diretto del cancro sull’aritmia, nonché l’azione cardiotossica delle terapie chirurgiche, farmacologiche o radianti messe in atto per il trattamento delle neoplasie. L’infiammazioine sistemica, invece, potrebbe rappresentare un denominatore comune a entrambe le condizioni, come anche lo stress ossidativo e l’apoptosi. Il trattamento della FA nei pazienti oncologici rappresenta una grande sfida e, poiché non disponiamo di Linee Guida specificamente dedicate alla gestione dell’aritmia in questo particolare contesto clinico, l’approccio terapeutico deve essere individualizzato e at-tentamente ponderato.

Abstract Poly(ADP-ribose) polymerases (PARPs) play a crucial role in DNA damage surveillance through their nick sensor functions. Since PARPs over activation leads to an excessive consumption of NAD? and ATP depletion, these enzymes also are involved in the early events of programmed cell death as well as in necrosis. In order to verify the protective action of L-carnosine and trehalose against NO induced cell death, in the present study we examined their effects on the expression of PARP-1, PARP-2 and iNOS in primary rat astrocyte and oligodendrocyte cells, treated with lipopolysaccharide (LPS) and interferon gamma (INFc), through semi-quantitative PCR and western analysis. To further characterize the molecular mechanisms underlying L-carnosine and trehalose action, we measured cell viability, nitrite production and LDH release. The data obtained clearly demonstrate that in the stress model employed L-carnosine and trehalose down regulate PARP-1 and PARP-2 expression in both cell phenotypes, thus suggesting their possible application in clinical trials.

Il sistema nervoso centrale è estremamente sensibile allo stress ossidativo e la sua difesa è mediata principalmente dal sistema del glutatione. Si suppone che uno squilibrio a livello di questo sistema sia coinvolto nella patogenesi di alcune malattie neurodegenirative tra le quali il morbo di Alzheimer (AD), il morbo di Parkinson (PD), la sclerosi laterale amiotrofica (ALS). Il glutatione regola le funzioni proteiche attraverso il fenomeno della glutationilazione, ovverosia la formazione di diulfidi misti tra i residui di cisteina ed il glutatione stesso. La glutationilazine può avvenire sia nel corso del metabolismo costitutivo sia durante lo stress ossidativo, rappresentando sia un fenomeno fisiologico che un risposta adattativa ad un’alterazione dello stato redox. Il primo scopo del nostro lavoro è stato quello di valutare quali proteine fossero costitutivamente gluatationilate a livello del sistema nervoso centrale e di analizzare la loro distribuzione topografica. Abbiamo dimostrato la presenza di una uniforme distribuzione delle proteine glutationilate a livello di tutti gli strati corticali della corteccia del cervello e del cervelletto, così come nella sostanza grigia del midollo spinale; l’immunomarcatura risultava chiara a livello dei neuroni, media a livello degli oligodendrociti e debole a livello degli astrociti. Attraverso esperimenti di western blot, immunoprecipitazione e immunofluorescenza abbiamo dimostrato che esiste una glutationilazione preferenziale delle proteine del citoscheletro, in particolare actina, b-tubulina e neurofilamenti erano costitutivamente glutationilate ed il livello della loro glutationilazione aumenteva all’aumentare del livello del trattamento con pro-ossidanti. Nella seconda parte del nostro lavoro abbiamo focalizzato la nostra attenzione sull’atassia di Fredreich, una patologia neurodegenerativa autosomica recessiva causata da mutazioni a livello del gene che codifica per la fratassina, una proteina mitocondriale implicata nel metabolismo del ferro. Dati recenti suggeriscono che la perdita di fratassian provochi un aumento della generazione di radicali liberi con conseguente aumento dello stress ossidativo a livello cellulare ed inattivazione degli enzimi mitocondriali. In un precedente (Pastore et al. 2003, J Biol Chem. 278, 42588-95) lavoro abbiamo dimostrato che un aumento della quantità di glutatione legato alle proteine del citoscheletro provoca una perdita di organizzazione del citoscheletro nei fibroblasti dei pazienti con atassia di Friedreich. Per questo motivo, abbiamo analizzato la glutationilazione delle proteine e la distribuzione di tubulina e neurofilamenti a livello del midollo spinale dei pazienti con atassia di Friedreich, una delle principali sedi della malattia. Per la prima volta abbiamo dimostrato un significativo aumento a livello del pool dinamico della tubulina così come una anomlala distribuzione delle forma fosforilate dei neurfilamenti nei motoneuroni Friedreich. Nelle stesse cellule le anomalie citoscheletriche colocalizzano con un aumento della glutationilazione proteica, mentre le proteine mitocondriali risultano normalmente espresse, suggerendo un potenziale ruolo della glutationilazione nella regolazione redoxdella sopravvienza neuronale e nel controllo della stabilità a livello di assoni e dendriti. I nostri dati ci spingono ad ipotizzare che nei malati con atassia di Friedrech lo stress ossidativo provochi un’aumentata glutationilazione proteica nelle cellule del midollo spinale che può provocare un’ alterazione dell’organizzazione citoscheletrica, responsabile dell’assonopatia “dying-back”.
Central nervous system is highly sensitive to oxidative stress and his defense is mediated primary by the glutathione system. An imbalance in this system is supposed to be implicated in the pathogenesis of some neurodegenerative disorders such as Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease (PD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Glutathione regulates protein functions by glutathionylation, forming mixed disulfides between cysteins and glutathione itself. Glutathionylation can occur during constitutive metabolism such as during oxidative stress, representing both a physiological process and an adaptative response to redox status alteration. The first aim of our work was to evaluate which proteins were constitutively glutathionylated in central nervous system and to analyze their topographic distribution. We showed an uniform distribution of glutathionylated proteins throughout all cortical layers of cerebral and cerebellar cortex as well as throughout the gray matter of the spinal cord; immunohystochemical staining was clear in neurons, mild in oligodendrocytes and weaker in astrocytes. By western blot, immunoprecipitation and immunofluorescence experiments we demonstrated that there is a preferential glutathionylation of cytoskeletal proteins, in detail actin, b-tubulin and neurofilaments were constitutively glutathionylated and the extent of their glutathionylation increases increasing pro-oxidant treatment level. In the second part of our work we focused our attention on Friedreich’s ataxia, a neurodegenerative autosomal recessive disorder caused by mutations in the gene encoding frataxin, a mitochondrial protein implicated in iron metabolism. Current evidences suggest that loss of frataxin causes an increase in free-radical generation, leading to cellular components oxidation and inactivation of mitochondrial enzymes. In a previous work (Pastore et al. 2003, J Biol Chem. 278, 42588-95) we showed that increased levels of glutathione bound to cytoskeletal proteins caused a loss of cytoskeletal organization in fibroblasts of patients with Friedreich’s ataxia. For this reason, we analysed the glutathionylation of proteins and the distribution of tubulin and neurofilaments in the spinal cord of patients with FRDA, one of the main sites of the disease. We found, for the first time, a significant rise of the dynamic pool of tubulin as well as an abnormal distribution of the phosphorylated forms of human neurofilaments in Friedreich’s motor neurons. In the same cells, the cytoskeletal abnormalities co-localized with an increase in protein glutathionylation while the mitochondrial proteins were normally expressed, suggesting a potential role of glutathionylation in redox regulation of neuronal survivor and in the control of axon/dendrite stability. Our results leads us to speculate that in Friedreich’s ataxia oxidative stress causes an increased protein glutathionylation in the cells of the spinal cord that may lead to an alteration of the cytoskeleton organization, responsible of “dying-back” axonopathy.

Nel secolo scorso, la nitroglicerina è stato il farmaco più comunemente usato come agente antiischemico ed antianginoso. La sua continua somministrazione, però, ne fa svanire piuttosto rapidamente l’efficacia terapeutica. L’attivazione neuroormonale dei segnali vasocostrittori e l’espansione del volume intravascolare costituiscono le iniziali risposte contro-regolatorie (pseudotelleranza), mentre il trattamento a lungo termine induce cambiamenti vascolari intrinseci, come per esempio la perdita delle risposte nitrovasodilatatorie (tolleranza vascolare). Tutto ciò è causato da un’incrementata produzione di anione superossido e da una ipersensibilità verso vasocostrittori secondari per una tonica attivazione della PKC. Come fonti di anione superossido sono state proposte la NADPH ossidasi e la eNOS disaccoppiata. Il superossido ed il nitrossido vascolare formano rapidamente perossinitrito, che aumenta la tolleranza promuovendo il disaccoppiamento della eNOS e l’inibizione della guanilato ciclasi solubile e della prostaciclina. Questo concetto di stress ossidtivo può spiegare perché gli scavangers dei radicali e le sostanze che riducono indirettamente lo stress ossidativo, sono capaci di attenuare la tolleranza e la disfunzione endoteliale. Un lavoro recente ha definito un nuovo meccanismo di tolleranza basato sull’inibizione dell’ALDH-2, l’enzima deputato alla bioconversione enzimatica del GTN in NO, ed ha identificato i mitocondri come una fonte addizionale di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Le specie reattive indotte dal GTN inibiscono la 6 bioattivazione della nitroglicerina medinte l’ossidazione tiolica dell’ALDH-2. Sia l’increnmento dello stress ossidativo che l’alterazione della bioconversione del GTN in NO, possono fornire un nuovo concetto di tolleranza ai nitrati nonché di cross-tolerance. Nel presente lavoro abbiamo documentato che la somministrazione a lungo termine di IS-5-MN in vitro ed in vivo induce tolleranza al GTN (definita cross-tolerance). Si sono altresì studiati gli effetti di CPT, ENA e NAC sulle risposte in vivo al GTN dopo trattamento cronico dei ratti con IS-5-MN e sono stati paragonati gli effetti di CPT, ENA o glutatione con quelli della NAC sugli effetti antipiastrinici del GTN in assenza o in presenza di TSMCs e TECs e sulla produzione di perossinitrito da GTN in un Krebs buffer. Per finire, sono stati valutate le risposte emodinamiche al GTN in ratti tolleranti e non, in presenza ed in assenza di co-trattamento con MnTBAP (1, 20 mg/kg/die, i.p.). Il presente studio, nel tentativo di chiarire i meccanismi molecolari che sottendono alla tolleranza ai nitrati, ha incentrato l’attenzione sul ruolo, che in tale fenomeno hanno, enzimi essenziali, quali la SOD e l’ALDH-2, i quali risultano, rispettivamente, down-regulated ed inattivata dal fenomeno della tolleranza. Il MnTBAP, un SOD-mimic di ultima generazione, si è rivelato in grado di inibire lo sviluppo di tolleranza ai nitrati organici in maniera dose-dipendente, ripristinando l’effetto del GTN sulla pressione sanguigna e sull’ggregazione piastrinica, riducendo la formazione di perossinitrito, come dimostrato dallo staining della nitrotirosina ed antagonizzando l’inibizione dell’ALDH-2 indotta dallo stress ossidativo. La formazione di perossinitrito gioca un ruolo 7 cruciale durante lo sviluppo di tolleranza ai nitroderivati in quanto riduce la biodisponibilità di NO. Quindi, quanto riportato nel nostro studio potrebbe aprire una nuova frontiera nel management delle malattie cardiovascolari, consentendo l’uso a lungo termine dei nitrati organici, senza che si sviluppi tolleranza.
During the last century, nitroglycerin has been the most commonly used antiischemic and antianginal agent. Unfortunately, after continuous application, its therapeutic efficacy rapidly vanishes. Neurohormonal activation of vasoconstrictor signals and intravascular volume expansion constitute early counter-regulatory responses (pseudotolerance), whereas long-term treatment induces intrinsic vascular changes, eg, a loss of nitrovasodilatorresponsiveness (vascular tolerance). This is caused by increased vascular superoxide production and a supersensitivity to vasoconstrictors secondary to a tonic activation of protein kinase C. NADPH oxidase(s) and uncoupled endothelial nitric oxide synthase have been proposed as superoxide sources. Superoxide and vascular NO rapidly form peroxynitrite, which aggravates tolerance by promoting NO synthase uncoupling and inhibition of soluble guanylyl cyclase and prostacyclin synthase. This oxidative stress concept may explain why radical scavengers and substances, which reduce oxidative stress indirectly, are able to relieve tolerance and endothelial dysfunction. Recent work has defined a new tolerance mechanism, ie, an inhibition of mitochondrial aldehyde dehydrogenase, the enzyme that accomplishes bioactivation of nitroglycerin, and has identified mitochondria as an additional source of reactive oxygen species. Nitroglycerin-induced reactive oxygen species inhibit the bioactivation of nitroglycerin by thiol oxidation of aldehyde dehydrogenase. Both mechanisms, increased oxidative 3 stress and impaired bioactivation of nitroglycerin, can be joined to provide a new concept for nitroglycerin tolerance and crosstolerance. In this work we have demonstrate that long-term administration of isosorbide-5-mononitrate in vitro ed in vivo induces tolerance to GTN (this is the so-called cross-tolerance). Here we have studied the effects of CPT, NAC or ENA on the in vivo responses to GTN after long-term treatment of rats with IS-5-MN. In addition, we have compared the effects of CPT, ENA or glutathione to those of NAC on the anti-platelet effects of GTN in the absence or presence of tolerant cultured SMCs or ECs and on production from GTN in Krebs buffer. Finally, we have valuated the haemodynamic responses to glyceryl trinitrate in non-tolerant rats and in tolerant rats with or without pharmacological co- treatment with MnTBAP (1-20 mg/kg, i.p.). The present study was designed to elucidate the mechanisms of nitrate tolerance by assessing the function of essential enzymes implicated in this phenomenon. We demonstrated that SOD and ALDH-2 are downregulated and inactivated, respectly, during nitrate-tolerance. MnTBAP, a new generation antioxidant, is able to inhibit the development of tolerance to organic nitrates in a dose dependent fashion restoring the GTN effect on blood pressure and on platelets aggregation and reducing the peroxynitrite formation as evaluated by the inhibition of the nitrotyrosine staining and antagonizing the ALDH-2 inhibition oxidative stress-induced. Peroxynitrite formation play a crucial role during the development of tolerance to organic nitrates most likely via reduction of nitric oxide bioavalaibility. The broader implications 4 of these findings may open a new frontier in the clinical management of cardiovascular disease, in particular allowing the use of long-term organic nitrates treatment without development of tolerance.

2012/2013
I licheni, una simbiosi mutualistica tra un fungo (il micobionte), generalmente un ascomicete, e una o più popolazioni di alghe e/o cianobatteri (il fotobionte) sono considerati forme di vita estremofile in quanto da disidratati possono resistere a condizioni ambientali molto difficili come elevati irraggiamenti solari, scarsa disponibilità d'acqua e di nutrienti e dosi elevate di inquinanti aerodiffusi. Tali fattori di stress tuttavia inducono una sovrapproduzione a livello cellulare di specie reattive dell'ossigeno (ROS), che se eccede le difese antiossidanti genera stress ossidativo. L'accumulo delle ROS è un fenomeno molto pericoloso perché porta al danneggiamento di importanti macromolecole come lipidi, proteine e DNA ed in casi estremi può condurre anche alla morte cellulare. Sebbene gli effetti dello stress foto-ossidativo nei licheni siano già stati studiati, in questo dottorato di ricerca si è voluto approfondire alcuni aspetti ancora poco chiari relativi alla resistenza dei fotobionti a questo stress e alla resistenza dei licheni allo stress ossidativo indotto dalla presenza di elevate concentrazioni di inquinanti fotochimici come l'ozono (O3). Sul primo filone di ricerca sono stati condotti due studi. Nel primo ci si è focalizzati sugli effetti dello stress foto-ossidativo su parametri fisiologici di vitalità (ChlaF) e di produzione di ROS in un fotobionte lichenico e nella sua controparte lichenizzata. Ciò è stato ottenuto sottoponendo colture axeniche del fotobionte Trebouxia sp. e lobi del lichene Parmotrema perlatum da cui è stato isolato il fotobionte, a diverse combinazioni di umidità relativa e intensità luminose per periodi di tempo crescenti. L'obiettivo di questo studio è stato quello di approfondire le conoscenze sui benefici indotti dalla lichenizzazione nella resistenza al disseccamento e al concomitante stress foto-ossidativo. Il secondo studio invece, strettamente connesso al primo, è focalizzato sulla variazione di espressione genica dell'intero trascrittoma del fotobionte Trebouxia gelatinosa, isolato dal lichene Flavoparmelia caperata (L.) Hale, indotta da eventi di disidratazione e reidratazione. Con questo studio si è voluto individuare ed analizzare i meccanismi molecolari alla base della tolleranza di questo organismo al disseccamento e al concomitante stress fotoossidativo. Sul secondo filone di ricerca invece è stato condotto uno studio sulle risposte fisiologiche, citologiche e biochimiche del lichene Flavoparmelia caperata (L.) Hale sottoposto a fumigazioni con O3 e mantenuto a diversi regimi di idratazione e di umidità relativa ambientale. L'obiettivo di questo studio è stato quello di verificare se la tolleranza di questo lichene allo stress ossidativo derivante dall'esposizione all'O3 dipende da una strategia O3-avoidant, imputabile alla sua inattività metabolica durante le ore della giornata in cui si verifica il picco dell'O3, oppure da una O3-tolerant, dovuta invece alla presenza di un cospicuo ed efficace corredo di difese antiossidanti. Il primo studio ha dimostrato che il fotobionte algale al di fuori della simbiosi è in grado di resistere a livelli elevati di stress foto-ossidativo anche per periodi molto lunghi. Tuttavia è stato confermato che la simbiosi adduce benefici importanti come l'aumento della capacità di estinzione dell'energia accumulata dalle clorofille attraverso meccanismi non fotochimici e un ridotto effetto ossidativo indotto dal disseccamento. Questi risultati ci hanno permesso di sfatare l'ormai consolidata idea che i fotobionti algali, in particolare quelli del genere Trebouxia, siano particolarmente delicati e incapaci di tollerare autonomamente (al di fuori della simbiosi) fattori di stress abiotici come quelli che intervengono durante il disseccamento. Dai risultati del secondo studio è emerso che il fotobionte T. gelatinosa per far fronte alle importanti alterazioni dovute alla perdita d'acqua, si affida soprattutto a meccanismi che intervengono durante la fase di reidratazione. I più importanti coinvolgono molecole di riparazione “chaperone”, e. g. “Heath Shock Proteins”, e proteine della famiglia “Desiccation Related Proteins”, la cui funzione è ancora sconosciuta, ma visto l'elevato numero, la loro diversità intraspecifica e la sensibilità ai cambi di contenuto idrico, sembrano giocare un ruolo molto importante. Paradossalmente invece non sono state osservate alterazioni nell'espressione di geni collegati alle difese antiossidanti, che è sempre rimasta a livelli costitutivi. Ciò è stato interpretato come una strategia che permette all'organismo di avere sempre a disposizione mRNA per la neo-sintesi di nuovi enzimi coinvolti nelle difese antiossidanti. Infine nell'ultimo studio è stata riconfermata l'elevata resistenza del lichene F. caperata allo stress ossidativo derivato dall'esposizione all'O3 in quanto alla concentrazione utilizzata, ovvero il massimo registrato nell'ambiente alle nostre latitudini, non è stato osservato alcun effetto sulla vitalità nonostante sia stata osservata una notevole produzione di ROS. L'effetto ossidativo dell'O3 infatti è stato controbilanciato dalle difese antiossidanti le quali si sono mostrate altamente sensibili all'esposizione ed efficaci anche a bassi contenuti idrici. Lo stress ossidativo derivante da fattori abiotici di origine naturali e antropica dunque sembra essere gestito efficacemente sia dai licheni che dai loro fotobionti isolati, grazie ad efficienti difese antiossidanti e all'intervento di meccanismi di riparazione del danno.
XXVI Ciclo
1983

Oxidative stress plays a role in the molecular mechanisms of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease (AD). At cerebral level, AD is characterized by presence of senile plaques constituted by β amyloid (Aβ) peptide. In previous studies it was shown that patients with AD have high plasma levels of oxidized low-density lipoproteins (ox-LDL). In addition, less activity of the enzyme paraoxonase-1 (PON1) was noted. PON1 associated with HDL is the enzyme responsible of anti-inflammatory and antioxidant activity. Aim of thesis was to investigate the functional alterations of HDL in AD patients. Therefore the activity of paraoxonase-1 was evaluated. Furthermore, using microvascular endothelial cells (HMEC), the ability of HDL, isolated from control plasma and AD patients, to protect against Aβ peptide toxicity was evaluated. Results show that mean value of paroxonase activity of PON1 is about a third of that observed in controls (293.6 ± 49.8 U / mL vs 100.3 ± 30.9 U / mL, p <0.001). In AD patients and control's serum were also studied PON1 levels, using Western blot method. PON1 levels of AD patients are significantly lower than those observed in controls. It is interesting to note that the reduced activity of PON1 in AD is observed in the absence of changes in plasma HDL levels compared to controls. Using microvascular endothelial cells (HMEC), the ability of HDL, isolated from controls plasma and AD patients, to protect against toxicity of Aβ peptide was evaluated. Research has shown that Aβ (peptide 1-40) at 20 μM concentration induces a toxic effect by reducing the viability of HMECs. Incubation in presence of HDL isolated from healthy subjects was able to protect cells from toxicity peptide. The results obtained in this thesis have shown that plasma-isolated HDL of Alzheimer's patients are significantly less efficient to protect cells from Aβ-induced damage. Data suggest that the increase in peroxidation products and reduction of PON1 enzyme activity observed in those AD affected make HDL dysfunctional.

The fruits of Capsicum annum (sweet pepper) are a good source of natural antioxidants and one of this compound, capsiate the most important capsinoid, is present in great quantity in the fruits of a nonpungent cultivar called CH-19 Sweet. In this work it has been evaluated the antioxidant activity of vanillyl nonanoate, a synthetic analog of natural capsiate, during linoleic acid and cholesterol oxidation, and the LDL-oxidation in presence of Cu2+. In these experimental systems the ability of the compound to inhibit the lipid peroxidation induced by ROO. radicals and its chelating properties has been underlined. Moreover the phenol showed a protective effect in VERO cells against the tBH-induced reduction of the main membrane lipids. The vanillyl nonanoate exerted in vivo an important protective effect on the plasma and kidney lipid fraction of rats in a model of oxidative stress induced by a sub-lethal dose of ferric nitrilotriacetate (FeNTA), showing a more evident protection in the plasma compared to that observed in the kidney. From the obtained results, vanillyl nonanoate showed an interesting antioxidant activity in vitro and in vivo and taking into account that this phenolic compound exhibits the same biological activities of the natural capsiate, it can be considered an attractive antioxidant candidate for human use.