Importanza di una adeguata ossigenazione tissutale Anergia vs Energia cellulare – Melcalin O2

//Importanza di una adeguata ossigenazione tissutale Anergia vs Energia cellulare – Melcalin O2

Importanza di una adeguata ossigenazione tissutale Anergia vs Energia cellulare – Melcalin O2

Introduzione

L’ossigeno è un elemento essenziale per il nostro organismo, viene trasportato dall’aria respirata alle cellule del corpo dove è utilizzato per i processi metabolici. La sua mancanza porta ad un anomalo accumulo di scorie metaboliche all’interno del corpo; questo accade perché le cellule ottengono energia dal cibo attraverso la respirazione cellulare che consiste in una serie di reazioni che terminano con la formazione di energia sotto forma di ATP (adenosina trifosfato). Senza un adeguato apporto di ossigeno si ha una carente produzione di energia per cui non saranno più eliminate in modo efficace le scorie metaboliche e le tossine ambientali dall’organismo.

Il trasporto di ossigeno nell’organismo viene garantito dall’emoglobina tuttavia il problema del suo  trasferimento alle cellule è rappresentato dalla solubilità nello strato lipidico cellulare. Il passaggio dell’ossigeno dal siero allo strato lipidico può essere promosso dai catalizzatori di trasporto di fase o PTC: sostanze capaci di legare l’ossigeno e di trasportarlo al meglio ai tessuti. Determinate sostanze naturali presenti nelle alghe marine brune, come gli alginati, sono in grado di formare in un primo momento chelati con minerali essenziali come ferro, manganese e magnesio e poi di legare l’ossigeno, aderire alle pareti delle cellule e il trasferivi la molecola2,3,4,5,6,19,20 in modo tale da assicurare un sufficiente apporto di ossigeno.

Importanza dell’ossigeno

La carenza di ossigeno rappresenta un serio problema per la cellula, infatti un’inadeguata ossigenazione provoca una diminuzione nel metabolismo cellulare (BMR-)1; le cause vanno ricercate nella scarsa qualità dell’aria (dovuta ai gas di scarico, emissioni e fumo), in tecniche di respirazione scorrette (si è visto che la maggior parte delle persone utilizza solo il 15% della propria capacità polmonare pertanto si avrà una scarsa ossigenazione ematica-acidosi reaspiratoria), nella scarsa attività aerobica (sedentarietà), in una inadeguata ventilazione polmonare (ad esempio a causa di una broncopneumopatia cronica ostruttiva), nell’anemia, nell’asma ecc.

Il trasporto dell’ossigeno dai polmoni ai tessuti è un processo importante che consente le reazioni di fosforilazione ossidativa nei mitocondri, importanti affinché venga formata ATP. L’adenosina trifosfato (ATP) formata durante la fase finale della respirazione cellulare serve come combustibile per mantenere l’omeostasi e il metabolismo cellulare. Quando si verifica una carenza di ossigeno le riserve di ATP vengono consumate a poco a poco; la velocità alla quale si manifesta la deplezione e il successivo danno cellulare dipendono sia dalle esigenze tissutali di ossigeno sia dalla capacità di formare ATP dal metabolismo anaerobico. Tuttavia, la produzione anaerobica di ATP è spesso insufficiente a soddisfare le esigenze metaboliche e quindi il danno cellulare viene solo ritardato ma non evitato: ogni volta che la domanda cellulare supera l’offerta di ossigeno possono verificarsi, a seconda del grado e della durata della privazione di ossigeno, disfunzioni d’organo e danni irreversibili7.

Studi recenti hanno evidenziato che le cellule sono in grado di sopravvivere a periodi di ossigenazione inadeguata grazie a una serie di adattamenti che comprendono modifiche del metabolismo, del trasporto di membrana e dell’espressione genica8; quando le  cellule endoteliali sono esposte a moderate condizioni di ipossia si assiste a una maggior produzione di molecole quali il fattore di crescita vascolare endoteliale (VEGF)-A e l’ossido nitrico sintasi endoteliale (eNOS) che promuovono la sopravvivenza e la proliferazione cellulare. Al contrario, se i livelli di ossigeno diminuiscono ulteriormente, vengono attivati i processi apoptotici. L’ipossia ha quindi due azioni contrastanti sull’attività cellulare che dipendono dalla quantità di ossigeno disponibile9,10. Qualora la quantità di ossigeno scenda troppo o il periodo di carenza si protragga a lungo si riscontrano importanti cambiamenti sull’attività cellulare per esempio, a carico della muscolatura liscia viscerale si assiste a una caduta nel tono muscolare: i movimenti fini ritmici mostrati dalla muscolatura liscia in condizioni fisiologiche persistono per un po’ di tempo in assenza di ossigeno ma poi vanno via via diradandosi fino a scomparire al persistere di una condizione di anossia11.

Recentemente sono stati osservati gli effetti negativi di una ridotta tensione di ossigeno sulla crescita di alcune linee cellulari: le cellule T hanno mostrato una riduzione del ciclo vitale e ridotte capacità proliferative in presenza di una diminuita tensione di ossigeno rispetto a cellule coltivate in condizioni standard; anche le capacità proliferative di altre linee cellulari ad esempio quelle delle cellule renali e di cellule insulino-secernenti sono state soppresse in presenza di una ridotta disponibilità di ossigeno inoltre questa ridotta attività cellulare è accompagnata anche da modifiche nella struttura del DNA12. Pertanto minore è l’ossigenazione tissutale e più la cellula sarà indirizzata verso una serie di meccanismi che inducono l’apoptosi (FFM, Tbprotein, visceral organs, Skeletal muscle FFM)1,13.

E’ quindi chiaro che una buona ossigenazione è essenziale per mantenere in salute le cellule; ci sono situazioni nelle quali è necessaria una maggior presenza di ossigeno come ad esempio nel processo di guarigione di una ferita: la guarigione prevede varie fasi tra cui la deposizione della matrice cellulare, l’angiogenesi e la crescita di nuovo tessuto; tutte le attività cellulari sono fortemente legate ai livelli di ossigeno tissutale. Studi sperimentali hanno evidenziato come colture cellulari endoteliali e di fibroblasti esposte ad un aumento della pressione parziale di ossigeno siano state in grado di manifestare una rapida proliferazione14. Anche moderne ricerche che hanno impiegato sostanze in grado di incapsulare e trasportare ossigeno ai tessuti confermano che il trasporto di ossigeno tissutale porta ad un miglioramento delle attività e della vitalità cellulare15, in altre ricerche viene confermata la relazione lineare esistente tra concentrazione di ossigeno e vitalità cellulare: all’aumentare della concentrazione di ossigeno si assiste ad un miglioramento della  vitalità cellulare16: anergia vs energia cellulare.

Trasporto di ossigeno ai tessuti: PTC

Il trasporto di ossigeno alle cellule viene garantito dall’emoglobina, una proteina globulare di struttura quaternaria contenente ferro; la sua molecola è simile a quella della clorofilla, sostanza presente nelle piante che conferisce il colore verde e che svolge un ruolo importante nel processo di fotosintesi. Data questa somiglianza si è pensato di costruire delle molecole in grado di mimare l’azione dell’emoglobina. I PTC o catalizzatori di trasporto di fase sono strutture complesse in cui cationi bivalenti possono essere intrappolati in catene di alginati (vd. Melcalin O2: trasporto di ossigeno e chelazione di metalli pesanti www.portaledinu.it/press), questo complesso molecolare è poi in grado di legare l’ossigeno e di trasferirlo alle cellule. Il trasferimento di ossigeno tramite i PTC migliora l’ossigenazione cellulare e di conseguenza il metabolismo aerobico è accelerato, diversamente una carenza di ossigeno cellulare causa alterazioni nella proliferazione cellulare e nel DNA poiché il tasso di ossigeno influenza il metabolismo cellulare, l’espressione genica e stato energetico delle cellule.

Conclusioni

Di tutti gli elementi chimici, l’ossigeno è il più importante per il corpo umano. Senza ossigeno riusciremo a sopravvivere solo per pochi minuti poiché quasi tutte le attività del corpo dalla funzione del cervello all’eliminazione delle sostanze del catabolismo sono regolate da questo importante elemento17.

Tuttavia, sebbene l’ossigeno sia il substrato che le cellule utilizzano in grande quantità e su cui dipendono sia il metabolismo aerobico che l’integrità cellulare, i tessuti non riescono a stoccarlo. Il trasporto di ossigeno dall’aria ambientale ai mitocondri delle singole cellule avviene attraverso una serie di passaggi; Il cuore, i polmoni e il sistema circolatorio lavorano in sinergia per catturare l’ossigeno atmosferico e trasportarlo ai tessuti dove le cellule devono estrarlo dall’ambiente extracellulare per utilizzarlo in modo efficiente nei processi metabolici (metabolismo aerobico). Quando per svariati motivi questa fornitura risultasse carente anche solo per pochi minuti, l’ipossiemia tissutale così determinata causa sviluppo di un metabolismo anaerobico che può essere sostenuto per un breve periodo di tempo dopodiché la cellula sarà destinata all’apoptosi18. Pertanto un adeguato apporto di ossigeno ai tessuti è di vitale importanza per evitare danni cellulari irreversibili. La supplementazione alimentare con Melcalin O2 risulta una strategia utile che sfrutta le proprietà naturali degli alginati (composti che derivano dalla parete delle alghe) di chelare certi tipi di metalli e successivamente, il complesso formatosi è in grado di legare l’ossigeno per poterlo poi trasportare e cedere ai tessuti garantendo una adeguata ossigenazione cellulare, indispensabile affinchè i processi metabolici possano svolgersi in modo fisiologico.

Bibliografia

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Importance of adequate tissue oxygenation Cellular Anergy vs. Cellular Energy – Melcalin O2

Author: Dario Boschiero, Laura Converso  – Rev. 0   Date: 06/10/2012

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