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Nutraceutici e processi Neurodegenerativi

Fonte:

Curr Neuropharmacol. 2016 Aug; 14(6): 627–640.

Nutraceuticals against Neurodegeneration: A Mechanistic Insight

Vivekkumar P. Dadhania, Priyanka P. Trivedi, Ajit Vikram,and Durga Nand Tripathid,

I meccanismi biochimici alla base dei processi neurodegenerativi sono complessi, multifattoriali e non ancora completamente conosciuti; tuttavia una serie di evidenze suggeriscono dei pathways comuni alla base dei processi neurodegenerativi quali: la disfunzione mitocondriale, l’aumento del Ca2+ intracellulare, lo stress ossidativo ed i processi infiammatori. I nutraceutici sono sostanze attive presenti o derivanti da organismi vegetali che per la loro compatibilità biologica ed i loro ridotti effetti avversi possono essere utilizzati per la prevenzione dei processi neurodegenerativi. Nell’articolo verranno in particolar modo evidenziati i meccanismi neurotossici e neurodegenerativi alla base di patologie quali Alzheimer, Parkinson, Huntington, Sclerosi multipla e Sclerosi laterale amiotrofica.

Introduzione

Le malattie neurodegenerative sono tra le condizioni patologiche più debilitanti e spesso sono associate a mutazioni genetiche, accumulo abnorme di proteine, aumento delle specie ossidanti (ROS) o distruzione neuronale in specifici siti cerebrali [1-5]. Danni a carico dei mitocondri neuronali, aumento di Ca2+ intracellulare, produzione incontrollata di ROS ed infiammazione cronica sono stati riconosciuti quali meccanismi neurotossici [6-14]. Meccanismi in grado di alterare l’omeostasi del Ca2+ intracellulare dei mitocondri sono alla base di diverse patologie neurodegenerative [15-17]

Livelli di Ca2+ e danno neuronale

In generale, la concentrazione di Ca2+ extracellulare si attesta su valori millimolari, mentre quella intracellulare a livelli micromolari [18, 19-21]; è proprio questa differenza di gradiente di concentrazione che consente l’adeguata e la selettiva permeabilità della membrana plasmatica, l’attività delle pompe ATP-asi Calcio dipendenti e gli scambi sodio/calcio [17, 22, 23]. Eventi cellulari che compromettono l’integrità delle membrane plasmatiche o la funzionalità delle pompe uniporto ATPasi-Calcio- dipendenti, causano un aumento di Ca2+ intracellulare causando morte neuronale e quindi l’insorgenza di malattie neurodegenerative.

Stress Ossidativo e danno neuronale

L’eccessiva produzione di ROS (specie reattive dell’Ossigeno) dovuta a squilibri biochimici cellulari, causa condizioni di stress ossidativo [24]. ROS e RNS (specie reattive al Nitrogeno) sono riconosciuti come responsabili di danni cellulari e sono coinvolti in una serie di patologie neurodgenerative [14, 25, 26]. Il sistema nervoso è particolarmente suscettibile allo stress ossidativo per una serie di motivi: a) aumento del consumo di ossigeno dovuto ad un aumento della domanda di ATP; b) diminuzione delle riserve di antiossidanti; c) aumento dei lipidi polinsaturi particolarmente aggrediti dai radicali liberi; d) aumento dei livelli di metalli che catalizzano le reazioni ossido riduttive; e) presenza di aminoacidi e neurotrasmettitori in grado di produrre ROS [27-32]

Infiammazione e danno neuronale

Evidenze scientifiche suggeriscono un ruolo importante dei processi infiammatori alla base della fisiopatologia neurodegenerativa [33]. L’inizio e la conseguente diffusione di eventi neuro infiammatori sembrano essere dovuti ad interazioni tra glia, cellule immunitarie e neuroni. I macrofagi, presenti nel tessuto cerebrale di glia e microglia, giocano un ruolo fondamentale nell’attivazione dei processi infiammatori che vedono l’intervento di fattori pro-infiammatori quali citochine e chemochine [34] tramite la barriera emato-encefalica [35].

Ruolo dei Nutraceutici

Molti nutraceutici quali resveratrolo, acido α-lipoico, coenzima Q10, β-carotene, licopene, astaxantina e curcumina, antiossidanti particolarmente attivi contro le specie ossidanti per la loro attività scavenger dei radicali liberi, sono in grado inoltre di potenziare i meccanismi antiossidanti endogeni, chelare i metalli pesanti e ristabilire le corrette funzioni mitocondriali [36-38, 39-42].

La curcumina, marker attivo presente nel rizoma della Curcuma longa, è in grado di aumentare i livelli di Cu-Zn SOD (Rame-Zinco-Superossidodismutasi), enzima in grado di contrastare l’aumento di specie ROS intracellulari ed impedire la trasocazione di NF-kB, un fattore di trascrizione largamente coinvolto nei processi infiammatori [43].

L’acido α-lipoico, un altro potente regolatore mitocondriale, in vitro ed in vivo ha mostrato capacità neuroprotettive in condizioni di chemioterapia, ipossia, neurotossicità Aβ indotta, aumentando le funzioni mitocondriali [44-49]. L’acido α-lipoico è ora coinvolto in numerosi trials clinici in pazienti affetti da neuropatia diabetica [50] e neuropatia periferica associata alla chemioterapia [51].

L’astaxantina, caroteinoide riccamente presente nell’olio di krill, ha mostrato in colture cellulari capacità neuroprotettive nei confronti di specie reattive all’ossigeno (ROS) generate da perossido di idrogeno (H2O2) [52, 53].

Il Coenzima Q10 è un altro potente antiossidante che protegge le funzioni dei mitocondri neuronali in caso di ictus, epilessia, lesioni esocitotossiche striatali prodotte dalla tossina mitocondriale (Complesso II Inibitorio) e molti altri disordini neurodegenerativi [54, 55-57]. Trials clinici con Q10 hanno evidenziato effetti benefici nel trattamento dei disordini neurodegenerativi [58, 59].

Riferimenti

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