Diabete e stress ossidativo: è ufficiale, le difese antiossidanti sono vitali

Il diabete mellito di tipo 1 e di tipo 2 (T1DM e T2DM) sono causati dalla perdita di beta (β) e dalla compromissione funzionale. L’identificazione dei meccanismi di morte delle cellule beta e gli interventi terapeutici per migliorare la loro sopravvivenza, sono essenziali per i futuri passi della prevenzione e il trattamento del diabete. Lo stress ossidativo è una caratteristica comune di T1DM e T2DM; sono stati rilevati markers elevati dello stress ossidativo nel sangue, nelle urine e nei tessuti, incluso il pancreas dei pazienti diabetici. Il trapianto di isole è un trattamento promettente per il diabete. Tuttavia, l’esposizione a stress e ischemia-riperfusione durante l’isolamento e il trapianto provoca la perdita di isole mediante generazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Gli enzimi antiossidanti intracellulari umani e le molecole correlate sono difese essenziali contro ROS. I livelli di enzimi antiossidanti tra cui la superossido dismutasi (SOD), la catalasi e la glutatione perossidasi (GPX) hanno dimostrato di essere bassi nelle cellule delle isole. Tuttavia, poco si sa circa l’espressione e la funzione degli enzimi antiossidanti all’interno dei sottoinsiemi delle cellule delle isole.

Ecco perché campioni di pancreas umano da T1DM, T2DM e donatori non diabetici, tutti deceduti, sono stati raccolti da un team di ricerca del Cell Transplant Center, Diabetes Research Institute, Università di Miami, per studiare la capacità delle loro cellule di resistere al trapianto nei topi diabetici. Un sottoinsieme di isole è stato coltivato in coltura ed esposto allo stress ossidativo con perossido di idrogeno e generatori di ossido di azoto. Prima di tutto, è stato scoperto che le cellule alfa sono più dotate di enzimi antiossidanti rispetto alle cellule beta (SOD2, CAT, GPX1) e l’esposizione allo stress ossidativo uccide le beta-cellule più facilmente rispetto alle cellule alfa. Nello specifico, la catalasi è presente solo nel 15% della popolazione di cellule beta, e la GPX1 è comunque più prevalente nelle cellule alfa. La SOD2 sembra essere ugualmente bassa nei due tipi cellulari. Questo spiegherebbe, almeno parzialmente, perchè il trapianto sperimentale di isole pancreatiche ha sempre questo successo così basso di attecchimento in modelli animali o pre-clinici umani. Non solo, potrebbe rendere conto della vulnerabilità delle cellule beta che hanno di per sè, per la futura comparsa di diabete.

Un altro gruppo di ricerca dell’Istituto di Scienze Farmacologiche dell’Università di Tehran, invece, ha studiato gli effetti dell’acido lipoico nelle isole pancreatiche invecchiate per sondare gli effetti sullo stress ossidativo e la loro capacità di rigenerazione. Dopo esposizione in vitro con acido lipoico di isole pancreatiche prelevate da campioni umani, i ricercatori hanno potuto vedere che immediatamente le cellule beta sopprimevano la presenza di due proteine marker dello stress ossidativo, p38RK e p53. Contemporaneamente, le corte cellulari di antiossidanti (glutatione, GSH) e la presenza nel nucleo dilla proteina Pdx1 sono quasi raddoppiate. Pdx1 è una fattore legante il DNA che serve alle cellule pancreatiche per maturare e fabbricare insulina. La sua presenza è stata trovata maggiormente nelle isole pancreatiche invecchiate trattate con acido lipoico, rispetto a quelle non trattate. Queste ultime, invece, non hanno rilasciato così tanta insulina come quelle trattate con acido lipoico.

E’ interessante ricordare che l’acido lipoico è un fattore vitamino-simile che il nostro corpo produce naturalmente. Esso serve ad alcune reazioni del metabolismo degli zuccheri e dei grassi, ed è prescritto dai diabetologi ai pazienti diabetici che sono ad alto rischio di sviluppare la neuropatia periferica. Non è un’assurdità, perciò, affermare che le prossime terapie anti-diabetiche o preventive del diabete nel futuro, possano basarsi sulla manipolazione delle difese antiossidanti.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Miki A et al. PLoS One. 2018 May 3; 13(5):e0196570.

Nobakht-Haghighi N. Mol Cell Biochem. 2018 Apr 25.

Singh S et al. Biochim Biophys Acta. 2018 Apr 6.

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Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2484 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it