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Cataratta: il ruolo di vitamina C e colesterolo nella sua comparsa

Introduzione

Con una popolazione che invecchia e diabetica, il numero di persone con le principali malattie degli occhi è in aumento e si prevede che la perdita della vista negli anziani sarà un grave problema di salute pubblica. La cataratta o l’opacità del cristallino è la principale causa di cecità ed è responsabile del 51% della cecità globale. L’età è un importante fattore di rischio per la cataratta, con la malattia che progredisce gradualmente, che compare per prima nella quarta o quinta decade, ma non influisce sulla vista fino alla sesta decade. Il diabete è un altro fattore di rischio, con i pazienti diabetici 2-5 volte più a rischio di sviluppare la cataratta e in età precoce. L’unico trattamento disponibile per la cataratta è la chirurgia. Ciò comporta la sostituzione della lente cataratta con una lente di plastica artificiale che ripristina efficacemente la vista. Tuttavia, l’insufficienza di strutture chirurgiche nei paesi poveri e in via di sviluppo e lunghe liste di attesa nei paesi sviluppati significa che sono necessarie alternative alla chirurgia della cataratta. È stato calcolato che ritardare di 10 anni l’insorgenza della cataratta dimezzerebbe la sua incidenza e quindi ridurrebbe la necessità e il costo associato alla chirurgia della cataratta. A causa della comprovata associazione tra cataratta del cristallino e danno ossidativo, l’integrazione di antiossidanti è stata promossa come strategia di trattamento per rallentare la progressione della cataratta. Tuttavia, l’integrazione di antiossidanti si è dimostrata ampiamente inefficace come terapia anti-cataratta.

Epidemiologia

La cataratta è la principale causa di cecità che rappresenta il 51% della cecità globale. Data la nostra popolazione globale che invecchia, i costi sociali ed economici della cataratta sono piuttosto sconcertanti e la domanda di chirurgia della cataratta supera di gran lunga le limitate risorse di sanità pubblica. Nel 2010, c’erano 10,8 milioni di ciechi per cataratta, con questo numero che dovrebbe aumentare a 40 milioni nel 2025 con la crescita e l’invecchiamento della popolazione, con maggiori aspettative di vita. In molti paesi, la chirurgia della cataratta rimane una delle procedure più comunemente eseguite, con ~ 8 milioni di operazioni di cataratta eseguite ogni anno in tutto il mondo con ulteriori ~ 10 milioni di persone aggiunte a un sistema arretrato a causa della mancanza di servizi di chirurgia della cataratta appropriati nelle aree di bisogno. Sebbene la maggior parte delle cataratte siano dovute al processo di invecchiamento, i bambini possono nascere con la condizione come risultato di una condizione genetica ereditaria, oppure una cataratta può svilupparsi a seguito di una condizione medica come il diabete, altre malattie degli occhi, lesioni, o precedenti interventi chirurgici agli occhi come la vitrectomia.

Eziologie della cataratta

Cause genetiche

La cataratta può anche comparire prima nella vita a causa di mutazioni genetiche. Le proteine della lente, αA- e αB-cristalline, sono proteine chaperone che hanno ruoli importanti nel mantenere la solubilità delle proteine per prevenire la formazione di cataratta. Le mutazioni nei geni CRYAA e CRYAB cristallina sono associate a cataratta umana ad esordio precoce autosomica dominante. Le cataratte congenite, che sono state collegate alle mutazioni del gene della cristallina, compaiono presto nella vita e rappresentano circa il 30% della cecità infantile. La mutazione arginina-49-cisteina (R49C) è associata a cataratta congenita e a una perdita dell’attività di chaperone della proteina CRYAA. Allo stesso modo, la mutazione arginina-120-glicina (R120G) è collegata a cataratta a esordio precoce, perdita della funzione di chaperone della proteina CRYAB e miopatia. Sebbene siano stati riportati studi sui cambiamenti proteomici e genomici che si verificano nella cataratta, gli studi sulla metabolomica sono molto limitati.

Il ruolo del diabete

Il diabete porta a varie complicazioni tra cui la cataratta e con una crescente prevalenza globale del diabete, l’incidenza della formazione di cataratta è in aumento. I pazienti diabetici hanno maggiori probabilità di contrarre la cataratta in età precoce con cataratta che progredisce più velocemente nei diabetici rispetto ai non diabetici. La patogenesi della cataratta diabetica è attribuita all’accumulo dell’osmolita impermeabile, il sorbitolo, prodotto dall’eccesso di glucosio dall’enzima aldosio reduttasi (ALR), che dà inizio allo stress osmotico. Ciò si traduce in accumulo di liquidi, gonfiore delle cellule delle fibre del cristallino e liquefazione dei tessuti.

Prove più recenti suggeriscono che l’iperglicemia si traduca in una maggiore attività dei polioli che genera stress osmotico e ossidativo nel cristallino diabetico. Ciò offre una spiegazione per il lento sviluppo della cataratta che si osserva tipicamente nella maggior parte dei pazienti diabetici adulti. Sebbene inizialmente l’iperglicemia provochi uno stress osmotico, il cristallino è in grado di regolare il suo volume attraverso un meccanismo osmoregolatorio che può accogliere piccoli cambiamenti nella pressione osmotica. Nel tempo, tuttavia, la capacità della lente di regolare attivamente il proprio volume viene compromessa, a causa del danno ossidativo alle vie che regolano il volume delle cellule, con conseguente zona localizzata di liquefazione dei tessuti.

Il mioinositolo aiuta a regolare importanti funzioni cellulari compresa l’omeostasi del glucosio. In particolare, bassi livelli di mio-inositolo sono associati al diabete e ai percorsi di segnalazione cellulare interrotti, inclusi i segnali di inositolo trifosfato (IP3) e fosfatidilinositolo fosfato lipidico (PIP2/PIP3). Il mio-inositolo contribuisce anche alla crescita e alla sopravvivenza delle cellule. La salute delle lenti dipende anche dal mio-inositolo. Le lenti hanno un trasporto del mioinositolo sodio-dipendente e alti livelli di mioinositolo causano stress osmotico che contribuisce alla formazione della cataratta. Bassi livelli di mio-inositolo si verificano nei ratti diabetici con cataratta, ma possono essere risolti con modifiche della dieta. Sebbene un effetto osmotico possa spiegare i cambiamenti fisici nel cristallino che portano alla formazione di cataratta, l’accumulo di sorbitolo in altri tessuti e le conseguenti complicanze diabetiche sono associati alla deplezione del mio-inositolo e all’interruzione dell’attività Na+/K+ ATPasi.

Il ruolo della carenza di vitamina C

La vitamina C (nota anche come L-ascorbato o acido L-ascorbico) è presente nel cristallino e negli umori oculari circostanti, che bagnano il cristallino a una concentrazione 50 volte superiore a quella che si trova nel plasma. Agisce come una “protezione solare” fisiologica per proteggere la lente dai danni ossidativi indotti dai raggi UV (luce ultravioletta) e per rigenerare la vitamina E e il glutatione per aumentare ulteriormente la capacità antiossidante. Con l’avanzare dell’età, i livelli di vitamina C nel cristallino diminuiscono e una diminuzione della vitamina C nel cristallino è associato all’aumento della gravità della cataratta. Il consumo di vitamina C aggiuntiva nella dieta può aumentare la concentrazione di vitamina C nel cristallino e vi sono prove che l’incidenza della cataratta può essere maggiore nelle persone che hanno una bassa concentrazione plasmatica di vitamina C. Ciò indica che l’integrazione di vitamina C può aiutare a reintegrare e ripristinare i livelli di vitamina C con l’avanzare dell’età per proteggersi dalla cataratta.

Il ruolo della vitamina C nell’occhio

Nell’uomo, le elevate concentrazioni di vitamina C nell’umore acqueo, unitamente alla sua capacità di assorbire la luce UV, hanno portato al suo riferimento come fisiologico “crema solare”, prevenendo la penetrazione dei raggi UV e danni ossidativi fotoindotti ai tessuti. La vitamina C è efficace nell’eliminare o estinguere l’anione radicale superossido, il perossido di idrogeno, il radicale idrossile, l’ossigeno singoletto e l’ossido di azoto reattivo, con diversi studi che riportano che la vitamina C nell’umore acqueo agisce per proteggere la cornea, il cristallino e altri tessuti oculari contro i danni ossidativi. La vitamina C protegge anche i poteri riducenti di altri antiossidanti come l’α-tocoferolo (vitamina E) salvando i radicali α-tocoferil nelle membrane. Nel cristallino, la vitamina C ha dimostrato di svolgere un ruolo nella prevenzione della perossidazione lipidica di membrana e nella protezione contro il danno ossidativo indotto dalla luce alla pompa Na/K ATPasi. Dati gli effetti protettivi della vitamina C nel cristallino e il legame tra una diminuzione della vitamina C con l’aumentare dell’età e con l’aumento della gravità della cataratta, non sorprende che esistano numerosi studi che indagano la relazione tra vitamina C e rischio di cataratta. Esiste una serie di eccellenti recensioni approfondite su integrazione vitaminica, dieta e cataratta nelle popolazioni umane.

Studi umani a supporto

Dato il ruolo dello stress ossidativo nella catarattogenesi, non sorprende che il ruolo dell’assunzione di antiossidanti e della cataratta nelle popolazioni umane sia stato ampiamente studiato. Mentre alcuni studi generalmente supportano l’associazione un aumento dell’assunzione di vitamina C e altri nutrienti antiossidanti con un ridotto rischio di cataratta, gli studi clinici a lungo termine non tendono a supportare questa conclusione, indicando che la vitamina C ha avuto poco o nessun beneficio per la durata del trattamento fino a 6,5 anni. Lo studio sulle malattie degli occhi legate all’età (AREDS) in cui i partecipanti (4629 partecipanti di età compresa tra 55 e 80 anni) sono stati assegnati in modo casuale a ricevere compresse orali giornaliere contenenti antiossidanti (vitamina C, 500 mg; vitamina E, 400 UI; e beta carotene, 15 mg) o senza antiossidanti hanno scoperto che una formulazione ad alto dosaggio di vitamina C, vitamina E e beta carotene in una coorte di anziani ben nutriti non ha avuto alcun effetto sul rischio di sviluppo o progressione di qualsiasi tipo di cataratta.

Il Roche European American Cataract Trial (REACT) condotto nel Regno Unito e negli Stati Uniti in cui i partecipanti (445 partecipanti di età superiore ai 40 anni) hanno ricevuto una miscela giornaliera di antiossidanti orali (beta-carotene 18 mg; vitamina C, 750 mg; e vitamina E, 600 mg) hanno riscontrato benefici modesti nella coorte americana ma nessun beneficio significativo nel ridurre il rischio di progressione nella coorte inglese. Nell’India Study of Age-related Eye Disease (INDEYE), che ha esaminato l’associazione tra vitamina C e cataratta correlata all’età nella popolazione indiana, la vitamina C plasmatica e la vitamina C alimentare erano inversamente associate alla cataratta con gli autori che hanno evidenziato che questa forte associazione con vitamina C e cataratta in una popolazione impoverita di vitamina C può in parte spiegare gli alti livelli di cataratta in India. Lo studio European Eye Study (EUREYE) ha studiato la relazione tra cataratta, assunzione di frutta e verdura e livelli alimentari e sanguigni di carotenoidi più vitamine C ed E in una popolazione spagnola. Assunzioni giornaliere elevate di frutta e verdura e vitamine C ed E sono state associate a una prevalenza significativamente ridotta di cataratta o chirurgia della cataratta con assunzioni giornaliere di vitamina C nella dieta superiore a 107 mg inversamente associate a probabilità ridotte di cataratta.

Il ruolo del colesterolo

Le lipoproteine ​​ad alta densità (HDL) sono un insieme di biomolecole, che svolgono diversi ruoli metabolici, regolatori e omeostatici nel corpo umano. Le particelle HDL hanno una composizione biochimica eterogenea, accompagnata da proprietà fisiologiche e biochimiche distinte che possono essere alterate in diversi stati patologici, condizioni patologiche, dalla variazione genetica e attraverso la dieta controllabile e cambiamenti dello stile di vita. Uno di questi componenti è il colesterolo e, quindi, in questo manoscritto ci riferiamo alla porzione di colesterolo trasportata all’interno delle particelle HDL come colesterolo lipoproteico ad alta densità (HDL-C). Nonostante la conoscenza sempre crescente dell’HDL-C, il ruolo preciso dell’HDL-C nelle malattie oculari legate all’età non è completamente compreso. La maggior parte della letteratura attuale si concentra sulle associazioni tra malattie oculari e la più ampia categoria delle dislipidemie. Dopo aver esaminato la letteratura attuale, sembra che la maggior parte degli studi riferisca una bassa concentrazione sierica di HDL-C come fattore di rischio per la cataratta correlata all’età.

Meyer et al. ha notato un’associazione molto forte tra HDL-C sierico e sviluppo di opacità del cristallino nella popolazione sudafricana. I soggetti con HDL-C sierico <1,5 mmol / L hanno probabilità sette volte di cadere nel sottogruppo della cataratta rispetto a quelli con livelli di HDL-C ≥ 1,5 mmol / L. Nel 2014, uno studio trasversale su una popolazione coreana rappresentativa ha riportato che livelli ridotti di HDL-C erano significativamente associati alla cataratta nelle donne. Il Blue Mountains Eye Study ha descritto che un basso HDL-C era significativamente associato con una maggiore incidenza di cataratta corticale al follow-up di 10 anni dei partecipanti australiani. I meccanismi fisiopatologici che collegano il C-HDL sierico, o anche l’iperlipidemia, con la cataratta correlata all’età rimangono poco chiari, sebbene studi sugli animali abbiano dimostrato che lo stress ossidativo e l’infiammazione risultanti da bassi livelli di C-HDL potrebbero indurre la formazione di cataratta.

Un legame tra il metabolismo del colesterolo e la cataratta deriva anche dalla genetica: alcune malattie genetiche, infatti, indicano un’associazione tra cataratta e difetti degli enzimi necessari al metabolismo del colesterolo. Uno di questi, la sindrome di Smith-Lemli-Opitz, è una malattia genetica che deriva dalla mancanza della sintesi finale del colesterolo e dall’elevato accumulo di 7- e 8-deidrocolesterolo. I bambini con sindrome di Smith-Lemli-Opitz e livelli di colesterolo anormalmente bassi sono mentalmente carenti e hanno la cataratta. La cataratta è un fenotipo nello spettro clinico riconosciuto non solo per la sindrome di Smith-Lemli-Opitz, ma anche per altre malattie genetiche con mutazione negli enzimi di sintesi del colesterolo, come l’aciduria mevalonica, la xantomatosi cerebrotendinea e la condrodisplasia punctata dominante legata al cromosoma X. Pertanto, la cataratta è comune nelle malattie genetiche con errori nel percorso di sintesi del colesterolo.

E’ anche possibile che il colesterolo, come tale o metabolita o come complesso lipoproteico HDL, possa esercitare il suo ruolo patogenetico nella cataratta umana, attraverso lo stress ossidativo legato allo stile di vita. Una alimentazione ricca di carboidrati (dieta occidentale), l’abuso di alcolici, il tabagismo e l’esposizione visiva a sorgenti di luce blu (cellulari, tablets e simili) sono fonti di stress ossidativo sia diretto per gli occhi, che per l’abbassamento delle scorte circolanti di principi antiossidanti protettivi. Una carenza di ascorbato, vitamina E, selenio e polifenoli è relativamente comune; basti pensare che tutte queste sostanze si ritrovano in una dieta naturale sana, e che subiscono riduzioni significative legate agli odierni stili di vita.

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

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency 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. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents 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 e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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