• solfuro di idrogeno
• agenti iperpolarizzanti
• canali al K+
• cellule di muscolatura liscia di aorta umana
• H2S-donors

L’attività elettrica delle cellule muscolari lisce vascolari è controllata da vari tipi di canale al K+, tra cui i canali del potassio Ca2+-attivati a larga conduttanza (BKCa), i canali del potassio sensibili all’ATP (KATP) e la famiglia dei canali del potassio voltaggio-dipendenti (Kv). Poiché coinvolti nel mantenimento del tono vasale, questi canali rappresentano dei potenziali bersagli terapeutici per il ripristino dei normali livelli di reattività vascolare là dove siano compromessi.
Con questo lavoro di tesi è stata studiata in vitro l’azione iperpolarizzante di potenziali attivatori di canali al potassio mediante una tecnica di misurazione elettrofisiologica indiretta che permette di registrare le variazioni del potenziale di membrana delle cellule muscolari lisce vascolari di aorta umana (HASMC). In modo particolare questo modello sperimentale ha richiesto l’utilizzo del bis(1,3-acido di barbiturico)-trimetin oxonolo DiBAC4(3), anione lipofilo in grado di diffondere nelle cellule, distribuendosi in modo nernstiano secondo il gradiente elettrico transmembranale, e di legarsi a membrane o proteine intracellulari acquisendo così un’incrementata fluorescenza. Al variare del potenziale di membrana la sonda si ridistribuisce all’interno della cellula. In modo particolare una depolarizzazione della membrana determina un maggiore influsso della sonda anionica all’interno della cellula provocando così un aumento di fluorescenza. Viceversa l’iperpolarizzazione, determinata ad esempio da un attivatore dei canali al potassio, viene registrata come una diminuzione in termini di fluorescenza. Là dove è stata riscontrata una risposta iperpolarizzante, è stata svolta un’indagine farmacodinamica, mediante l’utilizzo di specifici bloccanti, per identificare i canali vascolari significativamente coinvolti in tale meccanismo.
In modo particolare è stato valutato l’effetto elettrofisologico della (+/−) naringenina, un flavanone presente in numerose piante del genere Citrus, il cui profilo come BK-attivatore è già stato evidenziato in precedenti studi. I risultati ottenuti hanno mostrato che la (+/−) naringenina ha un effetto iperpolarizzante sulle cellule di muscolatura liscia di aorta umana ma con un meccanismo d’azione da attribuire soltanto in parte al canale BKCa.
Sono stati poi studiati K0CF7M, K0Ac7 e K0Et7, composti a struttura benzotiazinica di nuova sintesi, forniti dal Dipartimanto di Chimica e Tecnologia del farmaco dell’Università di Perugia, sviluppati come potenziali attivatori dei canali del potassio sensibili all’ATP (KATP). Due dei tre composti benzotiazinici, K0CF7M e K0Ac7, hanno mostrato di possedere un’attività iperpolarizzante con livelli di potenza submicromolari, confermando le considerazioni sulla SAR emerse in lavori precedenti. Inoltre la glibenclamide ha completamente antagonizzato gli effetti indotti dai composti in esame, dimostrando la prevalente implicazione dei canali KATP nella risposta osservata.
Infine sono stati investigati il benzoilisotiocianato e il fenilisotiocianato. Quest’ultimi sono prodotti commerciali dei quali, nel laboratorio dove è stato svolto questo lavoro di tesi, per la prima volta è stata dimostrata la capacità di rilasciare il solfuro di idrogeno, un importante mediatore endogeno che mostra effetti significativi sul sistema cardiovascolare in buona parte attribuibili all’attivazione dei canali KATP e Kv. In questo modello sperimentale il benzoilisotiocianato non ha portato in modo costante e coerente ad una risposta sul potenziale di membrana mentre il fenilisotiocianato ha mostrato una chiara e ripetibile azione iperpolarizzante. La risposta del fenilisotiocianato è stata antagonizzata non soltanto dalla glibenclamide, bloccante del canale KATP, ma anche da XE-991, bloccante selettivo dei canali Kv7, indicando che questi due canali rappresentano il bersaglio prevalentemente responsabile degli effetti vascolari di H2S.