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Le patologie cardiovascolari, in particolare l’infarto del miocardio, risultano incrementate con l’invecchiamento, in più si osserva una minore tolleranza all’insulto ischemico da parte di cuori senescenti, e una perdita di efficacia delle strategie cardioprotettive. Come conseguenza si osserva anche un’aumentata vulnerabilità cellulare, riconducibile a una disfunzione dei mitocondri. In più sappiamo che i canali mitocondriali del potassio ATP-sensibili (mito-KATP) svolgono un ruolo fondamentale nella cardioprotezione da danno ischemico, tanto che la ricerca si è indirizzata verso lo sviluppo di attivatori sempre più selettivi verso questo target.
Recenti studi dimostrano che l’attivatore di riferimento dei canali mito-KATP, diazossido, perde la sua efficacia protettiva quando somministrato a cuori ottenuti da animali senescenti (Schulman et al., 2001), senza tuttavia fare alcuna speculazione sulle alterazioni fisiologiche responsabili di tale mancato effetto.
Pertanto, lo scopo della mia ricerca, è stato quello di valutare gli effetti sui parametri funzionali di mitocondri cardiaci ottenuti da animali giovani e senescenti, da parte di due attivatori dei canali mito-KATP, diazossido e F163.
Attraverso il primo protocollo sperimentale è stato valutato il potenziale di membrana mitocondriale (Δψm), in mitocondri isolati da ratto giovane e senescente in seguito all’aggiunta degli attivatori dei mito-KATP. L’analisi è stata condotta potenziometricamente con l’utilizzo di un mini-elettrodo sensibile al Tetrafenilfosfonio (TPP+), ione liposolubile che si distribuisce fra interno ed esterno del mitocondrio in relazione al potenziale di membrana, come descritto dall’equazione di Nernst.
Nella seconda parte della ricerca sono stati valutati i movimenti del K+ utilizzando una sonda fluorescente tallio-sensibile (catione K+-mimetico). Mediante questo approccio sperimentale sono stati osservati, attraverso l’analisi spettrofluorimetrica, i flussi di ioni Tl+ indotti dagli attivatori dei mito-KATP, diazossido e F163, e indotti dalla valinomicina (ionoforo del K+, usato come riferimento) nel ratto giovane e nel ratto senescente.
Nell’ultima parte della tesi, sono stati analizzati i movimenti del Ca++ attraverso la membrana mitocondriale nel ratto giovane e nel ratto senescente con l’utilizzo degli attivatori dei canali mito-KATP, diazossido e F163. L’analisi è stata condotta potenziometricamente con l’utilizzo di un mini-elettrodo sensibile al Ca++.
Il lavoro ha permesso di identificare che la maggiore vulnerabilità al danno da ischemia/riperfusione tipica negli animali senescenti può risiedere in un cattivo funzionamento del mitocondrio, dovuto ad una alterata gestione dei flussi di K+ tra citosol e matrice mitocondriale.
Tale alterazione sembra avere pesanti ripercussioni sul corretto funzionamento dei canali mito-KATP, che rappresentano un fondamentale meccanismo endogeno di protezione da danno da ischemia/riperfusione.