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• pgc1 alfa
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• stress ossidativo

Lo stress ossidativo è una condizione patologica che insorge in presenza di uno sbilanciamento nella produzione e nell’eliminazione di radicali liberi, favorendo in particolare la formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e specie reattive dell’azoto (RONS). Per attenuare e contrastare questa condizione, l’organismo mette in atto dei meccanismi di difesa endogeni che portano all’attivazione di alcuni enzimi come la superossido dismutasi (SOD), la catalasi (CAT) e la glutatione perossidasi (GTPx). Insieme all’intervento di sistemi di difesa endogeni nel contrastare lo stress ossidativo, giocano un ruolo chiave anche molecole esogene in grado di inertizzare le specie radicaliche, come la vitamina E, la vitamina C, il resveratrolo, il β-carotene e le catechine estratte dal tè verde, che aumentano la capacità scavenging, ovvero antiossidante.
Oltre alle molecole appena descritte, uno strumento di principale importanza nel contrastare lo stress ossidativo è l’attività fisica. In particolare, l’esercizio fisico regolare offre una protezione antiossidante indiretta, migliorando l’attività degli enzimi antiossidanti prodotti per via endogena (SOD, CAT, GTPx), strettamente dipendente dall’intensità, dalla durata e dal tipo di attività fisica praticata. Infatti l’esercizio molto intenso o esauriente (acuto o prolungato), aumenta l’ossidazione e regola la difesa antiossidante con conseguente danno eccessivo alle macromolecole, mentre l’esercizio a bassa o moderata intensità (esercizi più ripetuti), migliora l’attività degli enzimi antiossidanti e di conseguenza abbassa i livelli di ROS generati e migliora l’adattamento cellulare allo stress successivo. In particolare, l'esercizio fisico regolare è in grado di migliorare la sensibilità all'insulina e il metabolismo lipidico, ridurre la pressione sanguigna e la viscosità del sangue, migliorare la produzione di ossido nitrico endoteliale e migliorare la sensibilità alla leptina, ormone proteico fondamentale nella regolazione dell’ingestione e nella spesa calorica, compreso l’appetito ed il metabolismo.
L’azione combinata di meccanismi esogeni, come l’integrazione con catechine e l’esercizio fisico regolare e di moderata intensità, agisce sull’espressione di proteine in grado di contrastare lo stress ossidativo, come la proteina sirtuina 1 (SIRT1) e il coattivatore 1 del proliferatore gamma del perossisoma (PGC1α).
SIRT1 è una proteina appartenente alla famiglia delle sirtuine che, come tutte le sirtuine, svolge un’azione di deacetilazione istonica. L'attivazione di SIRT1 aumenta le risposte antiossidanti contro la disfunzione mitocondriale dipendente dall'età e mediata da ROS, azione probabilmente mediata da fattori chiave di trascrizione correlati ad un’azione redox, come la proteina Forkhead box O (FOXO) e la proteina p53.
PGC-1α è invece un coattivatore trascrizionale che interagisce con molti fattori di trascrizione in diverse risposte biologiche, tra cui la biogenesi mitocondriale e il metabolismo del glucosio e degli acidi grassi. PGC-1α è il primo membro della famiglia PGC che si esprime molto dove i mitocondri sono abbondanti e il metabolismo ossidativo è attivo, incluso il tessuto adiposo bruno in cui troviamo un numero elevato di mitocondri, il cuore e il muscolo scheletrico.
Durante l’esercizio fisico in particolare avviene una maggiore produzione di specie reattive dell'ossigeno dovuta proprio ad una maggiore richiesta da parte dell’organismo di ossigeno. I ROS hanno dimostrato regolare molti coattivatori trascrizionali necessari per la biogenesi mitocondriale, incluso PGC-1α. I radicali liberi dunque stimolano il rilascio di molti coattivatori e fattori di trascrizione quali PGC1α, che svolge un ruolo centrale nella biogenesi mitocondriale e nel potenziamento degli antiossidanti, e AMPK, che invece risulta essere determinante nell’espressione di SIRT1 generando un fenomeno a cascata dettato da AMPK e SIRT1 che attivano PGC-1α mediante fosforilazione e deacetilazione e che a sua volta stimola il rilascio di SOD e GTPx per contrastare la produzione di radicali liberi.
L’esercizio fisico è dunque in grado di creare uno squilibrio ossidativo nell’organismo indispensabile per generare uno stimolo che permetta la maggiore espressione di SIRT1 e PGC1α.
Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato dunque quello di analizzare la capacità antiossidante e di valutare l’espressione delle proteine SIRT1 e PGC1α nel cuore, nel muscolo e nella corteccia frontale di ratti Wistar sottoposti ad integrazione con catechine e ad allenamento. Il cuore, il muscolo e la corteccia frontale sono stati prelevati post-mortem e sezionati. La corteccia è stata utilizzata per valutare la capacità antiossidante attraverso il saggio TOSC, mentre per valutare la presenza di SIRT1 e PGC1α nel cuore, nel muscolo e nella corteccia frontale dei ratti, è stata usata la tecnica di separazione elettroforetica in SDS-PAGE seguita da Western blot.
I dati raccolti sono stati sottoposti ad analisi statistica attraverso StatView, un programma che comprende l’analisi della varianza, il t-test e l’analisi di regressione lineare.
Dai dati ottenuti attraverso il saggio TOSC è emerso che l’esercizio fisico di moderata intensità, come dimostrato da studi riportati in letteratura, ha migliorato le difese antiossidanti aumentando la capacità antiossidante verso le specie radicaliche a livello cerebrale nella corteccia frontale.
Dai dati ottenuti attraverso SDS-PAGE e Western blot, si può osservare un aumento dell’espressione della proteina PGC1α in seguito a trattamento con catechine e ad un allenamento costante e moderato in particolare a livello della corteccia frontale, mentre rimangono invariati i livelli di PGC1α nel cuore e nel muscolo anche in seguito a trattamento con catechine e allenamento. I livelli della proteina SIRT1, come dimero, sono risultati essere aumentati in seguito a trattamento con catechine e ad un allenamento costante e moderato a livello del cuore, non mostrando invece alcuna variazione nella corteccia frontale e nel muscolo.
Nel complesso i dati ottenuti dimostrano che l’integrazione con catechine e l’esercizio fisico portano ad un aumento delle difese antiossidanti e ad un aumento della proteina PGC1α e SIRT1 nella corteccia frontale e nel cuore, rispettivamente.
In conclusione, lo studio eseguito vuole essere un punto di partenza per dimostrare la potenzialità dell’attività fisica e dell’integrazione della dieta con catechine nel migliorare quelle che sono le difese antiossidanti del nostro organismo e determinando una potenziale variazione nei livelli proteici di SIRT1 e PGC1α.