• anti-inflammatory drugs
• farmaci antiinfiammatori
• invecchiamento mitocondriale
• mitochondria
• mitochondrial aging
• mitocondri

L'invecchiamento è una condizione associata ad un graduale decadimento della funzione fisiologica cellulare e alla perdita di integrità della cellula stessa.
I mitocondri, organelli strettamente coinvolti nel metabolismo energetico cellulare e nell’omeostasi della cellula, sembrano svolgere un ruolo essenziale nei processi di invecchiamento e di danno cellulare, associato a stati patologici.
La principale funzione fisiologica mitocondriale è la produzione di adenosina trifosfato (ATP), attraverso il processo della fosforilazione ossidativa. Tale funzionalità può essere valutata attraverso la misurazione del potenziale di membrana e l’osservazione dei parametri di respirazione mitocondriale.
Durante la senescenza, diversi meccanismi concorrono a determinare una riduzione dell’efficienza della respirazione mitocondriale. Infatti, mitocondri epatici isolati da ratti vecchi mostrano una riduzione di circa il 25% della velocità della fosforilazione ossidativa, rispetto ai mitocondri isolati da ratti giovani. Risultati analoghi si osservano in cellule senescenti appartenenti anche a tessuti diversi.
Attraverso la misurazione del potenziale di membrana di mitocondri isolati da un’ampia varietà di cellule, appartenenti anche a specie differenti, si evidenzia una significativa dissipazione del potenziale di membrana mitocondriale, con un decremento di circa 10 mV del potenziale basale, rispetto ai mitocondri di cellule giovani.
Il primo obiettivo della mia tesi è stato quello di mettere a punto un metodo per monitorare i parametri di respirazione mitocondriale, che insieme alla registrazione del potenziale di membrana mitocondriale, ci permettesse di valutare con accuratezza la funzionalità mitocondriale e l’efficienza della fosforilazione ossidativa in mitocondri epatici isolati da ratti senescenti, con riferimento ai dati ottenuti per i ratti giovani e ai dati già presenti in letteratura.
La respirazione mitocondriale è stata valutata attraverso l’utilizzo dell’elettrodo di Clark, sensibile all’ossigeno. Con tale approccio è stato possibile monitorare il consumo di ossigeno da parte dei mitocondri isolati, facendo riferimento ad importanti parametri, quali il rapporto del controllo della respirazione (RCR), l’indice di efficacia della respirazione (rapporto ATP/O) ed il rapporto FaseIII/FaseUC.
Il potenziale basale di membrana mitocondriale e la sua variazione in seguito all’aggiunta di agenti disaccoppianti sono stati registrati con un’ analisi potenziometrica, attraverso l’utilizzo di un mini-elettrodo sensibile al catione tetrafenilfosfonio (TPP+).
Il secondo obiettivo della mia tesi è stato valutare eventuali disfunzioni mitocondriali, associate al trattamento farmacologico per due settimane, di ratti senescenti con farmaci antinfiammatori, in particolare inibitori non selettivi delle ciclossigenasi, quali indometacina e diclofenac, ed inibitori COX-2 selettivi, quali celecoxib ed etoricoxib, comunemente utilizzati nel trattamento dell’artrosi.
L’utilizzo cronico di inibitori non selettivi delle ciclossigenasi è in grado di indurre una serie di effetti dannosi a livello della mucosa gastrointestinale. Nonostante rimangano ancora poco chiari i meccanismi biochimici alla base di tali effetti, le alterazioni nel metabolismo energetico mitocondriale sembrano essere strettamente coinvolte nel processo di danno cellulare.
Numerosi studi rilevano la capacità di tali farmaci di inibire o disaccoppiare la respirazione mitocondriale.
A causa dell’eccessiva difficoltà nell’isolare mitocondri in rese soddisfacenti alle necessità sperimentali, nonché “respiranti”, dal tessuto intestinale, ho utilizzato nel mio studio mitocondri epatici. Tuttavia, è comunemente accettato che non ci siano differenze significative tra i mitocondri isolati da organi differenti, nella loro risposta ad agenti disaccoppianti o ad inibitori del trasporto di elettroni nella catena respiratoria.
Il potenziale basale di membrana mitocondriale, osservato nei ratti giovani, è di circa -170 mV, in accordo con la letteratura. I mitocondri del ratto vecchio mostrano un decremento del potenziale (circa -150 mV), indicando una capacità energetica inferiore.
I mitocondri epatici ottenuti dai ratti giovani mostrano un indice dell’efficacia della fosforilazione (ATP/O) ed un rapporto del controllo della respirazione (RCR) in accordo con la letteratura. Gli stessi parametri risultano, invece, ridotti nei mitocondri epatici isolati dai ratti senescenti; confermando che il processo di invecchiamento è in grado di alterare la funzionalità bioenergetica mitocondriale.