Le specie reattive dell’ossigeno (ROS) e l’ossido nitrico (NO) sono prodotti fisiologicamente durante il metabolismo cellulare. Tuttavia, una sovrapproduzione di ROS con esaurimento del sistema antiossidante provoca danno cellulare o morte se la lesione non può essere riparata (Forrester et al., 2018). Inoltre, la produzione incontrollata di NO da parte della ossido nitrico sintasi inducibile (iNOS) propaga il danno cellulare, a causa della sua reazione con ROS, che porta alla produzione di specie reattive dell’azoto altamente tossiche.
Il tratto gastrointestinale (GI) in particolare è costantemente esposto a molteplici stimoli esterni che favoriscono la formazione di ROS, come alcol, ioni di metalli pesanti e acidi grassi trans. Quando il sistema antiossidante intestinale viene sopraffatto si verifica un accumulo di ROS, che danneggia le cellule epiteliali intestinali. In caso di lesione, le cellule epiteliali rilasciano mediatori infiammatori, con conseguente chemiotassi e attivazione dei neutrofili polimorfonucleati e dei monociti/macrofagi che esprimono iNOS, producendo elevate quantità di NO. Ciò si traduce in un’ulteriore esacerbazione della lesione epiteliale e in una diminuzione della funzione di barriera dell’epitelio intestinale. La perdita della funzione di barriera aumenta la permeabilità intestinale, che attualmente si ritiene sia responsabile della patogenesi di malattie intestinali (ad esempio., malattie infiammatorie intestinali, sindrome dell’intestino irritabile, celiachia) e sistemiche (ad esempio, sclerosi multipla, steatosi epatica non alcolica, asma), poiché facilita il passaggio di batteri, tossine ed allergeni alla lamina propria subepiteliale o l’ingresso nella circolazione portale.
Pertanto, la modulazione della formazione di ROS e dell’attivazione di iNOS sono importanti meccanismi di base utili a garantire la protezione intestinale contro diversi stimoli e che possono promuovere un benessere fisiologico generale.
Il latte è un alimento ricco di nutrienti, che fornisce proteine di alta qualità e una gamma di micronutrienti essenziali. Inoltre, le proteine del latte sono riconosciute come una delle principali fonti di peptidi biologicamente attivi. Questi peptidi possono essere definiti come specifiche sequenze di aminoacidi (AA) che possiedono un’importanza fisiologica che va al di là dei puri fabbisogni nutrizionali e che possono infine influenzare la salute. Negli ultimi anni sono stati pubblicati alcuni studi che consideravano l’effetto di singoli peptidi del latte, ottenuti mediante digestione gastrointestinale simulata da caseine o da proteine del siero di latte, nel contrastare un aumento del livello di ROS nei monostrati di cellule intestinali Caco-2 esposti al perossido di idrogeno (H2O2), nonché la produzione di NO indotta da cellule macrofagiche RAW264.7 stimolate. Nel complesso, questi studi hanno dimostrato che i singoli peptidi derivati dal latte possono neutralizzare i ROS o attenuare la produzione di NO. Tuttavia, alcuni autori hanno evidenziato che, poiché gli alimenti non sono costituiti da singoli nutrienti, collegare un composto derivato dal cibo ad un effetto sulla salute è una scoperta importante ma non del tutto realistica; anche altri composti sono coinvolti nelle reazioni radicaliche fisiologiche, come l’AA libero, rilasciato dalle proteine, o altri costituenti del latte, come i minerali. Sono quindi necessarie ulteriori ricerche sui potenziali effetti sulla salute dei prodotti lattiero-caseari in parallelo con un approccio più tradizionale di studio degli effetti sulla salute dei singoli nutrienti (Giromini, Cheli, Rebucci e Baldi, 2019).
I test in vitro sono utili per studiare la modulazione dei ROS a livello intestinale utilizzando il modello cellulare Caco2/HT-29 stimolato da H2O2 dell’epitelio intestinale (Ferraretto et al., 2018), mentre la produzione di NO da parte di iNOS può essere saggiata utilizzando il modello di cellule macrofagiche RAW264.7 stimolate da LPS.
Uno studio condotto dall’Università di Porto, in Portogallo, utilizzando dei test in vitro mira a valutare il potenziale del latte scremato dopo digestione gastrointestinale nel neutralizzare un elevato livello di ROS e nell’attenuare la produzione di NO, nonché ad evidenziare il suo potenziale effetto citoprotettivo a livello del tratto intestinale.
L’impatto sulla modulazione dei ROS è stato valutato utilizzando una concentrazione non citotossica di perossido di idrogeno (H2O2) in una co-coltura di cellule intestinali Caco-2 e HT-29. In parallelo, è stata utilizzata una concentrazione citotossica di H2O2 per studiare l’effetto del latte digerito nei confronti dell’apoptosi cellulare indotta. Per quanto riguarda la produzione indotta di NO, è stata valutata utilizzando il modello di cellule macrofagiche RAW264.7 stimolate da lipopolisaccaride (LPS).
I risultati hanno mostrato che il latte digerito ha impedito l’aumento del livello basale di ROS nell’epitelio intestinale ed ha attenuato la produzione di NO da parte delle cellule dei macrofagi stimolate da LPS. Nel test di citotossicità indotta da H2O2, il latte digerito non esercitava protezione nei confronti dell’apoptosi, confermato dal fallimento nell’attenuazione della caspasi-3/7 attivata.
Effect of skimmed milk on intestinal tract: Prevention of increased reactive oxygen species and nitric oxide formation
Susana C.M. Pinho a, b, Miguel A. Faria a, Armindo Melo c, g, Edgar Pinto d, g, Agostinho Almeida e, Rui Alves f, Ana R.J. Cabrita b, António J.M. Fonseca b, Isabel M.P.L.V.O. Ferreira a, *
International Dairy Journal
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