Il doppio volto dell'ossigeno: impatto dell'iperossia e dell'ipossia a livello molecolare ed implicazioni fisiopatologiche

L’ossigeno è un elemento essenziale per la vita sulla Terra ed è stato determinante per lo sviluppo di forme di vita sempre più complesse. Al fine di mantenere l’omeostasi e garantire il corretto funzionamento fisiologico, l’organismo necessita di una regolazione precisa delle concentrazioni di ossigeno a livello cellulare e tissutale, evitando condizioni di carenza o di eccesso che favoriscono lo sviluppo di diverse patologie. Per approfondire le conseguenze causate da livelli di ossigeno alterati ho sviluppato due modelli sperimentali distinti. Nel primo modello sperimentale ho indagato, in vivo, l’effetto dell’iperossia sullo sviluppo intestinale e valutato il potenziale ruolo protettivo di un agonista del recettore β3-adrenergico (β3-AR), BRL37344. Lo scopo del secondo modello è stato quello di esaminare i meccanismi molecolari attraverso cui la relassina (RLX) esercita un effetto protettivo contro il danno da ischemia/riperfusione (I/R), focalizzando l’attenzione sul possibile coinvolgimento della via AMPK/SIRT1 in un modello in vitro. I dati ottenuti dal primo modello sperimentale evidenziano che l’esposizione all’iperossia determina una riduzione delle cellule esprimenti β3-AR+ nel colon e nell’ileo, alterazione della produzione di muco, danni a livello dell’epitelio ileale come disorganizzazione dei villi e perdita delle giunzioni aderenti e squilibrio del coding neuronale a livello del colon. In generale la somministrazione con BRL37344 previene queste alterazioni, suggerendone il potenziale utilizzo clinico nella prevenzione dei danni a livello dell’epitelio intestinale, causa principale dell’enterocolite necrotizzante. I risultati sperimentali sul modello dell’ipossia confermano il ruolo cardioprotettivo della RLX e svelano che esiste un’interazione funzionale tra RLX e SIRT1 attraverso la quale viene attivata una cascata di eventi di segnalazione, che passano dalla via AMPK, finalizzati a proteggere le cellule dal danno ossidativo indotto da I/R, aprendo nuove prospettive terapeutiche per tutte quelle patologie caratterizzate da un significativo danno tissutale conseguente a I/R.