Estratti di bergamotto come agenti antietà per i globuli rossi: un’esplorazione completa

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L’invecchiamento è un processo biologico inevitabile che nel tempo mette a dura prova le funzioni fisiologiche di tutti gli organi del corpo. È caratterizzata da un declino progressivo e irreversibile delle prestazioni di questi sistemi vitali.

Questo declino può essere attribuito all’accumulo di danni e ad un aumento dello stress ossidativo all’interno del corpo. Nel corso degli anni, diverse teorie hanno tentato di spiegare i meccanismi alla base dell’invecchiamento, una delle quali è la teoria dell’invecchiamento dei radicali liberi proposta da Denham Harman nel 1972.

Questa teoria suggerisce che l’accumulo di specie reattive, o radicali liberi, è responsabile dell’ossidazione delle macromolecole biologiche e del conseguente danno cellulare, portando alle alterazioni osservate nelle funzioni cellulari durante l’invecchiamento naturale.

Il ruolo delle specie reattive dell’ossigeno

Il metabolismo cellulare aerobico, che si basa sulla presenza di ossigeno come accettore finale di elettroni nelle reazioni di ossidazione, determina la generazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) come sottoprodotti.

I globuli rossi (RBC) svolgono un ruolo cruciale nel trasporto dei gas respiratori, in particolare dell’ossigeno, dai polmoni ai tessuti del corpo e viceversa. Nel flusso sanguigno, i globuli rossi sono continuamente esposti a specie reattive sia endogene che esogene che possono danneggiarne la struttura e comprometterne la funzionalità.

Le specie reattive incontrollate possono reagire con i lipidi e le proteine ​​nelle membrane plasmatiche dei globuli rossi, portando alla perossidazione lipidica e all’ossidazione o frammentazione delle proteine. Inoltre, l’accumulo di specie reattive innesca reazioni di glicazione, con conseguente produzione di prodotti finali di glicazione avanzata (AGE) . Questo processo può portare a cambiamenti nelle proprietà reologiche dei globuli rossi.

Effetti dello stress ossidativo sull’invecchiamento dei globuli rossi

L’invecchiamento dei globuli rossi correlato allo stress ossidativo è associato a diversi cambiamenti significativi, tra cui una diminuzione del volume cellulare e del contenuto di emoglobina, insieme ad un aumento della densità cellulare. Queste alterazioni sono strettamente legate alla perdita di colesterolo e fosfolipidi, con conseguente riduzione della superficie, indice di una perdita di lipidi di membrana e di costituenti proteici.

Questa riduzione dell’area superficiale può essere attribuita al sanguinamento e alla vescicolazione della membrana, processi che sono accelerati nei globuli rossi invecchiati. Questi cambiamenti limitano la capacità dei globuli rossi di mantenere la loro forma biconcava altamente deformabile, necessaria affinché possano passare attraverso i capillari stretti. Di conseguenza, queste alterazioni contribuiscono alla rimozione prematura dei globuli rossi dalla circolazione.

Ruolo della proteina della banda 3

Uno degli obiettivi principali della regolazione redox dei globuli rossi è proteggere la principale proteina della membrana plasmatica, la banda 3 (SLC4A1/AE1). La banda 3 è una proteina transmembrana che svolge molteplici funzioni, tra cui il mantenimento dell’omeostasi anionica, il collegamento dei lipidi della membrana plasmatica alle proteine ​​citoscheletriche e la funzione di sito di aggancio per varie proteine ​​strutturali ed enzimi glicolitici. Inoltre, la banda 3 può legarsi alle proteine ​​citosoliche come l’emoglobina. L’emoglobina, oltre al suo ruolo nel trasporto dell’ossigeno, funge da sensore di ossigeno e svolge un ruolo nella regolazione del metabolismo dei globuli rossi.

L’equilibrio tra la glicolisi e la via del pentoso fosfato (PPP) è cruciale per i globuli rossi.

Quando lo stress ossidativo è elevato, gli enzimi glicolitici si legano alla banda 3, portando all’ossidazione del glucosio attraverso il PPP per generare NADPH, che alimenta i sistemi antiossidanti endogeni. Al contrario, quando lo stress ossidativo è basso, l’emoglobina deossigenata si lega alla banda 3, favorendo il rilascio di enzimi glicolitici e favorendo la generazione di energia attraverso la glicolisi.

Questo equilibrio può essere interrotto dallo stress ossidativo o dall’invecchiamento dei globuli rossi, portando a una perdita di plasticità metabolica e contribuendo potenzialmente alla loro prematura rimozione dalla circolazione.

Meccanismi protettivi nei globuli rossi

Per contrastare gli effetti dannosi dello stress ossidativo, i globuli rossi sono dotati di un robusto sistema antiossidante citosolico, comprendente sia antiossidanti non enzimatici che enzimatici. Questi antiossidanti proteggono non solo i globuli rossi stessi ma anche altre cellule e tessuti del corpo. In questo contesto, i metaboliti secondari naturali, come gli estratti ricchi di polifenoli con proprietà antiossidanti, si sono dimostrati promettenti come mezzo per supportare il sistema antiossidante integrato. Una di queste fonti benefiche è il bergamotto, in particolare la sua frazione flavonoide.

Bergamotto: una potenziale soluzione antietà

Il bergamotto, un piccolo albero appartenente alla famiglia delle Rutacee, prospera in un microclima specifico nella regione della Calabria, in Italia. Sebbene l’olio essenziale di bergamotto sia stato ampiamente utilizzato nell’industria cosmetica e alimentare, recentemente l’attenzione si è rivolta ai potenziali benefici per la salute dei sottoprodotti come polpa e succo. Questi benefici includono la riduzione del colesterolo, proprietà antiossidanti ed effetti antinfiammatori, che potrebbero essere sfruttati come nutraceutici. Tuttavia, mancano studi scientifici che esplorino le proprietà antietà degli estratti di bergamotto sui globuli rossi umani.

Il modello sperimentale dell’invecchiamento naturale

Per studiare i potenziali effetti antietà della buccia di bergamotto e degli estratti di succo della cultivar Femminello, è stato utilizzato un modello di invecchiamento naturale. Questo modello utilizza l’esposizione a lungo termine ad alte dosi di D-galattosio (D-Gal) per simulare il processo di invecchiamento in ambiente di laboratorio.

Discussione

Il processo di invecchiamento, guidato dall’accumulo di stress ossidativo e dal danno alle macromolecole biologiche, gioca un ruolo significativo nello sviluppo delle malattie legate all’età. I composti antiossidanti naturali hanno guadagnato crescente attenzione grazie al loro potenziale nel ritardare o addirittura invertire il corso di tali malattie.

Questi antiossidanti possono competere con substrati sensibili all’ossidazione, inibendo o ritardando così le reazioni tra specie reattive e macromolecole biologiche. Un’eccessiva produzione di specie reattive può portare a danni cellulari e all’insorgenza di malattie croniche. L’assunzione alimentare di antiossidanti naturali può potenziare il sistema antiossidante endogeno, aiutando nella prevenzione di condizioni patologiche.

In questo studio, abbiamo esplorato i potenziali effetti antietà della buccia e degli estratti di succo di bergamotto sull’invecchiamento indotto dallo stress ossidativo, concentrandoci sui globuli rossi umani (RBC) . Abbiamo utilizzato un modello cellulare che prevedeva un’esposizione prolungata al D-galattosio (D-Gal) per simulare l’invecchiamento naturale. Gli estratti di bergamotto, inclusi sia la buccia che il succo, sono stati testati in una gamma di concentrazioni e tempi di incubazione per valutare i loro effetti sui globuli rossi ed escludere potenziali danni causati dall’esposizione diretta agli estratti.

In particolare, è stato riscontrato che concentrazioni più elevate di estratto di buccia o succo, in particolare se combinate con tempi di incubazione prolungati, inducono emolisi e mostrano un effetto pro-ossidante. Ciò sottolinea l’importanza di un’attenta valutazione della concentrazione e del tempo di incubazione quando si testano potenziali composti antiossidanti nei test cellulari.

Per le analisi successive, abbiamo selezionato un pretrattamento di 15 minuti con 5 μg/ml di estratto di buccia o di succo per stimare la capacità antiossidante. Abbiamo misurato i livelli di specie reattive dell’ossigeno (ROS), di sostanze reattive all’acido tiobarbiturico (TBARS) e il contenuto totale di gruppi sulfidrilici nei globuli rossi che erano stati incubati per 24 ore con 100 mM D-Gal.

I globuli rossi sono particolarmente vulnerabili ai danni indotti dai ROS a causa del loro elevato contenuto di acidi grassi polinsaturi e della presenza di emoglobina ricca di ferro (Fe2+), che agisce come catalizzatore nelle reazioni redox e nella perossidazione lipidica. I nostri risultati hanno mostrato che una pre-esposizione di 15 minuti dei globuli rossi a 5 μg/ml di estratto di buccia o succo previene efficacemente la produzione di ROS indotta da D-Gal.

Inoltre, questi estratti hanno fornito protezione contro i componenti lipidici e proteici della membrana plasmatica dei globuli rossi dal danno ossidativo. Ciò indica che le molecole bioattive negli estratti di bergamotto hanno proprietà scavenging, neutralizzando le specie reattive e i radicali liberi per prevenire il loro impatto dannoso sulle macromolecole biologiche.

L’invecchiamento influenza anche i sistemi di trasporto della membrana plasmatica dei globuli rossi, in particolare lo scambio anionico mediato dalla proteina della banda 3. Il tasso di assorbimento del solfato (SO42−), utilizzato come misura dello scambio anionico, è stato accelerato nei globuli rossi esposti a D-Gal. Questo fenomeno riflette l’impatto dello stress ossidativo sulla banda 3 nei globuli rossi umani, una scoperta in linea con la ricerca precedente.

In particolare, un pretrattamento di 15 minuti dei globuli rossi con 5 μg/ml di estratto di buccia o succo è stato in grado di ripristinare parzialmente o completamente la costante di velocità per l’assorbimento di SO42. Ciò suggerisce che questi estratti hanno un ruolo protettivo contro i cambiamenti funzionali indotti dallo stress ossidativo nei globuli rossi, che sono essenziali per il mantenimento dell’omeostasi.

Le interazioni tra la banda 3 e l’emoglobina sono fondamentali per la funzione dei globuli rossi. L’esposizione a D-Gal ha causato la perdita di vescicole contenenti proteine, influenzando sia l’espressione che la distribuzione della banda 3. Nonostante ciò, è stato riscontrato che il pretrattamento con 5 μg/mL di buccia o estratto di succo ripristina i livelli di espressione della banda 3. Questi estratti svolgono un ruolo nel prevenire la perdita di membrana, la formazione di emoglobina glicata e l’instabilità strutturale, tutte caratteristiche dell’invecchiamento dei globuli rossi.

Lo stress ossidativo può esaurire il sistema di difesa antiossidante endogeno. In questo studio sono state misurate le attività della catalasi (CAT) e della superossido dismutasi (SOD) .

Sia CAT che SOD svolgono un ruolo vitale nei globuli rossi. In risposta al trattamento con D-Gal, le attività di questi enzimi sono aumentate significativamente. Tuttavia, questo aumento è stato insufficiente a compensare l’elevato livello di radicali liberi e la conseguente perossidazione lipidica e ossidazione delle proteine. Inoltre, il rapporto GSH/GSSG, un indicatore del bilancio redox, è stato ridotto dal trattamento con D-Gal. La pre-incubazione con estratto di buccia e succo si è rivelata efficace nel prevenire la sovraregolazione delle attività CAT e SOD e nel ripristinare il rapporto GSH/GSSG, indicando che questi estratti possono lavorare in sinergia con il sistema antiossidante endogeno per contrastare lo stress ossidativo e preservare l’integrità dei globuli rossi.

In sintesi, questo studio fa luce sulle potenziali proprietà antietà della buccia e degli estratti di succo di bergamotto, sottolineando il loro ruolo protettivo contro l’invecchiamento indotto dallo stress ossidativo nei globuli rossi umani. Questi estratti prevengono il danno ossidativo ai componenti lipidici e proteici della membrana plasmatica dei globuli rossi, mantengono lo scambio anionico e ripristinano l’equilibrio redox. I risultati qui presentati forniscono preziose informazioni sull’uso di composti antiossidanti naturali per mitigare gli effetti dell’invecchiamento, contribuendo in definitiva alla salute e al benessere generale. Ulteriori ricerche in questo settore potrebbero scoprire nuove strategie per combattere le malattie legate all’età e migliorare la longevità.


Approfondimento…..

Estratti di bergamotto come agenti antietà per i globuli rossi

I globuli rossi (RBC) sono essenziali per trasportare l’ossigeno in tutto il corpo. Con l’avanzare dell’età, i globuli rossi diventano meno efficienti nel trasportare l’ossigeno, il che può portare a una serie di problemi di salute, tra cui affaticamento, mancanza di respiro e declino cognitivo.

Gli estratti di bergamotto hanno dimostrato di avere proprietà antietà sia in studi in vitro che in vivo. Il bergamotto è un agrume originario dell’Italia ed è noto per il suo profumo e sapore unici. È anche una buona fonte di flavonoidi, che sono potenti antiossidanti.

Come gli estratti di bergamotto proteggono i globuli rossi

Gli estratti di bergamotto proteggono i globuli rossi dall’invecchiamento in diversi modi, tra cui:

  • Riduzione dello stress ossidativo:  lo stress ossidativo è uno dei principali fattori che contribuiscono all’invecchiamento dei globuli rossi. Gli estratti di bergamotto contengono flavonoidi, che sono potenti antiossidanti che possono neutralizzare i radicali liberi e proteggere i globuli rossi dal danno ossidativo.
  • Miglioramento della fluidità della membrana:  man mano che i globuli rossi invecchiano, le loro membrane diventano meno fluide. Ciò può rendere difficile per i globuli rossi trasportare l’ossigeno in modo efficiente. È stato dimostrato che gli estratti di bergamotto migliorano la fluidità della membrana dei globuli rossi, il che può aiutare a migliorare la loro capacità di trasportare ossigeno.
  • Aumento dell’attività degli enzimi antiossidanti:  i globuli rossi contengono una serie di enzimi antiossidanti che aiutano a proteggerli dal danno ossidativo. È stato dimostrato che gli estratti di bergamotto aumentano l’attività di questi enzimi, che possono aiutare a proteggere ulteriormente i globuli rossi dall’invecchiamento.

Come utilizzare gli estratti di bergamotto per proteggere i globuli rossi

Esistono diversi modi per utilizzare gli estratti di bergamotto per proteggere i globuli rossi:

  • Supplementi:  gli estratti di bergamotto sono disponibili sotto forma di integratore, tipicamente sotto forma di capsule o polvere. Il dosaggio raccomandato per gli integratori di estratto di bergamotto varia a seconda del prodotto. È importante seguire le istruzioni di dosaggio sull’etichetta del prodotto.
  • Tè:  il tè al bergamotto può essere utilizzato anche per proteggere i globuli rossi. Il tè al bergamotto si prepara immergendo foglie o fiori di bergamotto in acqua calda. Per preparare il tè al bergamotto, aggiungi 1-2 cucchiaini di foglie o fiori essiccati di bergamotto in una tazza di acqua calda. Lasciare in infusione per 5-10 minuti prima di bere.
  • Olio essenziale:  l’olio essenziale di bergamotto può essere utilizzato anche per proteggere i globuli rossi. L’olio essenziale di bergamotto è molto concentrato, quindi è importante diluirlo prima di utilizzarlo. Per diluire l’olio essenziale di bergamotto, aggiungi 1-2 gocce di olio a un olio vettore, come l’olio di jojoba o l’olio di mandorle. L’olio diluito può quindi essere applicato sulla pelle o utilizzato in aromaterapia.

Quando utilizzare gli estratti di bergamotto

Gli estratti di bergamotto possono essere utilizzati a qualsiasi età per aiutare a proteggere i globuli rossi dall’invecchiamento. Tuttavia, potrebbero essere particolarmente utili per gli anziani, che corrono un rischio maggiore di invecchiamento dei globuli rossi e dei problemi di salute ad esso associati.

Considerazioni sulla sicurezza

Gli estratti di bergamotto sono generalmente sicuri per la maggior parte delle persone. Tuttavia, è importante parlare con il medico prima di utilizzare gli estratti di bergamotto, soprattutto se si hanno problemi di salute di base.

L’olio essenziale di bergamotto è fotosensibile, quindi non va applicato sulla pelle prima di esporsi al sole. È anche importante eseguire un patch test prima di utilizzare l’olio essenziale o l’estratto di bergamotto sulla pelle per assicurarsi di non essere allergici ad esso.

Conclusione

Gli estratti di bergamotto sono un modo sicuro ed efficace per proteggere i globuli rossi dall’invecchiamento. Gli estratti di bergamotto possono essere utilizzati in vari modi, inclusi integratori, tè e olio essenziale. Se sei interessato a utilizzare estratti di bergamotto per proteggere i tuoi globuli rossi, parla prima con il tuo medico per assicurarti che siano adatti a te.


link di riferimento: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2023.1225552/full

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