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Tesi di dottorato
dott.ssa Alessandra Incani
Titolo: Attività protettiva dell'idrossitirosolo e dell'alcol omovanillico in cellule renali
Coordinatore: Prof. Natale Giuseppe Frega
Dottorato: Alimenti e salute
Ciclo: VI° - Nuova Serie (XX Ciclo)
- Abstract
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L'idrossitirosolo (HT) è uno dei maggiori fenoli semplici presenti nell'olio extravergine d'oliva, presente in forma libera o coniugata (secoiridoidi);assunto con la dieta l'HT viene assorbito e in parte metabolizzato a livello epatico e intestinale, in HVA. L'HT e l'HVA si distribuiscono nei vari organi, concentrandosi preferenzialmente a livello renale dove potrebbero esercitare un'azione protettiva.
Lo scopo di questo lavoro è stato quello di valutare l'attività protettiva dell'HT e dell'HVA contro il danno ossidativo indotto dal H2O2 in colture di cellule renali (LLC-PK1).
La generazione di H2O2 è implicate nella patogenesi di diverse forme di danni tubulari acuti dove la perossidazione lipidica gioca un ruolo chiave. È stato dimostrato che la morte cellulare indotta dal H2O2 è direttamente correlata alla degradazione delle membrane ad opera della perossidazione lipidica.
La perossidazione lipidica nelle cellule LLC-PK1 è stata valutata mediante il monitoraggio di specifiche componenti lipidiche di membrana: il trattamento con H2O2 induce una significativa diminuzione di acidi grassi insaturi, del colesterolo, e dell' α-tocoferolo, oltre che l'aumento dei loro principali prodotti di ossidazione, gli idroperossidi a dieni coniugati e il 7-chetocolesterolo. Sia l'HT che l'HVA hanno mostrato la capacità di prevenire la perossidazione lipidica indotta dal H2O2, inibendo in maniera significativa sia il consumo dei principali componenti lipidici, che la formazione dei loro prodotti di ossidazione.
La perossidazione lipidica rappresenta la conseguenza primaria dello stress ossidativo, ma lo stress ossidativo può agire anche indirettamente su vari pathways intracellulari e andare quindi ad interferire con i meccanismi di sopravvivenza o apoptosi.
È stato dimostrato che lo stress ossidativo nelle LLC-PK1 è correlato con l'attivazione delle MAPK (come ERK e JNK) e la proteina chinasi B/Akt (Akt/PKB), la cui modulazione regola la sopravvivenza o l'apoptosi della cellula.
Entrambi i fenoli proteggono la cellula dalla morte indotta dal H2O2 e inibiscono il cambiamento di fosforilazione indotto dal H2O2, per le tre proteine considerate (ERK1/2, JNK e Akt/PKB).
I dati ottenuti confermano che l'HT e l'HVA, nelle cellule renali, sono in grado di esercitare un'azione protettiva nei confronti della perossidazione lipidica, agendo sia da scavenger ma anche attraverso un meccanismo più complesso, che comporta l'interazione con i pathways intracellulari modulati dallo stress ossidativo.
- Abstract (english version)
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Hydroxytyrosol (HT) is the major o-diphenol present in extra-virgin olive oil, either in free or esterified form, once absorbed, it undergoes an extensive metabolism and both hydroxytyrosol and its o-methylated metabolite, homovanillic alcohol (HVA), are present in high amount in the kidney, where they may exert proctetive action.
In this study we monitored the ability of HT and HVA to protect renal cells (LLC-PK1) against oxidative damage induced by H2O2.
The generation of H2O2 has been implicated in the pathogenesis of several forms of acute tubular cell injury, where the lipid peroxidation process plays a central role. It has been shown that the severity of H2O2 induced cell death is directly related to the cell membrane unsaturated fatty acids (UFA) content and to the degree of lipid peroxidation.
Lipid peroxidation was evaluated in LLC-PK2 cells by monitoring the changes of the membrane lipid fraction: H2O2 treatment induced a significant loss of unsaturated fatty acids, cholesterol and a-tocopherol, and the formation of fatty acids hydroperoxides and 7-ketocholesterol, major oxidation products of unsaturated fatty acids and cholesterol. HT and HVA exerted a significant antioxidant action, inhibiting the production of fatty acids hydroperoxides and 7-ketocholesterol and preserving the membrane lipids.
The peroxidation of lipid represents a primary consequences of cellular oxidative stress, leading to biophysical changes that disrupt membrane and organelle function; moreover oxidative stress is a process that may stimulate cellular signalling pathways, gerally associated with the promotion of cellular death.
It has been shown that oxidative stress in LLC-PK1 cells is related also to the changes in the phosphorylation state of two pro-death signalling pathways, namely JNK and ERK1/2 and the pro-survival signalling Akt/PKB.
We showed that both compounds are able to modulate H2O2-induced changes in the phosphorylation state of JNK, ERK1/2, and Akt/PKB.
We suggest that one potential protective mechanism of olive oil polyphenols in kidney cells may be attributed to interactions with intracellular signalling pathways activated in response to oxidative stress.
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