Dr. Francesco Visioli
Le membrane cellulari, sia plasmatiche che degli organuli intracellulari, sono strutture ad organizzazione complessa, in rapporto anche allo sviluppo di funzioni specializzate e coordinate, e alla costituzione di compartimenti differenziati.
Gli acidi grassi essenziali
Le membrane cellulari, sia plasmatiche che degli organuli intracellulari, sono strutture ad organizzazione complessa, in rapporto anche allo sviluppo di funzioni specializzate e coordinate, e alla costituzione di compartimenti differenziati.
Altamente specializzate, dal punto di vista funzionale, sono le membrane delle cellule del sistema nervoso centrale e periferico, cioè di cellule le cui funzioni si fondano su processi complessi quali l`attivazione di canali ionici, recettori, di processi di secrezione e produzione di secondi messaggeri.
Tali membrane richiedono un alto grado di fluidità, sostenuto dalla presenza di lipidi strutturali ad alto contenuto in acidi grassi poliinsaturi a lunga catena, cioè con più di 20 carboni ed almeno 4 doppi legami.
Spesso considerati solo sotto il profilo energetico, gli acidi grassi svolgono in realta` una serie di ruoli fondamentali per la composizione, l`integrita` e la funzione della membrana cellulare.
Ne consegue che un corretto apporto quali/quantitativo di acidi grassi e` indispensabile alla funzione ottimale di cellule e tessuti.
E` inoltre importante sottolineare come cellule e tessuti diversi richiedano proporzioni diverse di acidi grassi, a seconda dei loro ruoli fisiologici, e che tali modulazioni sono possibili attraverso appropriate strategie dietetiche o di integrazione farmacologica.
Infatti, nonostante molti acidi grassi possano venir sintetizzati dall`organismo dei mammiferi (compreso l`uomo), quelli denominati essenziali [ad esempio acido linoleico (18:2n-6, LA), acido a-linoleico (ALA, 18:3n-3) ed i loro prodotti di elongazione e desaturazione] devono necessariamente essere ingeriti preformati, in quanto il corpo umano manca dell`apposito corredo enzimatico.
In particolare, il consumo di acidi grassi essenziali della serie omega 3 [acido eicosapentaenoico (EPA, 22:5n-3 ed acido docosaesaenoico (DHA, 22:6n-3)] e` spesso inadeguato nel mondo occidentale [1], dove il consumo di alimenti di origine marina ricchi in tali EFA non e` molto diffuso.
Quanto esposto sopra dimostra l`indispensabilita` di un adeguato consumo di acidi grassi essenziali (EFA) per evitare potenziali sbilanci metabolici con conseguente insorgenza di patologie.
In sintesi, gli acidi grassi ingeriti con la dieta o tramite integrazione influenzano la salute umana e carenze di EFA contribuiscono all`insorgere di patologie.
Acidi grassi omega 3 e funzione visiva
Primati allevati con diete sperimentali carenti in EFA della serie omega 3 (in particolare ALA, acido eicosapentaenoico EPA – 22:5n-3, acido docosaesaenoico DHA – 22:6n-3) mostrano una ridotta risposta retinica alla luce, minore acuita` visiva e ridotta durata del tempo di esplorazione visiva di un nuovo stimolo [2].
Per quanto riguarda lo sviluppo del sistema visivo umano, il ruolo fondamentale degli EFA a lunga catena e` rafforzato da osservazioni cliniche effettuate su neonati alimentati con diete prive di EFA [3] e su popolazioni con insufficienze metaboliche congenite riguardanti gli EFA [4].
Entrambi i gruppi mostrano grossi deficit visivi che rispondono al trattamento farmacologico con acidi grassi omega 3.
Infine, studi di integrazione dietetica con acidi grassi della serie omega 3 hanno fornito indicazioni preziose sull`associazione tra assunzione di EFA a lunga catena e funzione visiva, misurata con test comportamentali, in genere condotti a 2 e 4 mesi [5].
Le basi biochimiche delle attivita` salutistiche degli EFA omega 3 trovano conferma nell`osservazione che tali acidi grassi si trovano particolarmente concentrati nelle membrane neurali metabolicamente attive di cervello e retina [6].
In particolare, l`acido docosaesaenoico si incorpora in modo efficiente e selettivo nei segmenti esterni dei fotorecettori retinici (rod outer segments, ROS) dove, grazie al suo alto grado di insaturazione ed alla lunghezza della catena carboniosa, interviene nei processi dinamici della membrana [7].
Esistono numerose prove del fatto che gli omega 3 assunti con la dieta o tramite integratori influenzano le funzioni del sistema nervoso, alterando le proprieta` fisiche delle membrane, le attivita` enzimatiche cellulari, la struttura ed il numero di recettori, il trasporto di mediatori condizionato da carriers e le interazioni intra- ed intercellulari .
Ad esempio, il DHA svolge un ruolo importante nel microambiente del fotopigmento nei segmenti esterni dei fotorecettori retinici: i fosfolipidi contenenti DHA si associano fortemente alla rodopsina, il fotopigmento transmembrana che svolge un ruolo essenziale nei processi di fototrasduzione [8].
Inoltre, un sottogruppo di fosfolipidi particolarmente ricchi in DHA si incorpora attivamente ed in modo selettivo nelle membrane discoidali dei ROS durante i primi 15 giorni di vita; e` probabile che questi componenti di membrana si leghino attivamente alla rodopsina [9], influenzando notevolmente lo sviluppo delle funzioni visive.
Dal punto di vista strategico e farmacologico, si deve ricordare che il DHA e` il prodotto di elongazione e desaturazione dell`acido grasso essenziale a-linolenico.
I sistemi enzimatici necessari alla biosintesi di DHA a partire dal precursore sono attivi nella prima settimana di vita, ma sembra improbabile che la quantita` di DHA sintetizzata da neonati sia sufficiente a pareggiare quella di neonati che ricevono DHA preformato (attraverso il latte materno o l`uso di latti umanizzati).
Se quindi il DHA e` indispensabile per uno sviluppo ottimale del sistema neurale diventa prioritario assicurare alla dieta del neonato un apporto adeguato di omega 3 a lunga catena, tramite sia l`allatamento al seno che l`impiego di latte con quantita` di EFA omega 3 adeguate.
Dato che la composizione in EFA delle membrane cellulari – comprese quelle neuronali e retiniche – e` modificabile con adeguate strategie di consumo (vedi sopra), il mantenimento della corretta funzione visiva nell`eta` adulta si basa anche su un adeguato consumo di EFA della serie omega 3, in modo da fornire i substrati necessari al corretto svolgimento delle funzioni cellulari e di trasduzione del segnale visivo.
Meccanismi d’azione
Come detto sopra, i ROS contengono alte concentrazioni di DHA (circa il 50-70% degli acidi grassi totali).
Si ipotizza che la funzione principale svolta dal DHA si esplichi a livello di fluidita` di membrana: i fosfolipidi contenenti DHA presentano maggior ingombro sterico – e quindi minor grado di impaccamento – rispetto a quelli contenenti acidi grassi saturi.
Aumentare le proporzioni di DHA in tali fosfolipidi si traduce in un aumento della fluidita` di membrana e, probabilmente, in un diverso grado di rifrazione luminosa.
Inoltre, e` stato dimostrato che la quantita` di luce necessaria per attivare la rodopsina e` inferiore quando le membrane dei bastoncelli sono state arricchite in DHA [8].
Tra gli altri meccanismi d`azione proposti occorre ricordare il miglioramento della funzione endoteliale, ampiamente studiato in vari distretti vascolari e dimostrato per gli EFA, che si esplica a livello del microcircolo retinico.
Infine, esistono numerosi casi in cui l`integrazione con EHA omega 3 migliora disturbi oculari conseguenti ad altre patologie sistemiche, ad esempio la retinopatia associata al diabete.
Conclusioni
Gli acidi grassi essenziali (non sintetizzabili de novo dall’uomo) intervengono nella modulazione di processi cellulari in tessuti specializzati, come il sistema nervoso centrale e l’apparato oculare.
Essendo indispensabile l’apporto esterno di tali acidi grassi, soprattutto di quelli della serie omega 3, e’ possibile ricorrere a strategie terapeutiche atte a modificare la composizione in acidi grassi delle membrane di tali tessuti.
Particolare attenzione dovrebbe quindi essere prestata ai livelli di consumo di EFA, spesso insufficiente nel mondo occidentale, in quanto un loro adeguato apporto puo’ contribuire notevolmente alla prevenzione di patologie degenerative a carico dei tessuti neurali e puo’ mantenere un’adeguata funzione cellulare a livello oftalmico.
Bibliografia essenziale:
1. Simopoulos AP. n-3 Fatty acids and human health: defining strategies for public policy. Lipids 2001;36:S83-S89.
2. Neuringer M, Connor WE, Lin DS, Barstad L. Dietary omega-3 fatty acids: effects on retinal lipid composition and function in primates. In: Anderson RE, Hollyfield JG, LaVail MM, eds. Retinal degenerations. New York: CRS Press 1991:117-29.
3. Martinez M. Tissue Levels of polyunsaturated fatty acids during early human development. J Pediatr 1992;120:S129-S138.
4. Martinez M. Abnormal profiles of polyunsaturated fatty acids in the brain, liver, kidney and retina of patients with peroxisomal disorders. Brain Res 1992;583:171-82. 5. SanGiovanni JP, Berkey CS, Dwyer JT et al. Dietary essential fatty acids, long-chain polyunsaturated fatty acids, and visual resolution acuity in healthy fullterm infants: a systematic review. Early Hum Dev 2000;57:165-88.
6. Salem N, Jr., Hullin F, Yoffe AM et al. Fatty acid and phospholipid species composition of rat tissues after a fish oil diet. Adv Prostaglandin Thromboxane Leukot Res 1989;19:618-22.
7. Martin RE, Hopkins SA, Steven BR et al. Docosahexaenoic, arachidonic, palmitic, and oleic acids are differentially esterified into phospholipids of frog retina. Prostaglandins Leukot.Essent Fatty Acids 2002;67:105-11.
8. Mitchell DC, Litman BJ. Docosahexaenoic acid-containing phospholipids optimally promote rhodopsin activation. In: Riemersma RA, Armstrong R, Kelly RW, Wilson R, eds. Fourth International Congress on Essential Fatty Acids and Eicosanoids. Champaign: AOCS Press 1998:154-8.
9. Gordon WC, Bazan NG. Docosahexaenoic acid utilization during rod photoreceptor cell renewal. J Neurosci 1990;10:2190-202.
