Abstract
Sono considerate le principali proprietà e gli effetti biologici della carnosina antiossidante, il dipeptide naturale β-alanil-L-istidina. Vengono presentati i dati sull’uso efficace della carnosina in diverse patologie. Particolare attenzione è rivolta alle questioni di utilizzo della carnosina nelle malattie neurologiche e mentali, nell’alcolismo e negli stati fisiologici accompagnati dall’attivazione dei processi dei radicali liberi e dalla formazione dello stress ossidativo.
1. Lo stress ossidativo e la sua correzione con gli antiossidanti
La patogenesi della maggior parte delle malattie comporta l’attivazione eccessiva dei processi dei radicali liberi e il disturbo del funzionamento dei sistemi di protezione antiossidante dell’organismo. Questo porta all’aumento del livello di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e alla formazione dello stress ossidativo (OS). I meccanismi di formazione dell’OS in diverse patologie sono abbastanza universali e sono soprattutto legati al disturbo dell’omeostasi e ai processi redox. La caratterizzazione dei ROS, i loro tipi, le principali fonti di formazione nell’organismo, le proprietà e le trasformazioni sono ben descritte in varie pubblicazioni. I principali obiettivi di danno in condizioni di OS sono proteine, lipidi, carboidrati e acidi nucleici.
È noto che in condizioni fisiologiche normali i ROS svolgono importanti funzioni di regolazione nell’organismo. Tuttavia, in caso di aumento incontrollato dei ROS, essi interagiscono con le biomolecole, portando alle loro modificazioni ossidative. I prodotti di tali modifiche di solito perdono la capacità di svolgere le loro funzioni. Questi prodotti servono come “marcatori di stress ossidativo” e includono proteine carbonilate, nitrosilate e glicate; aggregati dovuti alla reticolazione delle molecole proteiche; prodotti di perossidazione lipidica (malondialdeide, coniugati dienici, idrossinonenale, ecc.); vari tipi di addotti ibridi; prodotti finali di glicazione avanzata (prodotti AGE); diidroguanosina, omocisteina, e così via. Tutti questi prodotti di danno ossidativo delle biomolecole sono resistenti alla distruzione e si accumulano nelle cellule, complicando le loro funzioni vitali. La loro neutralizzazione può giocare un ruolo importante nella correzione dello stress ossidativo.
La ricerca e lo sviluppo di modi per correggere lo stress ossidativo è un problema rilevante della medicina moderna. Un modo che può essere efficace in condizioni cliniche prevede l’uso dei cosiddetti antiossidanti, sostanze che neutralizzano i ROS, riducendo la loro reattività nell’organismo. Nonostante il gran numero di antiossidanti conosciuti, sceglierne uno per un uso efficace in una specifica situazione clinica è abbastanza difficile. Ciò è causato dall’abbondanza di fattori di modifica delle macromolecole sotto OS. Inoltre, il meccanismo d’azione di un antiossidante cambia a seconda della sua struttura chimica, della biodisponibilità e del tasso di danno dei processi redox e della gravità dello stress ossidativo nell’organismo.
Si è scoperto che in condizioni di stress ossidativo, i sistemi endogeni di risposta antiossidante dell’organismo sono attivati attraverso il fattore di trascrizione Nrf2 . Di conseguenza, l’espressione dei geni degli enzimi antiossidanti endogeni è aumentata, aumentando le difese cellulari contro le modulazioni redox dannose.
Il sistema di risposta antiossidante endogeno umano può regolare strettamente la quantità di specie reattive e minimizzare i danni cellulari correlati. Ma anche il ruolo degli antiossidanti esogeni è importante. È stato scoperto che gli antiossidanti esogeni hanno un effetto di adescamento sul sistema di risposta antiossidante. Lavorando insieme al sistema di risposta antiossidante endogeno, gli antiossidanti esogeni permettono una difesa più forte ed efficiente contro le modulazioni redox dannose.
Si è accumulato molto materiale sperimentale e clinico sull’uso degli antiossidanti. In medicina, sono usati principalmente come agenti aggiuntivi alla terapia di base. Molti farmaci, oltre al loro principale effetto terapeutico, manifestano anche proprietà antiossidanti. Tuttavia, a seconda delle condizioni e della concentrazione, gli antiossidanti possono anche mostrare l’opposto dell’effetto antiossidante, cioè un’azione pro-ossidante. I caroteni sono composti polinsaturi, quindi possono essere ossidati attraverso un meccanismo radicale e agire come pro-ossidanti. In certe condizioni, per esempio, in presenza di ioni metallici a valenza mista, l’ascorbato mostra un effetto pro-ossidante. La vitamina E come antiossidante è più efficace in un complesso con altri riduttori liposolubili e idrosolubili (acido ascorbico, ubichinolo e flavonoidi), in assenza dei quali viene rapidamente inattivata o si trasforma in radicale tocoferilico capace di avviare nuove catene di ossidazione dei lipidi insaturi, cioè diventa anche un pro-ossidante. Ci sono esempi di uso inefficace degli antiossidanti nel trattamento di alcune patologie accompagnate da una diminuzione del livello di antiossidanti nel plasma sanguigno. Così, gli studi clinici sul trattamento del morbo di Alzheimer con l’aggiunta dei ben noti antiossidanti licopene e vitamine A, C, ed E non hanno mostrato risultati positivi e addirittura hanno mostrato una progressiva diminuzione della funzione cognitiva nei partecipanti allo studio in alcuni casi. Anche se questi risultati non favoriscono la terapia antiossidante, potrebbe essere dovuto agli effetti pro-ossidativi di questi antiossidanti in queste condizioni così come i termini e lo schema della loro somministrazione.
La scelta di un antiossidante specifico e le esatte indicazioni e controindicazioni sono ancora insufficientemente sviluppate per ogni specifica malattia. Non ci sono informazioni sull’interazione dei farmaci di origine naturale con i farmaci di sintesi. Inoltre, gli antiossidanti possono causare reazioni allergiche, essere tossici e mostrare una bassa efficienza, e la standardizzazione non è sempre possibile; rimane anche la possibilità di sovradosaggio. Pertanto, la ricerca di sostanze con la massima azione antiossidante e minimi effetti collaterali in condizioni di OS continua e rimane un problema importante. Idealmente, l’antiossidante dovrebbe mostrare una notevole azione antiossidante in un ampio intervallo di concentrazione, essere naturale e idrofilo, avere una buona biodisponibilità, non essere tossico, non formare prodotti tossici durante l’interazione con le specie reattive dell’ossigeno, non avere effetti negativi in caso di sovradosaggio e avere una buona compatibilità con altri farmaci.
Nonostante il fatto che l’uso di antiossidanti nella pratica clinica non mostri sempre risultati positivi, il concetto di uso della terapia antiossidante è ancora rilevante e ha il potenziale per un trattamento efficace di un certo numero di disturbi tenendo conto dei meccanismi fisiopatologici della loro formazione e sviluppo.
2. Proprietà principali ed effetti biologici della carnosina
Numerosi riferimenti e la nostra esperienza di lavoro indicano che l’antiossidante carnosina, il dipeptide naturale β-alanil-L-istidina, soddisfa quasi tutti i requisiti di un antiossidante ideale. È sintetizzata e contenuta nei tessuti muscolari e nervosi umani, è facilmente assorbita nel tratto digestivo, penetra attraverso la barriera emato-encefalica e ha un’alta biodisponibilità e un’azione stabilizzante della membrana. La carnosina è un antiossidante idrofilo a basso peso molecolare ad azione diretta, sebbene possa anche avere un impatto sul sistema di protezione antiradicale dell’organismo. I risultati degli esperimenti sui ratti hanno mostrato che la carnosina accelera la metabolizzazione del cortisolo e della noradrenalina rilasciati nel sangue degli animali sotto stress, mostrando l’effetto di mediazione della carnosina. La diminuzione del livello degli ormoni dello stress nel sangue porta ad una diminuzione della gravità dell’OS. Inoltre, la carnosina non crea dipendenza; non c’è pericolo di sovradosaggio, e non si accumula nell’organismo durante la somministrazione a lungo termine perché il suo surplus viene scisso dall’enzima carnosinasi in aminoacidi che vengono facilmente eliminati dall’organismo. Tuttavia, è da notare che ci sono casi di sviluppo di carnosinemia, un raro disordine metabolico autosomico recessivo causato da una carenza di carnosinasi. Questo disordine si traduce in un eccesso di carnosina nelle urine, nel sangue e nel tessuto nervoso, e una varietà di sintomi neurologici sono stati associati alla carnosinemia; cioè, in certe condizioni, la carnosina può esercitare effetti negativi.
Ci sono pubblicazioni in cui gli effetti biologici positivi della carnosina sono spiegati dalle sue proprietà tampone del pH. Tuttavia, la carnosina è un tampone non solo per i protoni, ma anche per gli ioni metallici a valenza mista e le specie reattive dell’ossigeno. La capacità della carnosina di formare complessi con metalli bivalenti è nota: con ioni di rame, cobalto, manganese e cadmio. In un altro lavoro, è stato dimostrato che la carnosina lega gli ioni di ferro. Poiché gli ioni di metalli prendono parte attiva in molti processi metabolici e possono attivare i processi dei radicali liberi, la capacità della carnosina di regolare il livello degli ioni di metallo a valenza mista nell’organismo è una proprietà più importante della carnosina che conferma il suo stato antiossidante.
Inoltre, sono state dimostrate le proprietà antiglicanti e anticrosslinking della carnosina, che sono, in sostanza, riflessi dei suoi effetti antiossidanti, la capacità di bloccare l’ossidazione delle biomolecole.
Grandi contributi allo studio dei meccanismi molecolari di protezione delle biomolecole da parte della carnosina sono stati fatti da Aldini et al. Utilizzando la cromatografia liquida/spettrometria di massa tandem a ionizzazione elettrospray, hanno dimostrato che la carnosina e i peptidi correlati agiscono come quenchers delle specie carboniliche reattive e citotossiche attraverso la sua capacità di formare addotti con esse. Questo ha suggerito che la carnosina è un protettore delle biomolecole dallo stress ossidativo/carbonilico. La capacità della carnosina di reagire con i carbonili delle proteine (definita “carnosinilazione” delle proteine) è stata riportata da altri autori, che hanno considerato questa proprietà della carnosina importante per l’inattivazione/rimozione delle proteine danneggiate.
In coltura di cellule umane, è stato dimostrato che l’aggiunta di carnosina nel mezzo a concentrazioni vicine a quelle fisiologiche (20-50 mM) aumenta la longevità delle cellule. Questo è stato attribuito sia alla riduzione della lunghezza dei frammenti telomerici dei cromosomi, persi dalla cellula durante ogni raddoppio, sia alla diminuzione della metilazione del DNA. Non si può escludere che la carnosina diminuisca l’accumulo di altri cambiamenti nel DNA, il cui accumulo al di sopra di un punto critico porta alla cessazione delle divisioni.
È stato anche riportato che la carnosina previene gli effetti tossici dell’iperomocisteinemia nei ratti. È noto che l’omocisteina è un potente iniziatore dello stress ossidativo in molti tessuti. Tuttavia, il meccanismo molecolare di tale protezione non è chiaro. Forse la carnosina modula l’affinità dei recettori del glutammato all’omocisteina, previene l’accumulo di ROS, o ha altri meccanismi protettivi. Ma è stato dimostrato che questi effetti della carnosina non sono legati al miglioramento del metabolismo dell’omocisteina o alla diminuzione della sua concentrazione.
I dati sullo studio degli effetti biologici della carnosina mostrano che i meccanismi molecolari dei suoi effetti non possono essere sempre spiegati solo dall’azione antiossidante. I meccanismi molecolari esatti di alcuni effetti della carnosina osservati in esperimento devono essere trovati. Allo stesso tempo, l’evidente effetto positivo di questo dipeptide permette di utilizzare ampiamente la carnosina già nella pratica clinica di routine.
Le prospettive di utilizzo della carnosina nel trattamento di alcune patologie sono riportate in un rapporto di Quinn et al. I dati sul possibile ruolo fisiologico della carnosina in base alle sue proprietà biochimiche e lo studio del potenziale terapeutico della carnosina in una serie di patologie accompagnate da stress ossidativo o carbonilico sono presentati in una recensione di Boldyrev et al.
3. Uso clinico della carnosina
I ricercatori dell’Istituto Fisioterapico di Kharkov sono stati i creatori della prima forma di dosaggio per iniezione di carnosina. Durante l’iniezione sottocutanea di 0,5-1,0 mg, è stata ottenuta un’alta efficacia terapeutica nel trattamento della poliartrite infettiva e reumatica e dell’ulcera del tratto gastrointestinale. In seguito, è stato dimostrato l’effetto positivo della carnosina nella guarigione delle ferite del tessuto polmonare. I ricercatori giapponesi hanno giocato un grande ruolo nello studio dell’effetto di guarigione delle ferite della carnosina. Hanno creato l’agente Z-103 basato su un complesso di carnosina e ioni di zinco (L-carnosina-Zn2+) che ha un notevole effetto antiulcera e riduce i danni alla mucosa dello stomaco indotti da diverse forme di stress e agenti chimici. Gli scienziati giapponesi hanno anche la priorità per l’uso della carnosina nelle malattie del cancro. La carnosina combinata con la radioterapia nel trattamento di pazienti con cancro al seno ha notevolmente ridotto gli effetti collaterali delle radiazioni, le lesioni della pelle e l’intossicazione dell’organismo, e aumenta l’immunità e aumenta la probabilità di guarigione del trattamento di molte volte. La carnosina era efficace anche per la prevenzione della cachessia causata dalla chemioterapia nella terapia del cancro. In studi sperimentali su colture di cellule tumorali, è stato dimostrato che la carnosina sopprime completamente la proliferazione del glioblastoma umano, e diminuisce il livello di specie reattive dell’ossigeno e aumenta l’attività della superossido dismutasi mitocondriale nelle cellule tumorali. I possibili meccanismi di inibizione della crescita delle cellule tumorali da parte della carnosina sono stati considerati recentemente .
È stata dimostrata la capacità della carnosina di prevenire il facoscotasmo dell’occhio legato all’età. Le reazioni dei radicali liberi che portano alla modifica ossidativa dei lipidi e delle proteine delle cristalline dei tessuti dell’occhio sono una ragione fondamentale del facoscotasmo nella cataratta senile. Nello sviluppo della cataratta nel cristallino, si verifica una notevole diminuzione degli antiossidanti endogeni glutatione e carnosina. In studi clinici, è stata dimostrata l’efficienza dell’agente sotto forma di collirio per il trattamento della cataratta contenente una soluzione al 5% di carnosina. Più tardi, nello sviluppo del collirio, è stato applicato con successo un dipeptide naturale, il parente della carnosina N-acetilcarnosina. Inoltre, gli autori cinesi riportano la capacità della carnosina di prevenire lo sviluppo della cataratta.
La carnosina sotto forma di soluzione al 5% è stata anche utilizzata con successo per il trattamento della rinocongiuntivite allergica stagionale; così, la necessità di somministrazione supplementare di farmaci antistaminici è scomparsa. La carnosina ha trovato applicazione anche per il trattamento delle malattie infiammatorie del parodonto per i pazienti con disegni ortodontici fissi: Una soluzione al 5% del dipeptide ha avuto un sostanziale effetto immunocorrettore e ha aumentato l’attività degli enzimi di protezione antiossidante nella saliva.
La carnosina è stata efficace nel trattamento delle complicazioni diabetiche in studi sperimentali su ratti con diabete indotto dalla streptozotocina. È stato riscontrato che il trattamento con carnosina (1 g/kg di peso corporeo al giorno) ha ripristinato i livelli renali di carnosina, impedito la perdita di podociti, frenato l’apoptosi glomerulare e ridotto l’espressione di Bax e del citocromo C. Nei ratti con retinopatia diabetica sperimentale, la carnosina ha esercitato un notevole effetto protettivo sulle cellule dei capillari della retina. La somministrazione di carnosina (100 mg/kg iniettati quotidianamente) a topi con diabete di tipo 2, a cui sono state fatte delle ferite sperimentali (6 millimetri), ha migliorato significativamente la guarigione delle ferite, che è stata accompagnata da un aumento dell’espressione dei fattori di crescita e dei geni delle citochine coinvolti nella guarigione delle ferite. L’aggiunta di L-carnosina nella soluzione cardioplegica durante le operazioni a cuore fermo permette di aumentare la durata dell’operazione di parecchie volte senza segni di danno necrotico dei tessuti del cuore nel campo operativo.
In esperimenti su ratti con infarto miocardico indotto da isoproterenolo, è stato dimostrato che la somministrazione preliminare di carnosina (250 mg/kg/giorno i.p.) riduce la tossicità cardiaca di isoproterenolo grazie alla riduzione dello stress ossidativo. L’uso della carnosina nella sindrome metabolica è promettente, uno stato accompagnato da stress ossidativo e infiammazione che porta allo sviluppo del diabete e delle malattie cardiovascolari. Ci sono anche dati che indicano che la carnosina ha proprietà nefroprotettive. Questa relazione fornisce i risultati di studi riguardanti il ruolo della carnosina nelle malattie renali, in particolare nell’insufficienza renale acuta indotta da ischemia/riperfusione, nella nefropatia diabetica, nella nefrotossicità indotta dalla gentamicina e nella regolazione della pressione sanguigna.
Oggi in Russia, un integratore alimentare in compresse sotto il nome di Sevitin è applicato come fonte di carnosina. È stato dimostrato che questo agente promuove il recupero della circolazione cerebrale nell’encefalopatia discircolatoria cronica e ha un effetto regolatore sull’attività del sistema immunitario. Vengono condotti studi per ottenere nuovi agenti contenenti carnosina da utilizzare in condizioni cliniche. C’è un rapporto sulla creazione e la sperimentazione di nanocomplessi contenenti carnosina inclusa nella struttura di nanostrutture fosfolipidiche. L’uso di tali nanocomplessi fornisce la resistenza della carnosina all’azione della carnosinasi durante la sua fornitura alla destinazione, che può aumentare significativamente l’influenza del dipeptide.
Recentemente, la questione del raggiungimento delle concentrazioni efficaci di carnosina nei tessuti durante la sua iniezione nell’organismo è stata studiata specialmente su topi della linea C57 Black/6. È stato dimostrato che, dopo la somministrazione intraperitoneale dell’agente alla dose di 1 g/kg, la sua concentrazione massima nel plasma sanguigno viene raggiunta in 15 minuti. È stato trovato che la somministrazione di carnosina esogena potrebbe aumentare considerevolmente la sua concentrazione nel cervello: la concentrazione massima di carnosina nel cervello è raggiunta 6 ore dopo l’iniezione, quando la concentrazione dell’agente nel sangue è il minimo.
4. Uso della carnosina nei disturbi neurologici e mentali
È noto che la S.O. si sviluppa nelle malattie di Parkinson e Alzheimer, nell’ictus ischemico acuto, nella schizofrenia, nella depressione, nei disturbi da dipendenza, nell’alcolismo e così via. Le cellule del sistema nervoso sono molto sensibili all’ossidazione dei radicali liberi a causa di molti fattori: alta intensità dei processi metabolici e alto livello di consumo di ossigeno; grandi quantità di lipidi con acidi grassi polinsaturi; aumentato contenuto di ioni di ferro legati (induttori di ossidazione); basso contenuto dei suoi trasportatori; formazione di ROS durante il metabolismo cellulare dei messaggeri secondari nelle cellule neuronali; partecipazione dei radicali liberi nella neuroregolazione; basso livello di protezione antiossidante in confronto alle cellule di altri organi. Questo avvia una “reazione a catena” eccitotossica in cui i neuroni sperimentano continuamente livelli eccessivi di glutammato extracellulare e così via.
Questo determina la speciale necessità di protezione delle cellule del tessuto nervoso contro l’ossidazione dei radicali liberi da antiossidanti naturali in grado di penetrare attraverso la barriera emato-encefalica, come la carnosina.
Sono stati ottenuti risultati positivi durante l’aggiunta di carnosina (2,0 g/giorno) alla terapia di base dei pazienti con encefalopatia discircolatoria cronica. Tale trattamento ha portato all’aumento della resistenza delle lipoproteine del plasma sanguigno contro l’ossidazione indotta da Fe2+, alla stabilizzazione degli eritrociti contro l’emolisi indotta dall’acido, all’intensificazione del burst respiratorio dei leucociti, al rafforzamento della protezione antiossidante endogena dell’organismo e al miglioramento delle funzioni cognitive del cervello dei pazienti, cioè la carnosina ha esercitato effetti antiossidanti, stabilizzanti delle membrane e immunomodulatori in questa patologia.
Un notevole miglioramento dello stato clinico dei pazienti è stato osservato durante la somministrazione di carnosina alla dose di 1,5 g/giorno per 30 giorni in aggiunta alla terapia tradizionale nel trattamento del morbo di Parkinson. L’uso della carnosina ha ridotto gli effetti tossici della terapia di base (effetti collaterali degli agenti antiparkinsoniani). Nei pazienti è stata osservata una riduzione statisticamente significativa dei sintomi neurologici (miglioramento della coordinazione dei movimenti). È stata rivelata una correlazione positiva tra l’attivazione dell’enzima antiossidante della superossido dismutasi negli eritrociti e la diminuzione dei sintomi neurologici. L’aggiunta di carnosina nello schema di trattamento ha portato a una diminuzione affidabile degli idroperossidi nelle lipoproteine del plasma sanguigno e ha aumentato notevolmente la resistenza delle lipoproteine a bassa e bassissima densità contro l’ossidazione indotta da Fe2+ e anche la riduzione della quantità di proteine ossidate nel plasma sanguigno. Così, l’aggiunta di carnosina alla terapia di base non solo ha migliorato notevolmente gli indici clinici, ma ha anche elevato lo stato antiossidante dell’organismo nei pazienti con malattia di Parkinson.
Carnosina è stata segnalata per avere applicazione anche nella schizofrenia. Uno studio randomizzato in doppio cieco controllato con placebo ha rivelato che l’inclusione di carnosina (2,0 g/die) come aggiunta alla terapia di base nel trattamento di pazienti con schizofrenia ha migliorato le loro funzioni cognitive.
L’attività protettiva della carnosina contro la neurotossicità indotta dallo zinco e i suoi meccanismi molecolari come l’afflusso cellulare di Zn e l’espressione genica indotta dallo Zn sono stati studiati utilizzando neuroni ipotalamici (cellule GT1-7) . I risultati hanno mostrato che la carnosina potrebbe essere efficace nel trattamento della demenza vascolare, in quanto la neurotossicità indotta dallo Zn gioca un ruolo cruciale nella patogenesi di questo disturbo, e la carnosina inibisce la morte neuronale indotta dallo Zn.
L’integrazione alimentare con carnosina ha dimostrato di sopprimere lo stress negli animali e migliorare il comportamento, la cognizione e il benessere nei soggetti umani. Questi risultati permettono di ipotizzare con grande sicurezza l’efficacia del trattamento con carnosina per i disturbi legati allo stress e alla depressione.
5. Correzione dello stress ossidativo con la carnosina nei pazienti alcolisti
È stato riportato che nei pazienti alcolisti lo stress ossidativo contribuisce fortemente a formare complicazioni somatiche, disturbi dello stato immunitario e induzione dell’apoptosi. Nell’alcolismo, la formazione di OS può essere aumentata dall’etanolo, la cui concentrazione supera significativamente la norma nei pazienti, così come il metabolita tossico dell’etanolo-acetaldeide, il cui livello aumenta anche nell’organismo durante l’intossicazione alcolica. L’acetaldeide può legarsi a molte molecole biologiche (proteine del plasma, emoglobina, fattori del sistema coagulante del sangue, lipidi, ecc.), formando con loro addotti aldeidici che si depositano e si accumulano in diversi tessuti (fegato, cervello, cuore, muscoli e intestino).
Alti indici di modifica ossidativa delle biomolecole delle membrane degli eritrociti e del siero del sangue sono stati trovati in pazienti alcolisti che erano in stato di astinenza. In altri lavori, il contenuto elevato di proteine carbonilate e l’attività delle aminotransferasi del siero del sangue sono stati rivelati in pazienti con delirio alcolico che erano infettati con il virus dell’epatite C o HIV. È stata riportata la relazione tra il livello di ossidazione (carbonilazione) delle proteine del plasma sanguigno e la gravità delle manifestazioni della sindrome da astinenza nei pazienti. Si ritiene che una base metabolica dello sviluppo della psicosi alcolica sia l’accumulo di acetaldeide che, interagendo con la serotonina, forma prodotti tossici con proprietà allucinogene. È noto che, nei pazienti con dipendenza da alcol, si osserva un’iperomocisteinemia. Le elevate concentrazioni di omocisteina stimolano l’ingresso di Ca2+ e l’aumento di ROS nel citoplasma dei neuroni, il che aggrava lo stato di OS. È stato riportato che, nell’omocisteinemia, l’attività funzionale dei sistemi nervoso e immunitario dell’organismo diminuisce.
Quindi, l’attivazione dei processi dei radicali liberi che portano all’accumulo di prodotti di modificazione ossidativa delle biomolecole contribuisce considerevolmente al decorso clinico dell’alcolismo e può determinare le sue caratteristiche, il che rende lo studio degli effetti degli antiossidanti in questa patologia estremamente importante.
Abbiamo condotto diverse indagini sugli effetti della carnosina nell’alcolismo. In esperimenti in vitro, è dimostrato che l’aggiunta di carnosina in test con sangue di alcolisti porta ad un aumento della resistenza degli eritrociti all’emolisi acida, promuovendo la conservazione della normale morfologia di queste cellule.
È stato pubblicato uno studio controllato con placebo sull’efficacia della carnosina nella correzione dell’OS in pazienti con dipendenza da alcol nella fase di formazione della remissione. I pazienti dopo il trattamento di base hanno ricevuto carnosina alla dose di 1,2 g/giorno per un mese prima di essere dimessi dall’ospedale. È stato riscontrato che, dopo il trattamento in ospedale, l’OS è rimasto ad un livello elevato nei pazienti. Un mese dopo, durante l’indagine nel gruppo di confronto (pazienti che non hanno ricevuto alcun agente nella fase di formazione della remissione), la gravità della OS è rimasta allo stesso livello, come al basale. Nel gruppo di pazienti che hanno ricevuto carnosina, è stata trovata una diminuzione affidabile delle proteine carbonilate e dei prodotti di perossidazione lipidica (LP) nel plasma sanguigno a valori corrispondenti a persone sane. L’assunzione di carnosina da parte dei pazienti per un mese ha portato anche a un aumento dell’attività della superossido dismutasi del plasma e una diminuzione dell’attività delle aminotransferasi del siero del sangue. Questi risultati mostrano che l’assunzione di carnosina riduce efficacemente la gravità dell’OS nell’organismo dei pazienti alcolisti. Non sono stati osservati effetti collaterali indesiderati. Il meccanismo dell’effetto positivo della carnosina sulla gravità dell’OS nei pazienti alcolisti rimane poco chiaro. Tuttavia, i nostri dati sulla capacità della carnosina di prevenire i danni ossidativi delle proteine e dei lipidi del sangue indotti da etanolo o acetaldeide in vitro mostrano la capacità di questo dipeptide di proteggere le biomolecole dagli effetti tossici diretti dell’etanolo e dei suoi metaboliti.
6. Uso della carnosina negli stati fisiologici accompagnati dall’attivazione dei processi libero-radicali
Lo stress ossidativo può svilupparsi non solo nei processi patologici, ma anche durante notevoli carichi fisici e durante il fisiologico invecchiamento dell’organismo. Pertanto, la carnosina trova ora un’ampia applicazione come agente generale di miglioramento della salute per le persone sane in condizioni di stress fisico e psicologico, durante l’impatto di vari fattori avversi e in condizioni estreme. La carnosina è applicata per l’accelerazione del recupero dei muscoli stanchi e l’aumento della loro capacità di lavoro negli atleti e nelle persone anziane sane con uno stile di vita attivo. In condizioni sperimentali, è stato dimostrato l’effetto geroprotettivo della carnosina. In esperimenti con l’uso di una linea speciale di topi che invecchiano rapidamente, si è scoperto che l’inclusione di carnosina nella loro dieta porta al ritardo dell’invecchiamento degli animali a causa dell’aumento del loro stato antiossidante.
L’effetto geroprotettivo della carnosina è menzionato in molte pubblicazioni in cui sono considerate le proprietà antiossidanti, antiglicanti e anticrosslinking della carnosina, perché è stato dimostrato che nel corso dell’invecchiamento dell’organismo si accumulano prodotti di carbonilazione, glicazione e cross-linking, che sono ben neutralizzati dalla carnosina.
Gli sviluppi sull’uso della carnosina nell’industria cosmetica sono promettenti, il che è confermato dai dati disponibili sulla capacità della carnosina di prevenire i cambiamenti strutturali del collagene nella pelle e di prevenire la perdita della sua elasticità.
I dati citati sull’uso di successo della carnosina in varie patologie e in stati fisiologici accompagnati dall’attivazione dell’ossidazione dei radicali liberi mostrano prospettive per il suo uso come un efficace antiossidante, un protettore dei tessuti contro vari fattori avversi che inducono lo sviluppo dello stress ossidativo. La carnosina riduce l’azione dei fattori il cui eccesso in una cellula ha effetti tossici.
Abbreviazioni
| ROS: | Specie reattive dell’ossigeno | |
| OS: | Stress ossidativo | |
| Prodotti dell’invecchiamento: | Prodotti finali della glicazione avanzata | |
| Nrf2: | Fattore nucleare (derivato eritroide 2) come 2. |
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi riguardo alla pubblicazione di questo articolo.