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Terapie a base di H2S L’acido solfidrico svolge funzioni essenziali nell’organismo e in futuro potrebbe essere usato per curare l’infarto e alcune malattieConsiderazioni da “Il gas tossico salvavita” di Rui Wang, in Sc.Am.nr. 501, Maggio 2010

In sintesiIl nostro organismo produce piccole quantità di acido solfidrico H2S, un gas velenosoProve sempre più numerose indicano che questo gas svolge un ruolo utile, contribuendo alla salute del sistema cardiovascolare e di altri organiSulla base di queste scoperte si cerca di sviluppare terapie a base di H2S

Scoperte interessantiL’H2S è fondamentale per un gran numero di processi dell’organismoControllo della pressione sanguignaRegolazione del metabolismoProspettive nuove: questo gas potrebbe essere impiegato nella cura di pazienti infartuati ed in altre applicazioni cliniche

H2S: un velenoE’ in cima alla lista delle sostanze pericolose per la salute dei lavoratori degli impianti petroliferi e del gas

Eventi lontani 250 milioni di anni faIl Permiano stava per concludersi e presto si sarebbe verificata l’estinzione più devastante di tutti i tempiIn Siberia immani esplosioni vulcaniche avevano determinato emissioni di anidride carbonica che innescarono radicali mutamenti ambientaliLa concentrazione di ossigeno negli oceani divenne pericolosamente bassa: in pericolo le specie marine aerobie

Mors tua vita meaLe condizioni descritte avvantaggiarono alcuni organismi anaerobi: solfobatteri verdi. Questi microrganismi, producendo grandi quantità di H2S resero l’oceano un ambiente sempre meno vivibile per gli organismi aerobi.Diffusione di H2S nell’atmosfera: estinzione di piante ed animali.

Un triste bilancioScomparve il 95% delle specie marine e il 70% di quelle terrestriLe forme di vita sopravvissute erano però in grado di tollerare e utilizzare l’H2S

Una gamma di gas velenosi…ma amichevoliL’acido solfidrico non è il solo gas tossico di cui è nota l’attività nell’organismo umanoNO, acido nitrico o monossido di azotoDilata i vasi sanguigniRegola il sistema immunitario…CO, monossido di carbonio. Produce effetti analoghi.

H2s nel sistema cardiovascolareTest sui ratti individuarono piccole quantità di gas nella parete dei vasi sanguigniNei batteri un enzima (CSE: cistationinagamma-liasi) contribuisce alla produzione di H2S. In maniera analoga questo enzima agisce nella parete dei vasi sanguigni, dove si combina con l’amminoacido L-cisteina per produrre H2S e altri due composti (ammonio e piruvato)

Le funzioni di H2SH2S e NO sono implicati nella regolazione della pressione sanguignaNO: rilassa le pareti dei vasi attivando l’enzima guanilil-ciclasi, che si trova nella muscolatura lisciaH2S: svolge la stessa funzione ma con un meccanismo molecolare diverso.

Meccanismo molecolare di H2S H2S agisce attivando proteine chiamate canali del potassio ATP-sensibili, che controllano il flusso di ioni potassio in uscita dalla muscolatura liscia.

1L’acido solfidrico viene prodotto dalle cellule della muscolatura liscia e da quelle endoteliali che formano i vasi sanguigni

2L’acido solfidrico attiva le proteine dei canali del potassio ATP-sensibili sulla membrana delle cellule della muscolatura liscia, favorendo l’uscita di ioni potassio dalla cellula

3La corrente elettrica generata dal flusso di ioni potassio che escono dalla cellula limita il flusso di ioni calcio all’interno della cellula. Questo cambiamento rilassa la cellula e dilata il vaso sanguigno

4La dilatazione del vaso sanguigno abbassa la pressione e aumenta il flusso del sangue

I topi knockoutAl fine di verificare in vivo le ipotesi circa i ruoli biologici dell’H2S furono sviluppati topi geneticamente modificati (mancanti di CSE e quindi incapaci di produrre H2S endogeno nei vasi sanguigni)Invecchiando i topi sono andati incontro a marcata ipertensione: iniettando loro H2S la pressione diminuiva

Un ruolo condivisoIn definitiva ossido di azoto (NO) e acido solfidrico (H2S)si ripartiscono il compito di dilatare i vasi.Alcuni dati suggeriscono che:NO svolge la maggior parte del lavoro nei vasi più grandiH2S svolge il suo compito sui vasi più piccoli

Anossia e H2SAnossia: mancanza di ossigeno che si verifica quando un coagulo impedisce al sangue di portare ossigeno al cuore, provocando la morte del tessuto cardiaco (infarto del miocardio)Una scoperta interessante: iniettando H2S in cuori di ratto isolati prima di simulare un infarto, risultava poi ridotto il danno al muscolo cardiaco.Topi resistenti: topi modificati in modo da produrre maggiori quantità di acido solfidrico tolleravano meglio i danni da infarto e i danni da riperfusione

H2S come terapia?I dati esposti precedentemente farebbero pensare per l’H2S un utilizzo terapicoIpertensioneInfartoIctusDisfunzioni erettili

H2S e metabolismo ibernatoSomministrando basse concentrazioni di H2S in cavie si è ottenuto di ritardare la progressione di alcune malattie. In particolare:Il battito cardiaco dimezza la frequenza, portando le cavie in uno stato di animazione sospesa (metabolismo rallentato)I topi tornano al tasso metabolico abituale dopo 30 minuti dall’interruzione del flusso di H2S

Applicazioni dell’ibernazione con H2SSe alla fine risultasse efficace e sicura per gli esseri umani si potrebbe applicare perGuadagnare tempo durante le emergenze e in attesa di terapia salvavitaConservazione migliore per gli organi destinati al trapianto e mantenimento del paziente in attesa di trapiantoRidotta richiesta trasfusionale in situazioni di guerra e calamità naturali

Aspetti dubbi circa l’impiego di H2SNon si sa nulla della sua azione sui processi infiammatoriRisulta essere un elemento chiave nel diabete di tipo 1, essendo l’H2S prodotto anche dalle cellule beta del pancreasIn cavie affette da diabete di tipo 1 si riscontra una produzione eccessiva di acido solfidrico nelle cellule beta del pancreas determinando effetti negativi

Effetti negativi dell’H2S e aspetti controversiUccide numerose cellule beta rendendo insufficiente la produzione di insulina per metabolizzare il glucosioAlcuni effetti positivi riscontrati in cavie non hanno trovato riscontro in altri organismiPecore refrattarie all’induzione dello stato di semi-ibernazioneNei porcellini si riscontra un incremento del tasso metabolico invece che una sua diminuzioneNon si del tutto certi del fatto che lo stato di stand-by indotto con H2S preservi le funzioni cerebrali più nobili

Interesse delle aziende farmaceutiche

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Nuovi ruoli per l'acido solfidrico

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