Il solfuro di idrogeno e' uno dei potenti gas
maleodoranti prodotti dai batteri quando "digeriscono" il cibo
nell'intestino, ma è anche presente in grande quantità nelle acque
sulfuree termali.
A grandi dosi puo' essere tossico, ma in piccole quantita' puo' aiutare a proteggere le cellule e combattere le malattie.
Ricercatori dell'Universita' di Exter, nel Regno Unito, hanno
pubblicato uno studio sulla rivista Medicinal Chemistry Communications.
Dallo studio emerge che quando le cellule sono stressate da una
malattia attirano degli enzimi per generare piccole quantita' di
idrogeno solforato.
Questa sostanza chimica aiuta a preservare i
mitocondri, le "centrali energetiche" delle cellule dei vasi sanguigni,
che regolano le infiammazioni e senza i quali le cellule morirebbero.
Ora i ricercatori hanno messo a punto un nuovo composto, chiamato AP39,
che potrebbe aiutare il corpo a produrre la giusta quantita' di
idrogeno solforato. Gli scienziati britannici credono che questo
aiutera' a prevenire o a invertire il danno mitocondriale, che e' una
strategia chiave nel trattamento di condizioni come l'ictus, l'infarto,
il diabete, l'artrite, la demenza e l'invecchiamento.
AP39,
infatti, potrebbe essere utilizzato per il trasporto di piccole
quantita' della sostanza ai posti giusti all'interno delle cellule. In
questo modo i mitocondri permettono alle cellule di vivere di piu'.
"Abbiamo sfruttato questo processo naturale - ha spiegato Matt Whiteman,
scienziato della Medical School all'Universita' di Exeter - producendo
un composto, chiamato AP39, che trasporta lentamente piccole quantita'
di questo gas proprio nei mitocondri.
I risultati indicano che se
le cellule stressate sono trattate con AP39, i mitocondri sono protetti e
le cellule rimangono in vita". Prima di testarlo sugli esseri umani, i
ricercatori hanno condotto una serie di test su modelli di malattia.
I primi risultati sono promettenti. Ad esempio, in modelli di malattie
cardiovascolari, la ricerca mostra che quando viene somministrato
l'AP39, oltre l'80 per cento delle cellule mitocondriali generatrici di
energia sopravvivono in condizioni che altrimenti sarebbero altamente
distruttive.
"Anche se il solfuro di idrogeno e' ben noto come il
gas pungente e maleodorante delle uova marce e della flatulenza, esso e'
prodotto naturalmente dal corpo e potrebbe in realta' essere un eroe
per la salute con implicazioni significative per future terapie di varie
malattie", ha detto Mark Wood, scienziato della Facolta' di Bioscienze
dell'Universita' di Exeter.
Un anno fa il Professor Robert C.Gallo,
premio Nobel per la medicina, indicò l’idrogeno solforato, componente
principe delle acque sulfuree, come molecola capace di influenzare
positivamente le difese immunitarie; annunciò inoltre l’avvio di un
progetto di ricerca in collaborazione con la FoRST (Fondazione per la
Ricerca Scientifica Termale), incentrato sugli effetti dell’idrogeno
solforato negli stati infiammatori acuti e nella prevenzione della loro
cronicizzazione.
Numerose altre ricerche sull’idrogeno solforato
sono state pubblicate, e indagano sulle possibili azioni protettive e
curative che questa molecola, un tempo studiata in campo internazionale
solo per la sua possibile tossicità, ha su cellule, tessuti e organi.
Di fondamentale importanza è stata la scoperta che le cellule dei
mammiferi producono una quota di H2S, o idrogeno solforato endogeno, il
quale agisce come trasmettitore chimico tra una cellula e l’altra.
Queste prime rivelazioni hanno indotto i ricercatori ad approfondire la
sperimentazione, per cercare di capire il ruolo dell’idrogeno solforato,
i possibili effetti della sua carenza o eccesso, e la possibilità di
agire dall’esterno per esaltarne le azioni benefiche.
L’idrogeno
solforato è una molecola dall’azione modulatrice sulle funzioni
cellulari, implicato nel garantire l’equilibrio delle funzioni
fisiologiche del nostro organismo.
L’azione antinfiammatoria dell’idrogeno solforato è nota da anni.
L’azione antiossidante dell’idrogeno solforato si esplica attraverso
meccanismi di neutralizzazione dei radicali liberi, di modulazione della
loro produzione e di promozione dell’attività di altri antiossidanti
endogeni.
L’idrogeno solforato ha provata azione vasodilatatrice, induce quindi un aumento del flusso circolatorio.
Nuovi studi hanno evidenziato un effetto antiaggregante sulle
piastrine, elementi del sangue indispensabili nella coagulazione. La
coagulazione, processo fisiologico che evita la emorragia, in caso di
formazione di trombi all’interno dei vasi, può portare a ischemie,
infarti o emboli. Ha poi un’azione di regolazione delle funzioni
dell’endotelio, strato di cellule che riveste internamente i vasi.
L’idrogeno solforato sembra anche promuovere la formazione di nuovi vasi.
Queste scoperte porterebbero ad individuare un ruolo protettivo
dell’idrogeno solforato nei confronti dell’infarto e dell’ischemia
coronarica.
L’idrogeno solforato avrebbe inoltre un ruolo importante
nei meccanismi di regolazione della pressione arteriosa, evitando
l’insorgenza dell’ipertensione.
Anche l’arteriosclerosi, determinata
dalla formazione e deposizione di placche calcifiche a livello dei
vasi, sarebbe ostacolata dall’idrogeno solforato, il quale agirebbe sia
come antinfiammatorio proteggendo i vasi, sia impedendo la
proliferazione e la differenziazione delle cellule muscolari lisce delle
arterie in cellule ossee.
ENGLISH VERSION
Rotten egg gas holds key to healthcare therapies
It may smell of flatulence and have a reputation for being highly
toxic, but when used in the right tiny dosage, hydrogen sulfide is now
being being found to offer potential health benefits in a range of
issues, from diabetes to stroke, heart attacks and dementia.
A new
compound (AP39), designed and made at the University of Exeter, could
hold the key to future therapies, by targeting delivery of very small
amounts of the substance to the right (or key) places inside cells.
Scientists in Exeter have already found that the compound protects
mitochondria – the “powerhouse” of cells, which drive energy production
in blood vessel cells. Preventing or reversing mitochondrial damage is a
key strategy for treatments of a variety of conditions such as stroke,
heart failure, diabetes and arthritis, dementia and ageing. Mitochondria
determine whether cells live or die and they regulate inflammation. In
the clinic, dysfunctional mitochondria are strongly linked to disease
severity.
Professor Matt Whiteman, of the University of Exeter
Medical School, said: “When cells become stressed by disease, they draw
in enzymes to generate minute quantities of hydrogen sulfide. This keeps
the mitochondria ticking over and allows cells to live. If this doesn’t
happen, the cells die and lose the ability to regulate survival and
control inflammation. We have exploited this natural process by making a
compound, called AP39, which slowly delivers very small amounts of this
gas specifically to the mitochondria. Our results indicate that if
stressed cells are treated with AP39, mitochondria are protected and
cells stay alive.”
Dr. Mark Wood of Biosciences, at the University
of Exeter, added “Although hydrogen sulfide is well known as a pungent,
foul-smelling gas in rotten eggs and flatulence, it is naturally
produced in the body and could in fact be a healthcare hero with
significant implications for future therapies for a variety of
diseases.”
The research is being conducted in several models of
disease, and pre-clinical results are promising. For example, in models
of cardiovascular disease, research shows that more than 80 per cent of
the powerhouse mitochondria cells survive under otherwise highly
destructive conditions, if the AP39 is administered. Professors
Whiteman and Wood are now working towards advancing the research to a
stage where it can be tested in humans.
The study was published in
the journal Medicinal Chemistry Communications. A follow-up study,
published in The Nitric Oxide Journal with collaborators from the
University of Texas Medical Branch, also found that the compound
selectively prevented mitochondrial DNA in mitochondria. Once damaged,
this DNA cannot be repaired, leaving individuals more vulnerable to
disease symptoms.
Early indications in small-scale studies,
presented at this year’s 3rd International Conference on Hydrogen
Sulfide in Biology and Medicine in Kyoto, also show that in high blood
pressure, AP39 reversed blood vessel stiffening and lowered blood
pressure. It also dramatically improved chances of survival after a
heart attack by slowing the heartbeat, improving its efficiency.
The
collaboration was one of 20 research projects highlighted by
Universities UK in their ‘Ideas for Life’ compilation for Universities
Week of some of the most exciting, innovative research coming from
higher education institutions across the UK.
Date: 9 July 2014 |
