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Il sistema WBP di Tow-Int Tech supporta la ricerca

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sulla prevenzione e il trattamento delle lesioni polmonari acute (ALI) e della sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS)

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Introduzione

Recentemente, Chen-Xiao Yan dell'Università di Nanchino, insieme ai ricercatori Kena Sun, Xia Zhu e altri, ha studiato il meccanismo con cui le proantocianidine oligomeriche (OPC) alleviano il danno polmonare acuto (ALI) attraverso l'asse intestino-polmone, inibendo la formazione delle trappole extracellulari dei neutrofili (NET) e l'infiammazione. L'articolo è stato pubblicato sul Journal of Functional Foods. Questa rivista si concentra sulla ricerca relativa agli alimenti funzionali e copre vari campi, tra cui la scienza alimentare, la nutrizione e la biologia, rendendola una pubblicazione accademica di rilievo in questo settore.

Background della ricerca: ALI e sepsi

La sepsi è una condizione pericolosa per la vita, caratterizzata da una disfunzione multiorgano, di cui i polmoni sono uno dei principali organi colpiti. Oltre il 50% dei pazienti affetti da sepsi sviluppa una lesione polmonare acuta (ALI) o una sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS), che ha un impatto significativo sulla prognosi del paziente.

Ruolo degli OPC:

Le proantocianidine oligomeriche (OPC) sono una classe di composti polifenolici naturali estratti dalle piante. Possiedono diverse bioattività, tra cui effetti antiossidanti e antinfiammatori.

Metodi sperimentali

Modello animale:

I ratti sono stati utilizzati come soggetti sperimentali per studiare gli effetti delle proantocianidine oligomeriche (OPC) mediante la somministrazione di estratto di semi d'uva.

Intervento:

Le OPC sono state somministrate per via orale e i campioni sono stati raccolti in vari momenti per l'analisi.

Indicatori di rilevamento:

Funzione della barriera intestinale: sono stati valutati gli effetti delle OPC sullo spessore dello strato di muco intestinale, sulla permeabilità intestinale e sulla composizione del microbiota intestinale.

Cambiamenti patologici polmonari: la struttura del tessuto polmonare e l'apoptosi cellulare sono state osservate mediante colorazione di sezioni di tessuto e microscopia a immunofluorescenza.

Formazione di NETs: sono stati misurati i livelli plasmatici e di tessuto polmonare di cf-DNA, NE (elastasi neutrofila) e H3cit (istone H3 citrullinato) per valutare la formazione di NETs.

Marcatori infiammatori: sono state misurate le concentrazioni di citochine infiammatorie come IL-6, IL-1β e TNF-α nel plasma e nel tessuto polmonare.

Risultati sperimentali (miglioramento della lesione polmonare acuta nei topi con sepsi grazie alle OPC)

Miglioramento della funzione della barriera intestinale: le OPC hanno promosso la secrezione di muco, aumentato l'espressione di REG3γ e rafforzato la barriera mucosa intestinale, impedendo la traslocazione batterica intestinale.

Regolazione del microbiota intestinale: le OPC hanno inibito la proliferazione di batteri nocivi, come Escherichia coli e Shigella, aumentando al contempo il numero di batteri benefici, come il Lactobacillus, mantenendo l'equilibrio del microbiota intestinale.

Riduzione del danno polmonare: le OPC hanno ridotto significativamente il tasso di apoptosi nei tessuti polmonari e la formazione di NET, hanno abbassato i livelli di citochine infiammatorie e hanno alleviato il danno polmonare indotto dalla sepsi.

Impatto sulle vie metaboliche: i risultati preliminari indicano che le OPC possono esercitare effetti protettivi alterando i prodotti metabolici legati al microbiota intestinale, anche se sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire i meccanismi specifici.

Aumento del tasso di sopravvivenza e miglioramento della funzione polmonare: ai topi colpiti da sepsi sono state iniettate diverse concentrazioni di OPC e una dose di 60 mg/kg ha aumentato significativamente il tasso di sopravvivenza. Rispetto al gruppo LPS, i topi trattati con OPC hanno mostrato una riduzione dell'emorragia e del gonfiore polmonare e un miglioramento della funzione polmonare, che si riflette in un tempo di rilassamento più breve e in un aumento del flusso medio-espiratorio, indicando che le OPC possono alleviare il danno polmonare.

Effetti antinfiammatori:

Le OPC hanno ridotto i livelli di IL-6 e IL-1β nel plasma e nel tessuto polmonare, hanno inibito l'aumento indotto da LPS dell'high-mobility group box 1 (HMGB1) e della metalloproteinasi di matrice 9 (MMP-9) e hanno ripristinato l'equilibrio tra il fattore tissutale (TF) e l'inibitore della via del fattore tissutale (TFPI), alleviando così l'infiammazione e il danno polmonare.

Discussione e conclusioni

Le OPC esercitano effetti protettivi significativi contro il danno polmonare acuto indotto dalla sepsi, regolando l'asse intestino-polmone. Ciò include il miglioramento della funzione della barriera intestinale, la regolazione dell'omeostasi del microbiota intestinale e l'inibizione della formazione di NETs polmonari e dell'infiammazione. Lo studio fornisce un supporto teorico all'uso delle OPC nel trattamento clinico del danno polmonare acuto legato alla sepsi. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare i meccanismi coinvolti nelle vie metaboliche per facilitare le applicazioni cliniche e lo sviluppo di prodotti funzionali a base vegetale.

Durante l'esperimento, i ricercatori hanno utilizzato il sistema di pletismografia a corpo intero Tow-Int Tech per studiare la funzione polmonare nei topi.

1. Principio di misurazione e apparecchiature:

Questa tecnica misura la funzione polmonare rilevando le variazioni di pressione all'interno di una camera di volume causate dai movimenti respiratori degli animali. L'esperimento ha utilizzato il sistema di pletismografia a 8 canali per il corpo intero di Tow-Int Tech (WBP-8M), con un sensore respiratorio per registrare le variazioni di pressione.

2. Procedura sperimentale:

a. Per prima cosa, i topi etichettati con acido amaro sono stati collocati nel pletismografo a corpo intero di Tow-Int Tech per un periodo di acclimatazione di due minuti.

b. Poi, la respirazione dei topi è stata monitorata in modo continuo per otto minuti, durante i quali il sistema pletismografico Tow-Int Tech ha registrato le variazioni di pressione legate alla respirazione.

3. Analisi dei dati e risultati:

I dati sono stati analizzati utilizzando l'algoritmo del software di analisi del pletismografo Tow-Int Tech, che ha ricavato i parametri di funzionalità polmonare dei topi dai dati di variazione della pressione registrati. Questi parametri riflettono lo stato della funzione polmonare nei topi e forniscono dati fondamentali per studi successivi sugli effetti delle OPC sulla funzione polmonare. Questi dati supportano una comprensione più approfondita dei meccanismi con cui le OPC migliorano la funzione polmonare nei topi indotti dalla sepsi.

Sistema di pletismografia a corpo intero Tow-Int Tech

Il sistema di pletismografia a corpo intero Tow-Int Tech impiega il metodo della pletismografia a corpo intero non trattenuto per condurre test di funzionalità polmonare e di reattività delle vie aeree su piccoli animali svegli e in movimento libero. La respirazione degli animali causa il movimento toracico all'interno della camera del pletismografo, determinando variazioni di volume. Questi cambiamenti di volume vengono convertiti in segnali elettrici attraverso trasduttori di pressione e amplificatori, quindi elaborati da un computer per presentare la curva respiratoria e calcolare vari parametri respiratori, come il volume corrente (TV), il picco di flusso espiratorio (PEF) e la frequenza respiratoria.

In combinazione con l'optogenetica, questo approccio può esplorare i meccanismi di controllo del ritmo respiratorio.

Le proantocianidine oligomeriche (OPC) sono una classe di composti polifenolici ampiamente presenti in natura in vari alimenti di origine vegetale. Queste sostanze sono una forma di proantocianidine, tipicamente esistenti in forme oligomeriche, come dimeri, trimeri e così via. Gli alimenti ricchi di proantocianidine oligomeriche includono, ma non solo, i seguenti:

Semi d'uva: I semi d'uva sono una delle fonti più note di proantocianidine oligomeriche (OPC).

Mirtilli rossi: Anche questi piccoli frutti rossi contengono concentrazioni relativamente elevate di OPC.

Fave di cacao: La materia prima del cioccolato contiene una certa quantità di OPC.

Bucce di mela: In particolare le bucce delle varietà di mele rosse e verdi.

Bacche di Goji nere: Considerate una fonte di alta qualità di proantocianidine.

Melograno: Sia il succo che la buccia del melograno sono ottime fonti di OPC.

Vino rosso: Grazie all'uso di bucce e semi d'uva durante il processo di vinificazione, anche il vino rosso è una fonte di OPC.

Oltre agli alimenti sopra citati, anche altri frutti come mirtilli, more e fragole, nonché alcune noci e semi, possono contenere OPC. È importante notare che i metodi di lavorazione possono influenzare la concentrazione e la biodisponibilità di questi composti. Ad esempio, un riscaldamento eccessivo o una conservazione prolungata possono ridurre i livelli di principi attivi. Per ottenere i migliori risultati, si consiglia di consumare prodotti freschi o adeguatamente lavorati che preservino il loro contenuto nutrizionale.

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