LA NUTRACEUTICA PER LA PREVENZIONE DEL DEFICIT COGNITIVO E INVECCHIAMENTO PRECOCE IN SINDROME DI DOWN Dr Rosa Anna Vacca Ricercatore - Istituto di Biomembrane e Bioenergetica- CNR, Bari Dr Alessandro Ghezzo Neuropsichiatra Infantile- Dipartimento di Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale, Università di Bologna Palacongressi di Rimini 02-03 Dicembre 2016
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LA NUTRACEUTICA PER LA PREVENZIONE DEL DEFICIT … A_ Vacca_A_ Ghezzo.pdf · di Alzheimer (Brain Res, 2008) ... Nelle malattie cardiovascolari: ipertensione, arteriosclerosi, infarto
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LA NUTRACEUTICA PER LA PREVENZIONE DEL DEFICIT COGNITIVO E INVECCHIAMENTO PRECOCE
IN SINDROME DI DOWN
Dr Rosa Anna Vacca Ricercatore - Istituto di Biomembrane e Bioenergetica- CNR, Bari
Dr Alessandro Ghezzo Neuropsichiatra Infantile- Dipartimento di Medicina Specialistica,
Diagnostica e Sperimentale, Università di Bologna
Palacongressi di Rimini 02-03 Dicembre 2016
Principale supporter economico:
Fondation Jerome Lejeune, Parigi
Grazie!
Organizzatori del Convegno
Internazionale ANFFAS Onlus
Un grazie particolare…...
Mio figlio Enrico
La sindrome di Down: causa genetica
DOWN JL Observations on an ethnic classification of idiots Lond Hosp Rep (1866); 3: 259-262
John Langdon Down (1828-1896)
Jerôme Lejeune (1926-1994)
1959
1866
Trisomia del cromosoma 21
SINDROME DI DOWN
ENDOCRINOPATIE
INVECCHIAMENTO PRECOCE/MALATTIA DI ALZHEIMER
COMPLICANZE CARDIOPATIE
PROBLEMI VISIVI
OBESITA' E COMORBIDITA'
RELATIVE
PROBLEMI MOTORI
DISTURBO DEL LINGUAGGIO
PROBLEMI INTESTINALI
CELIACHIA PROBLEMATICHE PSICHIATRICHE
PROBLEMI UDITIVI
ASPETTI CLINICI
TRATTI TIPICI DEL VISO
IPOTONIA MUSCOLARE
DEFICIT COGNITIVO
AD AD
HD
PD
Nella patogenesi di malattie neurodegenerative:
ruolo chiave delle disfunzioni mitocondriali
DS
Mitocondri I mitocondri sono organuli cellulari,
centrali energetiche e regolatori del
metabolismo cellulare
Normalmente la cellula contiene 300-400
mitocondri, ma il loro numero dipende
dalle esigenze energetiche dei tessuti; in
numero elevato nel cervello, cuore, muscoli
Il 10 % del peso del nostro corpo è fatto di
mitocondri
Spine sinaptiche i punti di attracco lungo i dendriti a cui si connettono altre cellule nervose
Neurogenesi Walton NM et al., (2012) PLoS One. 12;7(4):e35264.
Neuroplasticità Cheng A, Hou Y and Mattson MP, (2010) ASN NEURO 2(5) Trasmissione dell’informazione Szatmari EM et al., (2013) J Neurosci. 20;33(12):5367-74.
Nel sistema nervoso, un corretto funzionamento mitocondriale è cruciale nella regolazione:
Alterazioni mitocondriali sono causa di disabilità intellettiva
Disfunzioni della fosforilazione ossidativa mitocondriale è comune
a diverse MALATTIE DEL
NEUROSVILUPPO
Valenti et al., 2014 Neuroscience &
Biobehavioral Review, 46, 202-217
cAMP/PKA SIRT1
AMPK
PGC1a
ATP ROS
Energia Biogenesi mitocondriale Stress ossidativo
miR-155
Alterazione di vie che regolano le funzioni mitocondriali : • Deficit energetico mitocondriale • Riduzione della produzione di nuovi mitocondri • Aumento dello stress ossidativo
Velenti at al Biochem J. (2010) 431, 299.310; Velenti at al Biochem J. (2011) 435679-688; Valenti et al., BBA-Disease (2013) 1832, 542-552
IN SINDROME DI DOWN
E’ possibile prevenire il deficit di energia e contrastare lo stress
ossidativo in sindrome di Down con un
APPROCCIO NUTRIZIONALE
NUTRACEUTICA
Nasce dalla fusione delle
parole“nutrizione” e “farmaceutica”
Si applica ad un ampio spettro di
prodotti quali:
singoli principi attivi
supplementi dietetici
alimenti funzionali
estratti da piante
• E’ nota la dose e i benefici sull’uomo
• Hanno pochissimi effetti collaterali
• Possono essere utilizzati a lungo
• Hanno un costo ridotto
POLIFENOLI
RESVERATROLO dalla buccia dell’uva e dei
frutti rossi
EPIGALLOCATECHINA 3-GALLATO
dalle foglie di tè verde IDROSSITIROSOLO
dall’olio d’oliva
POLIFENOLI INTERESSANTI PER LA SINDROME DI DOWN
SULFORAFANE
da broccoli, cavolfiore
cavolo
NARINGENINA
dal pompelmo QUERCITINA
da verdure, frutti e semi
POLIFENOLI DELLE PIANTE
AZIONE MULTI-MODALE SU “PATHWAY” ALTERATI IN SINDROME DI DOWN
MODULAZIONE DEI RECETTORI GABA(A)
Vignes et al., Brain Res. 2006 1110:102-15
MODULAZIONEDEL METABOLISMO DELL’OMOCISTEINA
(Currò et al., J Neurosci Res. 2015 93:149-56 )
PROTEZIONE CONTRO IL DANNO OSSIDATIVO AL DNA E LA PEROSSIDAZIONE LIPIDICA (Wang et al., PLoS One. 2015 10:e0134110)
ATTIVAZIONE DI Sirt1, AMPK and PGC1a REGOLAZIONE DELLA BIOGENESI E DELLE FUNZIONI MITOCONDRIALI
REGOLAZIONE DELL’OMEOSTASI OSSIDATIVA CELLULARE E RIDUZIONE DELLO STRESS
OSSIDATIVO
IPOTESI I polifenoli per la loro azione multi-target in vie metaboliche alterate nella sindrome di Down, potrebbero MIGLIORARE LA DISABILITÀ COGNITIVA nei bambini e potrebbero PREVENIRE IL DECLINO COGNITIVO in adulti con sindrome di Down
Un singolo polifenolo agisce contemporaneamente su
molti pathway metabolici cellulari
Come prendere tanti farmaci in uno!
Epigallo catechina 3-gallato EGCG, è un polifenolo
estratto dalle foglie di tè verde
Ha effetti antiossidanti, antiinfiammatori e antitumorali
(Kanwar et al., 2012)
Agisce sui mitocondri contrastando induttori di stress
ossidativo in cellule neuronali (Schroeder et al, 2009)
Contrasta il deficit funzionale dei mitocondri
in cervelli di ratti invecchiati (Srividhya et al, 2011)
Riduce i livelli di ß-amiloide stimolando la via proteolitica
non-amiloidogenica delle α-secretasi in modello murino
di Alzheimer (Brain Res, 2008)
Corregge la disfunzione mitocondriale amiloide-indotta
in modello murino di Alzheimer (Dragicevic et al, 2011)
TRANS-RESVERATROL un flavonoide sintetizzato dalle piante in
risposta a stress ambientali
E’ presente nella buccia dell’una rossa ma
anche in altri frutti rossi
Nelle malattie cardiovascolari: ipertensione, arteriosclerosi, infarto
Malatttie metaboliche: diabete, obesità
Infiammazione: endometriosi, patologie renali
Cancro: effetto adiuvante la chemioterapia e preventivo
Invecchiamento: promuove la longevità e previene malattie
correlate all’invecchiamento
Neurodegenerazione: effetto neuroprotettivo nella malattia
di Alzheimer e nel Parkinson
HA EFFETTI BENEFICI
NUCLEUS
MITOCHONDRION
CYTOSOL
RSV
EGCG
SIRT1
AMPK
SIRT1
AMPK
PKA
DYRK1A
miR-155
ATP
I
V
II
III Q
I
V
II
III IV c
ADP
+Pi
ATP
ROS
c
IV
Q
ROS ATP
cAMP
PGC1-α
Ac P
P
OXIDATIVE
PHOSPHORYLATION
NADH NAD+ ADP
+Pi ATP
P NADH
NAD+
PGC1-α
MITOCHONDRIAL
BIOGENESIS
AMPK
P P
ROS
+ expression
Target genes
DS
DS
NM
MOM
IMS
MIM
Target genes
Vacca et al., 2016
Neuroscience &
Biobehavioral
Review, 7, 1-13
POLIFENOLI
ATTIVAZIONE
EFFECTS
NEUROPROTEZIONE
RIDUZIONE DELLO STRESS OSSIDATIVO RIDUZIONE DELL’ACCUMULO DELLE PLACCHE DI BETA-AMILOIDE
CONTRASTO DEL DECLINO COGNITIVO
STIMOLO DELLE FUNZIONI COGNITIVE
Biogenesi mitocondriale
Regolazione dell’equilibrio redox
Produzione mitocondriale di ATP
Attività della catena di trasporto elettronico mitocondriale