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La valutazione dello Stress Ossidativo nei soggetti sani o in pazienti sottoposti a farmacoterapia è condizione indispensabile per prevenire il danno tissutale e monitorare l'andamento e la risposta al trattamento di una eventuale patologia in atto. Le tecniche di laboratorio disponibili per identificare e quantizzare il danno da radicali devono essere mirate a valutare sia la componente pro-ossidante che quella antiossidante in modo da ottenere una valutazione globale dell'assetto ossidativo. A tale scopo il laboratorio dello Stress Ossidativo (LabOS) ha messo a punto un pannello di esami atto a dare un quadro completo dello status ossidativo del paziente. Tale pannello, denominato "Oxidative Stress Biomarkers Profile" (OSBP), può essere effettuato su diverse matrici organiche quali: plasma, siero, urine, liquido amniotico, liquor, tessuti, lavaggi bronchiali.

Oxidative Stress Biomarkers Profile (OSBP)

L'OSBP racchiude una serie di analisi di laboratorio utilizzate per predire complicazioni durante la gravidanza associate alla generazione di radicali liberi dell'ossigeno (ROS). Questo pannello è stato utilizzato per identificare precocemente gravidanze a rischio e bambini pretermine (Longini, M., Perrone, S., Kenanidis, A., Vezzosi, P., Marzocchi, B., Petraglia, F., Centini, G., and Buonocore, G. (2005) Isoprostanes in amniotic fluid: a predictive marker for fetal growth restriction in pregnancy, Free Radic Biol Med 38, 1537-1541; Longini, M., Perrone, S., Vezzosi, P., Marzocchi, B., Kenanidis, A., Centini, G., Rosignoli, L., and Buonocore, G. (2007) Association between oxidative stress in pregnancy and preterm premature rupture of membranes, Clin Biochem 40, 793-797; Perrone, S., Tataranno, M. L., Negro, S., Longini, M., Marzocchi, B., Proietti, F., Iacoponi, F., Capitani, S., and Buonocore, G. (2010) Early identification of the risk for free radical-related diseases in preterm newborns, Early Hum Dev 86, 241-244).

L'OSBP comprende:

- Prostanoidi : mediatori lipidi generati dall'azione delle ciclossigenasi su acidi grassi insaturi a catena lunga. I prostanoidi sono generati in risposta a stimoli multifattoriali e tramite azioni paracrine e autocrine sono coinvolti nella fisiologia ed in alcune malattie. Gli Isoprostani (IsoPs) sono prodotti della perossidazione lipidica ed hanno un ruolo patogenetico. Gli IsoPs sono dei composti simili alle prostaglandine e vengono generati tramite meccanismi catalizzati da ROS a partire da numerosi acidi grassi polinsaturi, come ad esempio l'acido arachidonico (AA), l'acido eicosapentaenoico (EPA), l'acido adrenico (AdA) e l'acido docosaesaenoico (DHA). Gli F2-IsoPs plasmatici, che si generano dall' AA, sono la classe considerata come indice di perossidazione lipidica mentre la classe che deriva dal DHA viene identificata con il termine di F4-NeuroPs per via della loro localizzazione nervosa. Infine, L'F2-dihomo-IsoPs, prodotto dell'ossidazione dell' AdA, è un marker del danno da ROS della mielina umana (Solberg, R., Longini, M., Proietti, F., Vezzosi, P., Saugstad, O. D., and Buonocore, G. (2012) Resuscitation with supplementary oxygen induces oxidative injury in the cerebral cortex, Free Radic Biol Med 53, 1061-1067). Attualmente la gas cromatografia/spettrometria di massa (GC/MS) e la cromatografia liquida ad alta pressione/spettrometria di massa (HPLC/MS) sono le tecniche più accurate per l'identificazione e la quantizzazione degli IsoPs in fluidi biologici.

- Non-Protein Bound Iron (NPBI): il ferro è un paradosso per gli organismi viventi: è importante in molti processi biologici (trasporto dell'ossigeno, trasporto di elettroni, sintesi del DNA, ecc.) ma catalizza delle reazioni chimiche che portano alla produzione di radicali idrossilici dall'anione superossido e dal perossido d'idrogeno, causando stress ossidativo e danno cellulare. Nel plasma non circola ferro ionico, il termine "ferro libero" viene usato per indicare una molecola di ferro a basso peso molecolare incapace di legarsi a proteine plasmatiche (NPBI). Un abbassamento del pH plasmatico, come accade durante un'ischemia, un evento non occasionale in neonati pretermine, porta al rilascio di ioni che generano ROS. A loro volta, questi radicali portano al rilascio di ulteriori ioni dalla ferritina, causando una cascata ionica, maggior produzione di ROS e maggior danno cellulare. Vista la sua natura pro-ossidante il nostro laboratorio ha sviluppato una tecnica per la misurazione dell' NPBI in fluidi biologici (Paffetti, P., Perrone, S., Longini, M., Ferrari, A., Tanganelli, D., Marzocchi, B., and Buonocore, G. (2006) Non-protein-bound iron detection in small samples of biological fluids and tissues, Biol Trace Elem Res 112, 221-232). Nostri precedenti studi hanno dimostrato che l'NPBI predispone i neonati a stress ossidativo tramite le reazioni di Fenton e Haber-Weiss, portando ad affermare che l'NPBI è un indice affidabile (sensitività e specificità del 100%) per la previsione precoce di rischi di danno cerebrale (Buonocore, G., Perrone, S., Longini, M., Paffetti, P., Vezzosi, P., Gatti, M. G., and Bracci, R. (2003) Non protein bound iron as early predictive marker of neonatal brain damage, Brain 126, 1224-1230).

- Advanced Oxidative Protein Products (AOPP): the oxidative damage to proteins is quantifiable, as measured by formation of AOPP and it has provided a more accurate index with which to compare the effects of reactive oxygen species than has been available previously. AOPP were proposed as one of the possible markers of oxidative injury, which originates under oxidative and carbonyl stress and increase global inflammatory activity (Perrone, S., Tei, M., Longini, M., Santacroce, A., Turrisi, G., Proietti, F., Felici, C., Picardi, A., Bazzini, F., Vasarri, P., and Buonocore, G. (2014) Lipid and protein oxidation in newborn infants after lutein administration, Oxid Med Cell Longev 2014, 781454).

 

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