Con ipossia si intende la condizione in cui i tessuti sono esposti a carenza di ossigeno, che compromette l’omeostasi tissutale, fenomeno essenziale per il mantenimento della salute cellulare. Questo stato può verificarsi in risposta a una diminuzione dell’ossigenazione dei tessuti a seguito di un basso apporto di sangue in un tessuto dovuto a problemi circolatori e come conseguenza dell’abbassamento dell’emoglobina e dei bassi livelli di ossigeno nel sangue.
Il basso livello di ossigeno nel sangue può interessare un’area specifica dell’organismo (ipossia tissutale) oppure l’intero organismo (ipossia generalizzata). Inoltre, l’ipossia può diventare un fenomeno acuto o portare gradualmente all’ipossia cronica.
Quando diventa cronica
L’ipossia cronica prolungata avvia una serie di adattamenti fisiologici per mantenere l’omeostasi dell’ossigeno. Per esempio, l’aumento della produzione di globuli rossi (tramite la produzione dell’eritropoietina, o EPO, per migliorare la capacità di trasporto dell’ossigeno), la formazione di nuovi vasi sanguigni (per facilitare il trasporto del sangue ossigenato ai tessuti) e la riprogrammazione metabolica delle cellule (per ridurre il consumo di ossigeno e mantenere l’omeostasi redox nei tessuti in condizioni di prolungata privazione di ossigeno).
Il 10% degli individui soffre di ipossia intermittente cronica, dove il corpo umano è temporaneamente privato di un adeguato apporto di ossigeno nel sangue a causa dell’apnea ostruttiva del sonno (OSA), un disturbo respiratorio diffuso caratterizzato dalla cessazione periodica della respirazione durante il sonno, una condizione che è correlata al possibile sviluppo di complicanze cardiovascolari oltre che di alterazioni comportamentali.
Se molte persone che vivono ad alta quota si adattano all’ipossia prolungata, quelle con ipossia intermittente mostrano disadattamenti che si traducono in una varietà di condizioni tra cui l’ipertensione, per la quale esiste una correlazione con la frequenza degli eventi di apnea.
Meccanismi di adattamento cellulare
I meccanismi che regolano l’adattamento cellulare all’ipossia hanno avuto un impulso scientifico in virtù delle ricerche effettuate negli ultimi 25 anni, che hanno permesso di scoprire l’esistenza di fattori trascrizionali indotti dalla condizione ipossica che hanno avuto la completa e adeguata valorizzazione nell’assegnazione del premio Nobel per la Medicina ai tre principali ricercatori in questo ambito, i professori Semenza, Kaelin e Retcliffe.
Si è scoperto che i principali fattori coinvolti nel processo di adattamento alla condizione ipossica sono rappresentati da una famiglia di proteine costituita da tre membri, rispettivamente HIF-1, HIF-2 e HIF-3, dei quali in particolare sono stati studiati i primi due. Tali fattori sono responsabili del rilevamento dell’ambiente ipossico nelle cellule, dell’induzione di cambiamenti metabolici, della regolazione della proliferazione cellulare e del controllo della risposta infiammatoria e di altre funzioni specifiche. Contemporaneamente, è stata dimostrata anche l’associazione del segnale HIF con diverse condizioni patologiche, tra cui le malattie cardiovascolari, metaboliche, infiammatorie e quelle correlate alle infezioni.
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