La membrana cellulare rappresenta una delle strutture fondamentali ed indispensabili per la vita cellulare.
La membrana è un sistema organizzato all'interno del quale si trovano le unità base: i fosfolipidi.
Le caratteristiche di fluidità, permeabilità e corretto funzionamento della membrana cellulare derivano in gran parte dalla qualità e dalla quantità degli acidi grassi che formano i fosfolipidi. Le principali famiglie di acidi grassi sono gli acidi grassi saturi (SFA), gli acidi grassi monoinsaturi (MUFA) e gli acidi grassi polinsaturi (PUFA), ai quali appartengono gli acidi grassi essenziali ω-3 e ω-6. L'analisi lipidomica è una disciplina che studia le molecole dei lipidi in modo ¿dinamico¿, non solo investigando la loro struttura e le funzioni, ma seguendo i cambiamenti che si verificano durante il metabolismo cellulare, in condizioni fisiologiche o patologiche e definendone i ruoli nell'ambito del complesso equilibrio funzionale di un organismo vivente. In particolare, l'analisi consiste in indagini sulla membrana cellulare del globulo rosso maturo, in modo tale da valutarne il contenuto di acidi grassi saturi e insaturi, mettendo in luce il loro equilibrio. Durante il periodo di tirocinio in farmacia ho potuto seguire le analisi effettuate a cinque persone, allo scopo di valutare se e come la qualità e la quantità dei grassi assunti con l'alimentazione potesse modulare le proprietà biofisiche della membrana. L'analisi consisteva in un piccolo auto-prelievo di sangue, il quale poi è stato inviato al laboratorio di lipidomica del CNR di Bologna, che ne ha valutato i seguenti parametri: i livelli di acidi grassi saturi nella membrana; l'ω-3 Index, marker ideale per la valutazione del rischio cardiovascolare e il rapporto tra ω-6 (ac. arachidonico) e ω-3 (EPA e DHA), indice della presenza di stati infiammatori. Per ciascun paziente sono state raccolte informazioni riguardo la presenza di patologie, allergie e l'assunzione di farmaci ed è stato compilato un questionario nel quale la persona doveva indicare nel dettaglio le sue abitudini alimentari. Dai questionari e dalle analisi è emerso che la maggior parte delle persone aveva una alimentazione ricca di acidi grassi saturi e di acidi grassi ω-6, i quali sono importanti per il funzionamento della cellula, ma, se assunti in quantità troppo elevate provocano rigidità della membrana e contribuiscono all'avvio di processi infiammatori. In queste persone l'assunzione di acidi grassi essenziali ω-3 era bassissima, perciò si sono evidenziati alti squilibri tra il rapporto di acidi grassi ω-6 e ω-3, rilevando un maggior rischio cardiovascolare e la presenza di infiammazione silente. Risultati migliori, vale a dire un ottimale ω-3 Index e un corretto rapporto ω-6 e ω-3, sono stati ottenuti per l'unico soggetto analizzato che aveva dichiarato di assumere quotidianamente alimenti quali mandorle, noci, olio di semi di lino, semi di lino, semi di chia, semi di canapa e pesce (notoriamente ricchi di acidi grassi ω-3) e minori quantità di grassi saturi. In base ai risultati ottenuti, sono state suggerite utili strategie alimentari e/o l'assunzione di integrazioni di acidi grassi essenziali ω-3 al fine di perfezionare la qualità dei grassi presenti nella membrana. L'analisi lipidomica può essere importante al fine di individuare strategie preventive o terapeutiche che permettano di mantenere un ottimale equilibrio degli acidi grassi, fondamentale per un buono stato di salute della cellula.
The cell membrane is one of the fundamental and indispensable structures for cellular life.
The membrane is an organized system where the basic units are the phospholipids.
The characteristics of fluidity and permeability of the cellular membrane are mainly related to the quality of fatty acids contained in the phospholipids.
The main families of fatty acids are saturated fatty acids (SFA), monounsaturated fatty acids (MUFA) and polyunsaturated fatty acids (PUFA), which include the essential fatty acids ω-3 and ω-6. Lipidomic analysis is a discipline that studies the molecules of lipids in a "dynamic" way, not only by investigating their structure and functions, but by following the changes that occur during cellular metabolism, under physiological or pathological conditions, and defining their roles in the complex functional balance of a living organism. In particular, this analysis investigates the cell membrane of mature erythrocytes, in order to evaluate its content in saturated and unsaturated fatty acids and evaluate their balance.
During my stage in pharmacy, I could evaluated the analysis performed in five subjects, in order to evaluate if the quality and quantity of fatty acids taken with diet could modulate the biophysical properties of the membrane. The small blood sample collected from each subject was sent to the lipidomics laboratory of the CNR of Bologna, where the following parameters have been analyzed: the levels of saturated fatty acids in the membrane; the ω-3 Index, the ideal marker for the evaluation of cardiovascular risk, and the ratio between ω-6 (ac. arachidonic) and ω-3 (EPA and DHA), that is correlated to the presence of inflammation. inflammatory states.
Two questionnaires were administrated to each subject. The first one was about information on the presence of diseases, allergies and the intake of drugs, the second one aimed to understand their eating habits. By analyzig the questionnaires was evident that most people had a diet rich in saturated fatty acids and ω-6 fatty acids, which are important for the cell functioning, but in too high quantities can cause stiffness of the membrane and contribute to the beginning of inflammatory processes. As the assumption of essential fatty acids ω-3 was very low, an imbalance between ω-6 and ω-3 fatty acids was recorded in these people, thus meaning a greater cardiovascular risk and the presence of silent inflammation.
Better results were obtained for the only analyzed subject who had declared to eat every day foods such as almonds, walnuts, linseed oil, flaxseeds, chia seeds, hemp seeds and fish (notoriously rich in ω-3 fatty acids) and less quantity of saturated fatty acids. This subject obtained an optimal ω-3 Index and a correct ω 6 and ω 3 fatty acid ratio.
Based on the results obtained, for each subject useful food strategies and / or ω-3 essential fatty acid supplements were suggested in order to improve the quality of fatty acids in the cell membranes. Lipidomic analysis can be important in order to identify the suitable strategies to preserve the optimal balance of fatty acids in the cell membrane, essential for the cellular health.