La contaminazione da micotossine può coinvolgere tutti i comparti della filiera agroalimentare e rappresenta a tutti gli effetti un potenziale di perdita economica.
Il settore zootecnico è particolarmente esposto alle ricadute della contaminazione, in termini di costi sanitari per gli effetti cronici sulla salute animale conseguenti all’esposizione alle micotossine.
La prevenzione in campo mediata da appropriate tecniche agronomiche rappresenta, per quanto ovvio, la più importante strategia per ridurre la contaminazione dei mangimi. Un approccio completamente differente è quello che si basa sulla possibilità di ridurre gli effetti delle tossine sull’animale, modificando la sua alimentazione attraverso l’integrazione nutrizionale di opportuni agenti chemiopreventivi.
Numerose sono le specie chimiche, di origine naturale o sintetica, che hanno dimostrato una efficacia chemiopreventiva del danno ossidativo indotto da micotossine ed emergono per la loro efficacia il selenio e i suoi composti organici ed inorganici.
L’azione antineoplastica del selenio è nota da molto tempo e ha trovato conferme in numerosi studi epidemiologici che indicano una relazione inversa tra assunzione di selenio con la dieta e rischio di sviluppo di una patologia neoplastica.
Questa tesi di dottorato ha avuto come obiettivo la progettazione, la sintesi e lo studio di composti diamminoacidici contenenti un atomo di calcogeno (selenio o zolfo), mimici dalla glutatione perossidasi (GPx) e auspicabilmente attivi nel contrasto del danno ossidativo indotto dall’aflatossina B1 (AFB1).
Le specie diamminoacidiche sintetizzate appartengono alla classe dei Sec-derivati, ovvero sono costitute da un residuo di L-selenocisteina (o L-cisteina) a cui è legato attraverso l’atomo di calcogeno un altro L-amminoacido. Alla porzione calcogenica, che rappresenta il sito redox, sono stati infatti ancorati rispettivamente un residuo di L-prolina modificata e un residuo di L-leucina.
Al termine delle fasi di sintesi e caratterizzazione chimico-fisica dei calco-diamminoacidi è stata intrapresa una serie di indagini biochimiche in collaborazione con due distinti laboratori in Germania. I risultati ottenuti hanno permesso di dimostrare che alcuni Sec-derivati sono in grado di ridurre i perossidi attraverso un meccanismo catalitico che mima l’attività della GPx. Essi sembrano inoltre evidenziare che il “meccanismo antiossidante” sia mediato sostanzialmente dall’attività GPx mentre non sono particolarmente attivi meccanismi di radical scavenging né di puro trasferimento elettronico.
Alcuni dei Sec-derivati sintetizzati sono stati oggetto di un’indagine cellulare preliminare volta a verificare una eventuale effettiva azione protettiva dei calco-diamminoacidi verso il danno cellulare indotto da AFB1. Le indagini sono state effettuate adoperando una linea cellulare HepG2.
I dati ottenuti, nel loro insieme, hanno mostrato che i calco-diamminoacidi esaminati sono di per sé caratterizzati da una notevole attività biologica. In particolare, alla concentrazione più elevata utilizzata (100 µM), alcuni di essi hanno mostrato interessanti proprietà citoprotettive contro il danno indotto da AFB1. L’efficacia è paragonabile, e in qualche caso superiore, a quella riscontrabile per il composto di riferimento, la Se-metil-selenocisteina, principale forma di selenio organico che è naturalmente presente in specie vegetali quali Allium Sativum e Brassica juncea. / Mycotoxin contamination may involve all fields of the food agricultural chain and might potentially determine economic losses. In particular, the livestock sector is at risk of health costs, as a consequence of chronic diseases induced by mycotoxin exposure.
It is obvious, although actual, that the mycotoxin contamination should be controlled on the field by a series of suitable agriculture practices in order to minimize the mycotoxin formation in feeds.
Recently, dietary strategies (antioxidant compounds, medicinal herbs, plant extracts) to counteract the effects of mycotoxins have attracted considerable attention.
Chemoprevention refers to the use of naturally occuring and/or synthetic chemicals to inhibit the development of mycotoxin induced chronic diseases. Selenium and its organic and inorganic compounds, have emerged as outstanding chemoprevention agents.
Selenium antineoplastic properties have been well documented through the last decades, being supported by several epidemiological evidences on the association between selenium intake and the risk for some kinds of human/animal cancers.
This PhD thesis was focussed on design, synthesis and study of a family of chalcogenic diamino acids (containing either selenium or sulfur), GPx mimics and potentially active to reduce the oxidative damage induced by aflatoxin B1 (AFB1).
The diamino acids synthesized belong to the family of Sec-derivatives and consist of L-selenocysteine (or L-cysteine) linked through the calchogen atom to either a L-proline or a L-leucine moiety.
The GPx-like catalytic activity of the various compounds was confirmed using both thiophenol and GPx assays. Their possible radical-scavenging activity, and electron-donor reducing character as well, could be ruled out by suitable assays.
The cytoprotective capacity exhibited by several of the compounds synthesized was investigated in HepG2 cells by MTS assays. The results indicated that all the chalcogenic diamino acids tested had a strong biological activity.
In particular, the pre-treatment of the test cells with two Sec-derivatives, employed at higher doses (100 µM), led to a protective effect on cell toxicity, lowering the AFB1-induced cell mortality, and this efficacy is comparable with that of the reference Se-metil-selenocysteine, main source of organic selenium in plants such as Allium Sativum and Brassica juncea.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DocTA/oai:tesionline.unicatt.it:10280/1307 |
| Date | 23 February 2012 |
| Creators | NUCCI, ADA |
| Contributors | ASTORRI, ROMEO, ROSSI, FILIPPO, CAPUTO, ROMUALDO |
| Publisher | Università Cattolica del Sacro Cuore, PIACENZA |
| Source Sets | Universita Cattolica del Sacro Cuore. DocTA |
| Language | Italian |
| Detected Language | Italian |
| Type | Doctoral Thesis |
| Format | Adobe PDF |
| Rights | reserved |
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