LA CARNOSINA: FISIOLOGIA E POTENZIALI APPLICAZIONI TERAPEUTICHE

La carnosina, un dipeptide, fu scoperta circa 100 anni fa in Russia e sin dall'inizio le sono stati attribuiti ruoli e funzioni fisiologiche. Essa puo’ essere considerata uno “scavenger” non enzimatico di radicali liberi e un composto naturale dotato di azione antiossidante.

Formula carnosina

La carnosina ed i composti dipeptidi ad essa correlati si trovano in diversi tessuti, soprattutto a livello del muscolo scheletrico. Alla carnosina, appunto, vengono ascritte, oltre a proprieta’ antiossidanti, effetti tampone (stabilizzazione del grado di acidità), azioni di stimolazione del sistema immunitario nonche’ azioni neurotrasmettitoriali. Viene sintetizzata a livello endogeno e, oltre che nella muscolatura scheletrica, e’ presente nel cervello, nel muscolo cardiaco, nei reni, nello stomaco e nei bulbi olfattori. La concentrazione di carnosina tissutale viene influenzata dalla dieta. Infatti, una carenza di istidina riduce la concentrazione di carnosina muscolare nei ratti mentre supplementazioni con istidina la incrementano.

Specie reattive dell’ossigeno ed attivita’ antiossidante

Una delle principali azioni della carnosina e’ legata al suo potere antiossidante. La capacita’ antiossidante della carnosina e’ legata alla sua abilita’ di legare i radicali liberi. Diversi studi sperimentali hanno evidenziato che la carnosina e i peptidi ad essa correlati sono in grado di prevenire la perossidazione dei sistemi dei modelli di membrana. Altri studi hanno mostrato che la supplementazione con carnosina, a-tocoferolo o entrambi, e’ in grado di ridurre la formazione di sostanze reattive all’acido barbiturico in omogenati di muscolo scheletrico del ratto, effetto che sembra essere decisamente sinergico dalla combinazione delle due sostanze. Questo evidenzia che la supplementazione con carnosina e a-tocoferolo puo’ modulare la carnosina tissutale e le concentrazioni di a-tocoferolo, nonche’ la formazione di sostanze reattive dell’acido tiobarbiturico in omogenati di muscolo scheletrico nel ratto. La carnosina puo’ inibire l’ossidazione lipidica mediante combinazione di una azione “scavenging” dei radicali liberi e anche attraverso una chelazione metallica. In alcuni modelli animali di ischemia cerebrale e’ stato evidenziato che la carnosina aveva allungato il periodo di perdita dell’eccitabilita’ e diminuito il tempo di recupero. Effetto questo legato all’azione antiossidante ed importante nei processi dell'invecchiamento.

Effetto tampone

A pH fisiologico, sia la carnosina che l’anserina mostrano una marcata azione tamponante (stabilizzazione del grado di acidità), funzione che puo’ spiegare alcuni dei suoi ruoli biologici. L’azione tampone e’ di particolare rilevanza durante l’attivita’ muscolare, laddove avviene l’acidificazione dell’ambiente intracellulare. Questo consente alla carnosina di mantenere una costante inibizione della perossidazione. Inoltre, la carnosina evidenzia effetti di binding (capacità legante) con metalli pesanti, che inibiscono alcune reazioni enzimatiche.

Protezione delle membrane

L’aggiunta di carnosina a differenti reazioni di laboratorio ha evidenziato una diminuzione della malondialdeide (marker dello stress ossidativo), implicando una riduzione della perossidazione lipidica dose-dipendente. Questo e’ un effetto legato alla natura idrofila della carnosina stessa che consente alla molecola di aderire alle rotture (causate dalla ossidazione) nel doppio strato lipidico e risultare efficace nel proteggere la membrana dai prodotti della perossidazione.

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I livelli endogeni di carnosina diminuiscono nei tessuti muscolari dopo digiuno prolungato, infezioni, traumi e shock. Le infezioni e i traumi sono correlati con alterazioni del calcio cellulare e depressione del miocardio. La somministrazione di carnosina migliora la contrattilita’ cardiaca, aumenta i livelli di calcio intracellulare libero dei miociti, induce rilascio di calcio dal reticolo sarcoplasmatico. Per questo, la carnosina puo’ avere un ruolo nella regolazione del calcio intracellulare e nella contrattilita’ delle cellule cardiache. Altra proprieta’ della carnosina e’ il suo effetto a livello del sistema immunitario, dove modula la funzione dei neutrofili (leucociti) in relazione alla produzione di interleukina-b. A questo proposito, la carnosina aumenta la produzione di interleukina-b e sopprime la morte cellulare programmata o apoptosi, suggerendo una sua funzione nella modulazione del sistema immunitario. Inoltre, la carnosina e’ in grado di allungare l’emivita delle cellule e prevenire i sintomi comuni dell’invecchiamento.

Potenziali applicazioni terapeutiche 

Con il progredire dell’eta’, avviene un’ossidazione delle proteine, a causa della formazione di aldeidi quali quelle dei prodotti di perossidazione e malondialdeide. La carnosina sembra in grado di reagire contro questi prodotti, in virtu’ delle sue specifiche capacita’ di legame. La sua azione antiossidante potrebbe essere di vantaggio in danni neuronali e cellulari quali quelli che si verificano nelle malattie degenerative di origine centrale quali l’Alzheimer e potrebbe portare ad un utilizzo della carnosina quale possibile agente terapeutico nel controllo della progressione di tale malattia. Altre possibili applicazioni riguardano effetti della carnosina in campo oftalmico, in patologie quali le erosioni corneali, le keratiti trofiche e le keratopatie. Dati sperimentali hanno inoltre evidenziato un ruolo nelle alterazioni delle mucose duodenali e dello stomaco. Alla luce di queste evidenze sperimentali, gli effetti piu’ interessanti della carnosina sembrano proprio essere legati alla capacita’ di revertire i processi della senescenza cellulare. Le proprieta’ antiossidanti e di “scavenger” dei radicali liberi sono presupposti ormai acquisiti e che necessitano solo di ulteriori studi per la totale comprensione dei meccanismi specifici a scopo terapeutico e/o preventivo.

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