LA TOSSICITA' DA FERRO: IL DANNO CELLULARE
Nell'articolo precedente abbiamo cercato di
descrivere nel modo più semplice possibile un argomento assai complesso e
ancora in parte da scoprire: i meccanismi attraverso cui il ferro induce la
comparsa della fibrosi e della cirrosi epatica. Il ferro in eccesso, tuttavia,
ha anche un ruolo lesivo diretto sulle cellule dei diversi organi e tessuti,
provocandone la sofferenza e la morte, a cui segue la perdita di funzione
dell'organo interessato.
Così si può giungere alla distruzione delle cellule
epatiche (sideronecrosi) ed al lento
sviluppo della cirrosi, delle beta-cellule
del pancreas (le cellule che producono l'insulina) e alla comparsa del diabete,
delle cellule gonadotrope dell'ipofisi (le cellule che producono gli ormoni
necessari per la produzione degli ormoni sessuali da parte delle gonadi) e alla
comparsa dell'ipogonadismo (che si
manifesta con la riduzione della libido e/o con l'impotenza nell'uomo e con la
scomparsa dei flussi mestruali nella donna), delle cellule del miocardio e allo
sviluppo della cardiopatia e così
via.
Il meccanismo che sembra essere alla base
del danno cellulare ferro-dipendente è la cosiddetta lipoperossidazione delle membrane che rivestono le cellule e gli organelli cellulari. Le
membrane cellulari sono delle barriere assai raffinate, costituite da un
complesso intreccio di proteine e lipidi, che separano le cellule e i diversi
organelli intracellulari dall'ambiente circostante e permettono quindi il
costituirsi di ambienti, all'interno della cellula, adeguati per il suo
funzionamento e per quello degli organelli in essa contenuti.
Questa barriera
non va intesa come una muraglia insuperabile, ma bensì come un filtro che
permette il passaggio degli elementi necessari per la vita cellulare. Inoltre,
le membrane portano sulla loro superficie un'infinità di strutture (recettori)
che funzionano come moli specifici per l'attracco di veicoli specifici che
trasportano componenti anch'essi essenziali per la vita delle cellule. Per
rimanere nell'ambito a noi più caro, per esempio, il ferro entra nelle cellule
grazie ad una interazione specifica tra il complesso ferro-transferrina
(complesso che circola nel sangue) ed il suo specifico recettore (recettore
della transferrina) posto sulla membrana cellulare.
Il processo di lipoperossidazione è un fenomeno di invecchiamento naturale della componente lipidica delle
membrane (fosfolipidi) che può essere accelerato da diversi fattori che
anticipano così l'invecchiamento e la morte cellulare.
Come già descritto nell'articolo precedente la perossidazione delle membrane è innescata dall'azione di quegli agenti ossidanti (radicali liberi) che costituiscono i prodotti di scarto dell'attività metabolica cellulare. Il ferro, come anche il rame, ha un ruolo primario nella produzione di questi agenti pro-ossidanti attraverso reazioni chimiche ben note (reazione di Fenton e di Haber-Weiss). La lipoperossidazione conduce al disfacimento della componente fosfolipidica delle membrane aumentandone la fragilità. Questo processo si può sviluppare a carico di organelli di estrema importanza come i lisosomi e i mitocondri.
I lisosomi sono organelli subcellulari che contengono enzimi digestivi essenziali per la distruzione dei batteri o altri microorganismi che attaccano la cellula, ma anche per separare alcuni elementi (per esempio il ferro) da strutture più complesse che entrano all'interno della cellula attraverso i recettori di superficie (per esempio il complesso ferro-transferrina). Normalmente questi enzimi sono racchiusi all'interno di una membrana che impedisce loro di spandersi all'interno della cellula dove svolgerebbero la loro azione digestiva in modo incontrollato e dannoso. Nel sovraccarico di ferro, l'aumento della fragilità della membrana lisosomiale, conseguente appunto all'attività lipoperossidativa favorita dal ferro in eccesso, provoca la liberazione degli enzimi digestivi all'interno della cellula con le relative conseguenze che accelerano la morte della cellula.
I mitocondri sono altri organelli sub-cellulari che svolgono la funzione di respirazione all'interno della cellula, cioè quel processo che prevede l'utilizzo dell'ossigeno per produrre l'energia necessaria alla normale attività cellulare. E' chiaramente comprensibile come il danno a carico di una tale struttura possa diventare pregiudizievole per il normale funzionamento e per la vita della cellula. E' evidente come l'azione perossidativa sia tanto maggiore in quelle cellule dove minore è la capacità di difesa dallo stress ossidativo, azione normalmente esercitata dalle sostanze cosiddette antiossidanti di cui abbiamo già parlato nell'articolo precedente a cui si rimanda.
dr. Alberto Piperno
[Articolo pubblicato il 30-09-98]