Meccanismo di inibizione della crescita cristallina patologica scoperto nei modificatori molecolari

UPPER URINARY TRACT Houston – mechentel news – I materiali cristallini sono cruciali per le funzioni vitali degli organismi viventi, nei gusci di molluschi, nella matrice ossea, gli aculei dei ricci di mare e gli esoscheletri dei coccoliti. Tuttavia, la biomineralizzazione patologica può indurre un processo di cristallizzazione indesiderato associato a malattie umane. La crescita cristallina di materiali biogeni, naturali e sintetici, può essere regolata dall’azione di modificatori, più comunemente inibitori, che vanno da piccoli ioni e molecole a grandi macromolecole. Gli inibitori adsorbono sulle superfici cristalline e impediscono l’aggiunta di soluto, riducendo così il tasso di crescita. Le interazioni complesse dovute agli inibitori di cristalli nella biomineralizzazione non sono ancora del tutto chiare. Di seguito dimostriamo che due inibitori molecolari della cristallizzazione da ossalato di calcio monoidrato – citrato e idrossicitrato – esibiscono un meccanismo che differisce dalla teoria classica, in quanto l’inibizione di adsorbimento sulle superfici del cristallo induce lo scioglimento del cristallo in condizioni specifiche, piuttosto che la riduzione del tasso di crescita dei cristalli stessi. Questo fenomeno si verifica anche in soluzioni soprassature in cui la concentrazione dell’inibitore è di tre ordini di grandezza inferiore a quella del soluto. I risultati relativi alla cristallizzazione di massa, microscopia in situ a forza atomica e gli studi di teoria del funzionale della densità sono qualitativamente coerenti con l’ipotesi che le interazioni inibitore-cristallo inducano sforzi localizzati sul reticolo cristallino e che gli ioni di ossalato e di calcio vengano rilasciati nella soluzione per alleviare questo sforzo. L’ossalato di calcio monoidrato è il componente principale dei calcoli renali nell’uomo, in cui viene spesso usato come terapia il citrato, ma non l’idrossicitrato. Affinché l’idrossicitrato funzioni come trattamento per i calcoli renali, deve essere eliminato nelle urine. Si segnala che nei soggetti non affetti da calcificazione, l’idrossicitrato ingerito nelle dosi raccomandate spesso porta ad una sostanziale escrezione urinaria. Esami in vitro su urina umana rivelano che l’idrossicitrato come modificatore molecolare è efficace come inibitore di nucleazione dell’ossalato di calcio monoidrato quanto il citrato. I nostri risultati supportano l’esplorazione del potenziale clinico dell’idrossicitrato come trattamento alternativo al citrato per i calcoli renali.

Autori: Chung J, Granja I, Taylor MG, Mpourmpakis G, Asplin JR, Rimer JD. , Corrispondenza: Jeffrey D. Rimer: Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Houston, Houston, Texas 77204, USA, John R. Asplin: Litholink Corporation, Laboratory Corporation of America Holdings, Chicago, Illinois 60612, USA, Studio: Molecular modifiers reveal a mechanism of pathological crystal growth inhibition, Fonte:Nature. 2016 Aug 25;536(7617):446-50., Web: http://www.nature.com/nature/journal/v536/n7617/abs/nature19062.html#affil-auth

Commento:
Un lavoro interessante, che mostra come l’acido idrossicitrico non soltanto eviti la formazione dei calcoli nella loro struttura cristallina, ma come addirittura questo possa portare al loro scioglimento. L’acido idrossicitrico si trova nel frutto Garcinia Cambogia, il quale è disponibile come estratto anche in capsule. Finora questo è stato impiegato come strumento per la riduzione del peso, con un effetto parzialmente positivo (1)

(1) Fassina P, Scherer Adami F, Terezinha Zani V, Kasper Machado IC, Garavaglia J, Quevedo Grave MT, Ramos R, Morelo Dal Bosco S. 2015. The Effect of Garcinia Cambogia as Coadjuvant in the Weight Loss Process. Nutr Hosp 32:2400-2408.
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