[:it]Gli acidi grassi rappresentano la parte principale di cui sono costituiti i trigliceridi degli alimenti e sono molecole con importanti funzioni strutturali, energetiche e metaboliche.
gli acidi grassi presenti in natura si distinguono, in base all’assenza o alla presenza di doppi legami, in saturi e insaturi, rispettivamente. Gli acidi grassi insaturi, a loro volta, si differenziano in mono-insaturi o in poli-insaturi in relazione al numero di doppi legami presenti nella loro molecola. L’aumento del numero di doppi legami, ovvero il passaggio da acidi grassi saturi a molecole progressivamente più “insature”, costituisce un elemento strutturale di primaria importanza funzionale: la presenza in serie di doppi legami conferisce alla catena carboniosa il progressivo incremento dei punti di torsione, proprio in corrispondenza del doppio legame. A livello tridimensionale ciò comporta la crescente tendenza degli acidi grassi polinsaturi (PUFA) ad assumere una conformazione meno rigida che, sul piano morfo-funzionale, corrisponde ad una crescente fluidità delle membrane entro cui i PUFA sono incorporati. I principali PUFA n-3, contenuti pressoché esclusivamente nel pesce, sono l’acido eicosapentaenoico (EPA, C20:5 n-3) e docosaesaenoico (DHA, C22:6 n-3), l’ultimo dei quali maggiormente rappresentato nel corpo umano. I principali PUFA n-6, contenuti principalmente negli oli vegetali e nella carne, sono rappresentati dall’acido linolenico (GLA, C18:3 n-6) e dall’acido arachidonico (AA, C20:4 n-6).
Entrambe le serie di PUFA n-6 e n-3 vengono incorporate nelle membrane biologiche, sotto forma di componenti di fosfolipidi e glicolipidi. A tale livello competono per lo stesso sistema enzimatico, in quanto il loro metabolismo è completamente separato e non è possibile una loro interconversione.Le vie metaboliche della serie linoleica e α-linolenicautilizzano, infatti, gli stessi enzimi per le reazioni di allungamento e desaturazione che dall’acido linoleico e α-linolenico conducono, rispettivamente, alla formazione di acido arachidonico (PUFAn-6) e di acido eicosapentaenoico (PUFA n-3). L’EPA può ulteriormente essere allungato e desaturato ad acido docosaesaenoico (DHA), che nel corpo umano è il PUFA n-3 più rappresentato; quest’ultimo costituisce una riserva di EPA e può quindi esercitare i suoi effetti cellulari sia direttamente sia indirettamente tramite riconversione in EPA.
Negli ultimi anni sono stati condotti vari studi sia sperimentali su modelli animali sia clinici, che hanno dimostrato i numerosi effetti favorevoli dei PUFA n-3. Il primo effetto biologico individuato è stato quello ipotrigliceridemizzante, per cui tali composti sono stati inizialmente utilizzati per il trattamento delle dislipidemie. Successivamente sono stati evidenziati gli effetti antiaggregante, antiaterotrombotico e, di recente, quello antiaritmogeno (1-5).
EFFETTO ANTITROMBOTICO ED EMOREOLOGICO
Dopo appropriata stimolazione, i PUFA vengono liberati dalle membrane cellulari e, ad opera degli enzimi cicloossigenasi e lipoossigenasi, danno origine a metaboliti attivi, detti eicosanoidi (prostaglandine, trombossani, leucotrieni e altri composti biologicamente attivi). Dall’acido arachidonico derivano il trombossano della serie A2 (TXA2), i leucotrieni della serie 4 (LTB4, LTC4, ecc.) e le prostaglandine della serie 2 (PGI2, PGD2, ecc.) formati rispettivamente nelle piastrine, leucociti e cellule endoteliali, mentre l’EPA viene metabolizzato, nellestesse sedi, a trombossano A3 (TXA3), leucotrieni della serie 5 (LTB5, LTC5, ecc.) e prostaglandine della serie 3 (PGI3, PGD3, ecc.). Mentre gli effetti vasodilatanti e antiaggreganti delle prostaglandine della serie 2 e 3 sono considerati equivalenti, il TXA2 e i leucotrieni della serie 4, derivati dall’acido arachidonico, hanno rispettivamente un effetto pro aggregante/vasocostrittore e pro infiammatorio complessivamente superiori agli analoghi eicosanoidi derivati dall’EPA (6) . La maggiore assunzione con la dieta di PUFA n-3 determina uno shiftnella sintesi di eicosanoidi per sostituzione a livello delle membrane cellulari dell’acido arachidonico con EPA, come substrato dello stesso sistema enzimatico. Questo potrebbe in parte spiegare gli effetti biologici favorevoli dei PUFA n-3 rispetto ai PUFA n-6, anche se probabilmente altri meccanismi sono operanti nel determinare un benefico effetto antitrombotico dei PUFA n-3, quali : 1. potenziamento della fibrinolisi e riduzione del fibrinogeno; 2. riduzione dell’attività della lipoproteina (a), potente fattore protrombotico oltre che proaterogeno. I meccanismi appena elencati rendono ragione dei positivi effetti svolti dagli acidi grassi polinsaturi n-3 sull’aggregazione piastrinica, con relativo allungamento del tempo di sanguinamento. È stato inoltre dimostrato che una maggiore incorporazione dei PUFA n-3 nella membrana cellulare dei globuli rossi è in grado di incrementarne la fluidità e quindi la deformabilità meccanica ed osmotica, favorendone la circolazione a livello del microcircolo.
EFFETTI SULL’ASSETTO LIPIDICO
Gli effetti degli acidi grassi PUFA n-3 a carico dei trigliceridi sono stati quelli maggiormente studiati: si attesta una riduzione media della trigliceride mia attorno al 30% e l’effetto ipotrigliceridemizzante sembra essere dose-dipendente(5-6). Il meccanismo alla base sembra essere una diminuita sintesi epatica di acidi grassi, trigliceridi, VLDL, oltre che un aumentato catabolismo delle VLDL in LDL, dal momento che le VLDL ricche in omega-3 sarebbero
più suscettibili all’azione delle lipoproteinlipasi. Di recente è stata anche ipotizzata un’azione su recettori nucleari PPARs (PerixosomeProliferatorActivatedReceptors) (7) . Molto discussi sono invece gli effetti dei PUFA n-3 sugli altri lipidi. Essi incrementano modestamente i livelli di HDL, grazie alla riduzione degli acidi grassi liberi nel plasma, che causerebbe un ridotto trasferimento, mediato dalla CholesterolEsterTransferProtein, degli esteri di colesterolo dalleHDL alle LDL e VLDL ( 8). Molto meno certo è l’effetto degli acidi grassi omega-3 sulle concentrazioni plasmatiche delle LDL: è stato descritto un modesto aumento di tale frazione lipoproteica da ascrivere ad una maggiore dimensione delle singole particelle, piuttosto che ad un loro incremento numerico. Questo è pertanto un effetto antiaterogeno dei PUFA n-3 tenendo conto che solo le LDL piccole e dense sono associate a un maggior rischio aterogeno. In ultimo, alcuni recenti studi hanno evidenziato che i PUFA n-3 riducono la lipemia post-prandiale, fattore che sembra avere un ruolo indipendente nello sviluppo dell’aterosclerosi: tale effetto sembra essere correlato a una maggiore attività della lipoproteinlipasi sulle lipoproteine, sui chilomicroni e forse anche sulle VLDL.
EFFETTI SUL METABOLISMO GLUCIDICO
Tenendo conto del ruolo centrale dell’insulino resistenza nello sviluppo del diabete, alcuni studi hanno voluto verificare se i PUFA n-3 potessero influenzare l’azione dell’insulina a livello dei corrispettivi recettori. Nel ratto è stato evidenziato che un’aumentata concentrazione di omega-3 migliora la fluidità di membrana e quindi l’interazione tra l’insulina e il suo recettore .Tutto questo non è stato dimostrato ancora nell’uomo, in cui invece in letteratura sono riportati dati discordanti, anche se dalle ultime metanalisi sembrerebbe che la somministrazione di PUFA n 3 fino a 3 g/die è sicura ed ha effetto neutro sia sull’emoglobina glicata sia sulla glicemia a digiuno.
EFFETTI SULLA PRESSIONE ARTERIOSA E SUL TONO VASCOLARE
Gli acidi grassi omega-3 riducono la pressione arteriosa sia in soggetti sani, sia in pazienti affetti da ipertensione arteriosa (9) attraverso diversi meccanismi: soppressione di prostanoidi ad azione vasocostrittrice; incrementata produzione e rilascio di nitrossido; riduzione della concentrazione plasmatica di noradrenalina; regolazione dell’accumulo di calcio nella cellula; aumentata fluidità delle membrane plasmatiche.
EFFETTI ANTIINFIAMMATORI
Come già detto in precedenza, dagli acidi grassi omega-3 derivano i leucotrieni della serie 5, che rispetto a quelli della serie 4 (derivati dall’acido arachidonico), sono dotati di un’azione vasocostrittrice e pro-infiammatoria molto più modesta, circa dieci volte inferiore. Ciò può comportare importanti ricadute sia sull’aterosclerosi sia su altre patologie infiammatorie (artrite reumatoide, morbo di Crohn, psoriasi, dermatite atopica). Il ruolo svolto dall’infiammazione nella genesi della placca aterosclerotica e nelle condizioni di instabilità e rottura della stessa è ormai universalmente accettato . È quindi verosimile che gli acidi grassi omega-3, mediante l’attenuazione dei processi infiammatori, possano svolgere un ruolo centrale nella prevenzione sia del processo aterosclerotico, sia degli eventi acuti connessi alla rottura della placca.
EFFETTI ANTIATEROTROMBOTICI
Diversi studi hanno ampiamente dimostrato come la disfunzione endoteliale, indotta da diversi fattori quali tossine, shear stress, fumo di sigaretta, dislipidemia, sia l’evento iniziale nello sviluppo dell’aterosclerosi: l’endotelio diventa “pro-adesivo”, inducendo un’aumentata adesività dei monociticircolanti, che successivamente infiltrano l’intima della parete arteriosa. A questo livello formano la stria lipidica, primo evento morfologicamente rilevabile nell’aterosclerosi, richiamando LDLossidate dai radicali liberi rilasciati dall’endotelio stesso o dai macrofagi . Diversi sono i fattori che mediano l’interazione endotelio- leucociti, quali le chemochine (N-formil peptidi, componenti del complemento, leucotrieni B4, PAF), le selectine, proteine di adesione (ICAM1, ICAM2, ICAM3, VCAM-1) che riconoscono come ligandi, alcune integrine espresse sulla membrana leucocitaria. Nell’evoluzione da stria lipidica a placca aterosclerotica sono a loro volta implicate numerose citochine, che causano l’infiltrazione di leucociti, cellule muscolari lisce e fibroblasti e promuovono l’adesione piastrinica. Le placche instabili sono quelle particolarmente ricche in lipidi e rivestite da un sottile cappuccio fibroso, che sono a rischio di fissurazione. Esse rappresentano l’ultimo stadio evolutivo dell’ateroma che porta all’angina instabile, all’infarto e a tutte le complicanze correlate ad esso, prima fra tutte l’insorgenza di aritmie fatali. I PUFA n-3 si inseriscono positivamente all’interno dei meccanismi patogenetici dell’aterosclerosi grazie ai loro effetti ipolipemizzanti, antitrombotici, emoreologici e sull’attivazione endoteliale Numerosi studi hanno dimostrato gli effetti dei PUFA n-3 sull’attivazione endoteliale come ad esempio una ridotta produzione di citochine pro-infiammtorie (IL-1, IL6, TNF α) , del PDGF(potente piogeno e chemochina per le cellule muscolari lisce), nonché una ridotta espressione di fattore tissutale dei monociti e di molecole endoteliali di adesione (10), ed un aumentato rilascio di nitrossido da parte dell’endotelio. Esperimenti in vitro condotti su colture di cellule endoteliali, hanno dimostrato che l’aggiunta di DHA alcune ore o giorni prima della stimolazione con citochine (IL-1 , IL-1 α, TNF α, IL-4 ed LPS), inibisce significativamente l’attivazione endoteliale nelle sue diverse fasi, tra cui l’espressione di molecole di adesione, quali VCAM-1, E-selectina e, in misura minore, ICAM-1 (11). Questo effetto è correlato all’incorporazione dei PUFA n-3 nelle membrane cellulari, mentre è inversamente proporzionale al contenuto di PUFA n- 6. Il DHA si concentra maggiormente nel pool di fosfatidil-etanolamina, che è notoriamente più rappresentato nella parte interna della membrana plasmatica e pertanto in una posizione strategica per alterare vie di trasduzione intracellulare. Infine i PUFA n-3 inibiscono il fattore di trascrizione nucleare NF-kB che controlla l’espressione coordinata di diverse molecole di adesione e chemotattiche, specifiche per i leucociti. Un recente trial randomizzato ha dimostrato il ruolo degli acidi grassi poliinsaturi n-3 sulla stabilità della placca. In questo studio sono stati arruolati 188 pazienti con aterosclerosi carotidea condizionante una stenosi critica, in attesa di intervento di tromboendoarteriectomia; tali pazienti sono stati randomizzati ad assumere placebo, olio di pesce (PUFA n-3) e olio di semi (PUFA n-6). I pazienti che avevano ricevuto PUFA n-3 presentavano a livello della placca aterosclerotica un’elevata concentrazione di EPA e DHA, una riduzione dell’infiltrazione di monociti e macrofagi, un cappuccio fibroso più spesso sia rispetto ai controlli, sia rispetto ai pazienti trattati con PUFA n-6. Tutti questi fattori contribuiscono sicuramente alla stabilità della placca e potrebbero giustificare quindi la riduzione di eventi cardiovascolari fatali e non fatali osservata negli studi clinici di prevenzione primaria e secondaria con PUFA n-3.
EFFETTI ANTIARITMOGENI
Gli acidi grassi poliinsaturi n-3, nati come farmaci da utilizzare nel controllo delle dislipidemie, hanno imprevedibilmente dimostrato un’efficacia antiaritmica, rappresentando una nuova opzione farmacologica nel trattamento delle aritmie ventricolari, e quindi della Morte Cardiaca Improvvisa (MCI), nei pazienti affetti da cardiopatia post-infartuale. È noto come la MCI rappresenti un’evenienza frequente, potendo esordire come prima manifestazione dell’ischemia acuta nel 25% dei casi o come complicanza tardiva dell’infarto o della cardiopatia ischemica nel 75% dei casi. I meccanismi ipotizzati nell’indurre una maggiore stabilità elettrica di membrana da parte dei PUFA n- 3 sarebbero molteplici. La produzione di eicosanoidi meno dannosi (TXA3 e LTB5) determina unaminore risposta vasocostrittrice e infiammatoria tessutale e quindi, una riduzione dell’infarctsizee una minore produzione di radicali superossido, favorenti l’instabilità elettrica delle aree perinfartuali. I PUFA n-3 sono in grado di modulare la bilancia simpatico-vagale a favore di quest’ultimo, quando vi sia un’iperattività simpatica . Infatti, studi condotti mediante l’analisi della variabilità della frequenza cardiaca (HRV), utilizzata come end-point surrogato di eventi aritmici e di MCI, hanno documentato come la somministrazione di PUFA n-3 determini un aumento della variabilità R-R sia in pazienti ad elevato rischio aritmico (pazienti infartuati con disfunzione ventricolare sinistra, pazienti con insufficienza renale cronica in dialisi, pazienti diabetici) , sia in soggetti sani, e come questo sia correlato con le concentrazioni di EPA e DHA nelle membrane cellulari. L’aumento del contenuto di PUFA n-3 nelle membrane piastriniche è correlato ad un aumento della variabilità della frequenza cardiaca, espressa come SDNN (StandardDeviation of Normal to Normalintervals). Infine, i PUFA n-3 modulano la conduttanza dei canali ionici di membrana, attraverso la modificazione dello stato fisico e, quindi, delle caratteristiche di fluidità del doppio strato lipidico. I PUFA n-3 agiscono a livello dei canali del Na++ determinando uno spostamento della soglia per l’apertura dei canali verso un valore di potenziale più positivo, in modo tale che solo una stimolazione maggiore del 40-50% possa indurre il potenziale d’azione. A livello dei canali del Ca++, i PUFA n-3 determinerebbero un’inibizione delle correnti voltaggio-dipendenti di tipo L, riducendo la concentrazione citosolica di tale ione, che è aritmogena quando eccessiva (ischemia, scompenso, intossicazione digitalica) e, soprattutto, diminuendo le fluttuazioni della concentrazione di Ca++ citosolico prima della contrazione, responsabili della comparsa di postpotenziali. Un meccanismo più recentemente ipotizzato circa l’effetto modulante esercitato dai PUFA n-3 a livello dei canali ionici, sarebbe rappresentato da un’alterazione della tensione che i fosfolipidi di membrana esercitano sul canale stesso, con conseguente cambiamento conformazionale e alterazione della conduttanza ionica (12). Questi effetti sui canali ionici di membrana sono stati testati in una serie di lavori sperimentali condotti prevalentemente su miociti isolati trattati con sostanze aritmogene (ad esempio livelli tossici di calcio o ouabaina). Analogamente, studi condotti in vivo su animali da esperimento (cani con pregresso infarto esteso anteriore, indotto dalla legatura dell’interventricolare anteriore) hanno evidenziato un effetto protettivo dei PUFA n-3 verso le aritmie ventricolari fatali indotte dall’ischemia.
Letteratura
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The fatty acids found in nature are distinguished, based on the absence or presence of double bonds, in saturated and unsaturated, respectively. The unsaturated fatty acids, in turn, differentiate into mono-unsaturated or poly-unsaturated in relation to the number of double bonds present in their molecule. The increase in the number of double bonds, or the passage from saturated fatty acids to progressively more “unsaturated” molecules, constitutes a structural element of primary functional importance: the presence in series of double bonds gives the carbon chain the progressive increase of the points of twist, just at the double bond. At a three-dimensional level this involves the growing tendency of polyunsaturated fatty acids (PUFAs) to assume a less rigid conformation which, on a morpho-functional level, corresponds to an increasing fluidity of the membranes within which the PUFA are incorporated. The main n-3 PUFA, contained almost exclusively in fish, are eicosapentaenoic acid (EPA, C20: 5 n-3) and docosahexaenoic acid (DHA, C22: 6 n-3), the last of which is most represented in the body human. The main n-6 PUFAs, mainly contained in vegetable oils and in meat, are represented by linolenic acid (GLA, C18: 3 n-6) and arachidonic acid (AA, C20: 4 n-6).
Both n-6 and n-3 PUFA series are incorporated into biological membranes, in the form of phospholipid and glycolipid components. At this level they compete for the same enzymatic system, as their metabolism is completely separate and their interconversion is not possible. The metabolic pathways of the linoleic and α-linolenic series use, in fact, the same enzymes for elongation and desaturation reactions which from linoleic acid and α-linolenic acid lead, respectively, to the formation of arachidonic acid (PUFAn-6) and eicosapentaenoic acid (PUFA n-3). EPA can be further extended and desaturated to docosahexaenoic acid (DHA), which in the human body is the most represented n-3 PUFA; the latter constitutes an EPA reserve and can therefore exercise its cellular effects both directly and indirectly through conversion into EPA.
In recent years various experimental and clinical studies have been conducted, which have demonstrated the numerous favorable effects of n-3 PUFAs. The first identified biological effect was the hypotrigliceridemizing one, whereby these compounds were initially used for the treatment of dyslipidemia. Subsequently, the effects of anti-aggregation, anti-thromothrombosis and, recently, the anti-arrhythmogenic effect (1-5) were highlighted.
ANTITROMBOTIC AND EMOREOLOGICAL EFFECT
After appropriate stimulation, the PUFAs are released from cell membranes and, due to the cyclooxygenase and lipooxygenase enzymes, give rise to active metabolites, called eicosanoids (prostaglandins, thromboxanes, leukotrienes and other biologically active compounds). From the arachidonic acid derive the A2 thromboxane series (TXA2), the 4 series leukotrienes (LTB4, LTC4, etc.) and the series 2 prostaglandins (PGI2, PGD2, etc.) formed respectively in platelets, leukocytes and endothelial cells , while the EPA is metabolized, at these sites, to thromboxane A3 (TXA3), leukotrienes of series 5 (LTB5, LTC5, etc.) and prostaglandins of series 3 (PGI3, PGD3, etc.). While the vasodilating and anti-aggregating effects of the prostaglandins of series 2 and 3 are considered equivalent, the TXA2 and the leukotrienes of the series 4, derived from arachidonic acid, have a pro-aggregating / vasoconstrictor and pro-inflammatory effect respectively higher than the analogous eicosanoids derived from the EPA (6). The higher intake of n-3 PUFA in the diet leads to a shift in the synthesis of eicosanoids by substitution at the level of arachidonic acid cell membranes with EPA, as a substrate of the same enzyme system. This may partly explain the favorable biological effects of n-3 PUFAs compared to n-6 PUFAs, although probably other mechanisms are operative in determining a beneficial antithrombotic effect of n-3 PUFAs, such as: 1. strengthening of fibrinolysis and reduction of fibrinogen; 2. reduction of the activity of lipoprotein (a), a powerful prothrombotic factor as well as proaterogenic. The mechanisms listed above account for the positive effects of n-3 polyunsaturated fatty acids on platelet aggregation, with a related increase in bleeding time. It has also been shown that a greater incorporation of n-3 PUFA into the red blood cell membrane is able to increase its fluidity and therefore its mechanical and osmotic deformability, favoring its circulating at the level of the microcirculation.
EFFECTS ON THE LIPID STRIP
The effects of n-3 PUFA fatty acids on triglycerides have been the most studied: an average reduction of my triglyceride of around 30% is confirmed and the hypoglyceridemic effect appears to be dose-dependent (5-6). The underlying mechanism appears to be a decreased hepatic synthesis of fatty acids, triglycerides, VLDL, as well as an increased catabolism of VLDL to LDL, since omega-3 rich VLDLs would be
more susceptible to the action of lipoproteinlipases. Recently an action on PPARs nuclear receptors (PerixosomeProliferatorActivatedReceptors) has also been hypothesized (7). The effects of n-3 PUFAs on other lipids are much discussed. They modestly increase HDL levels, thanks to the reduction of free fatty acids in the plasma, which would cause a reduced transfer, mediated by CholesterolEsterTransferProtein, of cholesterol esters from HDL to LDL and VLDL (8). The effect of omega-3 fatty acids on the plasma concentrations of LDL is much less certain: a modest increase in this lipoprotein fraction has been described, due to a greater size of the individual particles, rather than to their numerical increase. This is therefore an antiatherogenic effect of n-3 PUFAs taking into account that only small and dense LDLs are associated with a greater atherogenic risk. Finally, some recent studies have shown that n-3 PUFAs reduce post-prandial lipemia, a factor that seems to have an independent role in the development of atherosclerosis: this effect seems to be related to a greater activity of lipoproteinlipase on lipoproteins, on chylomicrons and maybe even VLDL.
EFFECTS ON GLUCID METABOLISM
Taking into account the central role of insulin resistance in the development of diabetes, some studies wanted to verify whether n-3 PUFAs could influence the action of insulin at the level of the corresponding receptors. In the rat it was shown that an increased concentration of omega-3 improves membrane fluidity and therefore the interaction between insulin and its receptor. All this has not yet been demonstrated in humans, where in literature they are reported conflicting data, although from the latest meta-analyzes it would appear that the administration of PUFA n 3 up to 3 g / day is safe and has a neutral effect on both glycated hemoglobin and fasting blood glucose.
EFFECTS ON ARTERIAL PRESSURE AND ON THE VASCULAR TONE
Omega-3 fatty acids reduce blood pressure both in healthy subjects and in patients with arterial hypertension (9) through different mechanisms: suppression of prostanoids with vasoconstrictor action; increased production and release of nitroxide; reduction of plasma norepinephrine concentration; regulation of calcium accumulation in the cell; increased fluidity of plasma membranes.
ANTI-INFLAMMATORY EFFECTS
As previously stated, leukotrienes from the 5 series derive from omega-3 fatty acids, which, compared to those of the 4 series (derived from arachidonic acid), have a much more modest vasoconstrictor and pro-inflammatory action, about ten times lower. This can have important consequences both on atherosclerosis and on other inflammatory pathologies (rheumatoid arthritis, Crohn’s disease, psoriasis, atopic dermatitis). The role played by inflammation in the genesis of atherosclerotic plaque and in the conditions of instability and rupture of the same is now universally accepted. It is therefore likely that omega-3 fatty acids, through the attenuation of inflammatory processes, can play a central role in the prevention of both the atherosclerotic process and the acute events related to plaque rupture.
ANTIATEROTROMBOTIC EFFECTS
Several studies have amply demonstrated how endothelial dysfunction, induced by various factors such as toxins, shear stress, cigarette smoke, dyslipidemia, and the initial event in the development of atherosclerosis: the endothelium becomes “pro-adhesive”, inducing a increased adhesion of the monocytic circulars, which subsequently infiltrate the interior of the arterial wall. At this level they form the lipid strip, the first morphologically detectable event in atherosclerosis, recalling LDL oxidized by free radicals released by the endothelium itself or by macrophages. There are several factors that mediate the interaction of endothelium-leukocytes, such as chemokines (N-formyl peptides, complement components, leukotrienes B4, PAF), selectins, adhesion proteins (ICAM1, ICAM2, ICAM3, VCAM-1) which they recognize as ligands, some integrins expressed on the leukocyte membrane. In the evolution from stria lipidica to atherosclerotica plaque several cytokines are implicated, which cause the infiltration of leukocytes, smooth muscle cells and fibroblasts and promote platelet adhesion. Unstable plates are those particularly rich in lipids and coated with a thin fibrous cap, which are at risk of fissuring. They represent the last evolutionary stage of the atheroma that leads to unstable angina, infarction and all the complications related to it, first of all the onset of fatal arrhythmias. The n-3 PUFAs are positively inserted within the pathogenetic mechanisms of atherosclerosis thanks to their lipid-lowering, antithrombotic, hemoreological and endothelial activation effects. Numerous studies have demonstrated the effects of n-3 PUFA on endothelial activation such as a reduced production of pro-inflammatory cytokines (IL-1, IL6, TNF α), of PDGF (potent pyogen and chemokine for smooth muscle cells), as well as a reduced expression of tissue factor of monocytes and endothelial adhesion molecules (10) , and an increased release of nitroxide by the endothelium. In vitro experiments conducted on endothelial cell cultures have shown that the addition of DHA a few hours or days before stimulation with cytokines (IL-1, IL-1 α, TNF α, IL-4 and LPS) significantly inhibits the endothelial activation in its various phases, including the expression of adhesion molecules, such as VCAM-1, E-selectin and, to a lesser extent, ICAM-1 (11). This effect is related to the incorporation of n-3 PUFAs in cell membranes, while it is inversely proportional to the n-6 PUFA content. The DHA concentrates more in the phosphatidyl-ethanolamine pool, which is notoriously more represented in the inner part of the membrane plasma and therefore in a strategic position to alter intracellular transduction pathways. Finally, n-3 PUFAs inhibit the NF-kB nuclear transcription factor that controls the coordinated expression of different adhesion and chemotactic molecules, specific for leukocytes. A recent randomized trial demonstrated the role of polyunsaturated n-3 fatty acids on plaque stability. In this study, 188 patients with carotid atherosclerosis conditioning a critical stenosis, pending thromboendarterectomy intervention, were enrolled; these patients were randomized to placebo, fish oil (PUFA n-3) and seed oil (PUFA n-6). Patients who received n-3 PUFAs had a high concentration of EPA and DHA at the level of atherosclerotic plaque, a reduction in the infiltration of monocytes and macrophages, a fibrous cap more often with respect to controls, and to patients treated with PUFA n-6. All these factors certainly contribute to plaque stability and could therefore justify the reduction of fatal and non-fatal cardiovascular events observed in primary and secondary clinical trials with n-3 PUFA.
ANTI-ARITHMOGENIC EFFECTS
The polyunsaturated fatty acids n-3, born as drugs to be used in the control of dyslipidemias, have unpredictably demonstrated an antiarrhythmic efficacy, representing a new pharmacological option in the treatment of ventricular arrhythmias, and therefore of Sudden Cardiac Death (MCI), in affected patients from post-infarct heart disease. It is known that MCI represents a frequent occurrence, being able to begin as a first manifestation of acute ischemia in 25% of cases or as a late complication of heart attack or ischemic heart disease in 75% of cases. The mechanisms hypothesized in inducing a greater electrical membrane stability by PUFA n-3 would be multiple. The production of less harmful eicosanoids (TXA3 and LTB5) determines a slight vasoconstrictor and inflammatory tissue response and therefore, a reduction in infarcts and a lower production of superoxide radicals, favoring the electric instability of the infarct areas. The n-3 PUFAs are able to modulate the sympathetic-vagal balance in favor of the latter, when there is a sympathetic overactivity. In fact, studies conducted by analyzing heart rate variability (HRV), used as a surrogate end-point for arrhythmic and MCI events, have documented how the administration of n-3 PUFAs determines an increase in RR variability both in patients and in patients with high arrhythmic risk (patients infarcted with left ventricular dysfunction, patients with chronic renal failure on dialysis, diabetic patients), both in healthy subjects and how this is correlated with concentrations of EPA and DHA in cell membranes. The increase in n-3 PUFA content in platelet membranes is related to an increase in heart rate variability, expressed as SDNN (Standard Deviation of Normal to Normal Intervals). Finally, n-3 PUFAs modulate the conductance of membrane ion channels, through the modification of the physical state and, therefore, of the fluidity characteristics of the lipid bilayer. The n-3 PUFAs act at the level of the Na ++ channels causing a shift of the threshold for the opening of the channels towards a more positive potential value, so that only a stimulation greater than 40-50% can induce the potential of action. At the level of the Ca ++ channels, the n-3 PUFAs would determine an inhibition of the voltage-dependent L-type currents, reducing the cytosolic concentration of this ion, which is arrhythmogenic when excessive (ischemia, decompensation, digitalis intoxication) and, above all, decreasing the fluctuations in the concentration of cytosolic Ca ++ before contraction, responsible for the appearance of post-potentials. A mechanism more recently hypothesized about the modulating effect exerted by n-3 PUFAs at the level of ion channels, would be represented by an alteration of the tension that membrane phospholipids exert on the channel itself, with consequent conformational change and alteration of ionic conductance ( 12). These effects on membrane ion channels have been tested in a series of experimental works conducted mainly on isolated myocytes treated with arrhythmogenic substances (for example toxic levels of calcium or ouabainine). Similarly, studies conducted in vivo on experimental animals (dogs with previous extended anterior infarction induced by ligation of the anterior interventricular) showed a protective effect of n-3 PUFAs against ischemic-induced fatal ventricular arrhythmias.
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