laboratorio di biochimica degli alimenti e della nutrizione, e dello stress ossidativo uv-indotto

Biochimica degli Alimenti e della Nutrizione
e dello Stress Ossidativo UV-indotto
Ingegneria - Quota 150
 
Attività di ricerca
Staff
Strumentazione
Attività di ricerca
Le principali attività sviluppate in questo laboratorio, riguardano le linee di ricerca sotto riportate. L’attività di ricerca svolta si avvale della collaborazione di professori e ricercatori afferenti al nostro Dipartimento ed a quelli di altre Facoltà come Medicina e Chirurgia, Agraria ed Ingegneria (UNIVPM), nonchè di ricercatori di altre università nazionali e internazionali. I risultati ottenuti nelle linee di ricerca attivate fino ad oggi, si sono concretizzati in numerose pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali e brevetti. 
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Studio della struttura e delle funzioni delle lipoproteine plasmatiche (HDL, LDL) in condizioni normali e patologiche
Nell’ambito di questa linea di ricerca sono stati messe a punto le metodologie per separare le classi principali di lipoproteine (lipoproteine a bassissima densità, VLDL; lipoproteine a bassa densità, LDL e lipoproteine ad alta densità, HDL) e le loro sottoclassi da plasma umano. Lo studio della composizione e delle proprietà chimico-fisiche delle lipoproteine (ordine, polarità) è condotto in lipoproteine isolate da soggetti normolipemici, da pazienti affetti da patologie dismetaboliche e in modelli sperimentali di lipoproteine “patologiche” tra cui le lipoproteine ossidate, glicosilate, omocisteinilate “in vitro”. L’interesse per questi modelli sperimentali, si basa su numerosi studi che hanno dimostrato che le lipoproteine, in circolo, sono soggette ad un continuo rimodellamento della composizione e delle proprietà chimico-fisiche.
Studio delle proprietà antiossidanti e antiaterogeniche delle lipoproteine ad alta densità (HDL): ruolo dell’enzima paraoxonasi
Le lipoproteine ad alta densità (HDL) svolgono un ruolo protettivo contro l’insorgenza di patologie cardiovascolari che è stato attribuito alla loro capacità di trasportare colesterolo dalle cellule verso il fegato (trasporto inverso del colesterolo) e alla loro capacità di inibire la perossidazione lipidica delle lipoproteine a bassa densità (LDL) e delle membrane cellulari. Nell’ambito di tale linea di ricerca, sono state messe a punto le metodiche per determinare proprietà antiaterogeniche delle HDL e per valutare l’attività della paraoxonasi-1, un enzima antiossidante associato alla superficie delle HDL.
Separazione delle lipoproteine plasmatiche Struttura delle HDL Ruolo antiossidante delle HDL
Studio delle basi molecolari e ruolo dello stress ossidativo nella patogenesi di malattie dismetaboliche e patologie neurodegenerative
Lo stress ossidativo svolge un ruolo chiave nello sviluppo e progressione di numerose condizioni patologiche(diabete, obesità, ictus, sclerosi multipla, psoriasi, celiachia, patologie neurodegenerative…). Nell’ambito di tale linea di ricerca, sono state messe a punto le metodiche per valutare i principali markers di perossidazione lipidica (dieni coniugati, idroperossidi lipidici, ox-LDL) in diversi campioni biologici (plasma, liquor, tessuti..), nelle lipoproteine isolate e in cellule in coltura.
Studio dei meccanismi d’azione di antiossidanti naturali e di sintesi
In questo ambito, l’attività di molecole antiossidanti presenti negli alimenti e bevande (polifenoli, fitosteroli, carotenoidi, vitamine antiossidanti) o di sintesi (es. nitrossidi radicali) viene valutata utilizzando diversi saggi in modelli sperimentali in vitro (cellule in coltura, lipoproteine, membrane biologiche e membrane modello) e in vivo, sia in soggetti normali che patologici.
Meccanismi coinvolti nella promozione della perossidazione lipidica Ruolo aterogenico delle LDL ossidate Attività antiossidante di molecole di sintesi Attività antiossidante del tè
Studio della relazione tra alimentazione e salute e valutazione delle proprietà funzionali degli alimenti
Negli alimenti sono contenute numerose molecole che svolgono, con meccanismi diversi, un ruolo funzionale. Nell’ambito di questa linea di ricerca sono state messe a punto metodiche per valutare le caratteristiche nutrizionali degli alimenti:
- valutazione dei livelli di antiossidanti in diverse matrici alimentari (livelli di fenoli totali, vitamine antiossidanti, carotenoidi); 
- valutazione della capacità antiossidante totale (ABTS assay, ORAC assay, DPPH assay, DMPD assay) di alimenti e di bevande;
- valutazione di indici di danno ossidativo nei prodotti alimentari; 
valutazione dell’indice e carico glicemico degli alimenti “in vivo”.
 
Tale linea di ricerca ha permesso di acquisire competenze per fornire consulenza nutrizionale ad aziende alimentari per etichettatura alimentare e nutrizionale e supporto scientifico per formulazione di diversi prodotti alimentari con caratteristiche nutrizionali peculiari (es. basso indice glicemico, elevato contenuto di fibra, livelli controllati e bilanciati di lipidi, carboidrati, proteine, elevati livelli di antiossidanti….). Negli ultimi anni abbiamo fornito anche supporto tecnico-scientifico finalizzato ad avviare la procedura ai fini dell’approvazione dei Claims salutistici da parte dell’EFSA (European Food Safety Authority) secondo il regolamento CE 1924/2006 e CE 353/2008 e a seguire l’iter della domanda dalla sua predisposizione, alla presentazione, fino alle fasi finali della valutazione da parte dell’Ente. Ciò ha permesso già di stabilire rapporti di collaborazione scientifica con diverse Aziende alimentari e Istituzioni pubbliche (Regione Marche, Provincia di Ancona) per lo svolgimento di progetti di valorizzazione nutrizionale di alimenti.
Piramide alimentare
Etichetta nutrizionale
Studio dello stress ossidativo indotto dalle radiazioni solari UVA
Le radiazioni solari, soprattutto le UVA (320-400 nm), sono responsabili dell’ossidazione di diverse macromolecole biologiche presenti a livello intra/extra cellulare. In questo contesto, le ricerche svolte riguardano soprattutto l’effetto degli UVA su fibroblasti di derma umano (che vengono colpite da questi raggi a livello del derma durante l’esposizione solare) le quali inducono fotoinvecchiamento, fotocarcinogenesi ed immunosoppressione. Viene quindi studiata l’inibizione di questo danno da parte di diverse molecole antiossidanti naturali e di sintesi.
Studio di fotostabilità ed efficacia fotoprotettiva di filtri/creme solari commerciali e filtri di nuova sintesi
Questa è una delle linee principali di ricerca svolte in questo laboratorio. Alcuni filtri solari presenti nelle creme/preparazioni solari sono fotoinstabili e si decompongono quando esposti alle radiazioni solari, generando alcune volte, specie reattive all’ossigeno. In questo contesto, viene studiata la fotostabilità di diversi filtri solari commerciali, sia organici che inorganici, presenti in sistemi omogenei (soluzione), in formulazioni cosmetiche e in nuovi veicolanti (NLC: NanoLipid Carriers), esposti a radiazioni UVA o luce solare. Non solo la fotostabilità ma anche l’effetto (protettivo/tossico) di questi filtri e quelli di nuova sintesi, viene determinata in formulazioni cosmetiche ed in sistemi biologici esposti agli UV. Inoltre, sono state messe a punto metodiche per confrontare la fotostabilità ed efficacia protettiva di creme solari commerciali e non, utilizzando fibroblasti di derma umano come modello sperimentale sulle quali vengono valutate diversi end-points relativi al danno ossidativo indotto dai raggi UVA.
Effetti dei raggi UV sulla pelle Spettri di assorbanza di crema solare prima e dopo   l’esposizione agli UVA Schema per valutazione fotoprotettiva di creme solari
Staff
tel 071 220 4318/4416
tel. 071 2204968

 

Strumentazione
  • Lampada solare UVA (Philips Original Home Solarium, model HB 406/A)
  • Heidolph VV2000 Rotavapor con Buchi 461 Bagno termostatato
  • Centrifuga FALC 4225 
  • Bilancia Analitica BEL 
  • Agitatori/Piastre riscaldanti
  • pH metro 
  • Sistema per elettroforesi verticale BIORAD
  • Sistema per Western Blot BIORAD
  • Cappa chimica

Il personale del laboratorio ha inoltre a disposizione le seguenti attrezzature:

  • Attrezzature per colture cellulari (Incubatori Thermo Scientific BB15 Heraeus, Thermo Scientific HERACell 150i a flusso controllato di ossigeno, cappa a flusso laminare, microscopio invertito Olympus CK2)
  • Spettrofotometro UV/Visibile (Shimadzu UV-2401PC)
  • Spettrofluorimetri corredati di polarizzatori e di celle termostatate (Perkin Elmer LS55 e LS50B)
  • MyiQ Single Colour Real-Time PCR Detection System (BioRad)
  • Lettore Micropiastre (Synergy HT, BioTEK)
  • Citofluorimetro (Millipore Guava easyCyte)
  • Ultracentrifughe (Sorvall RC M150GX, Beckman Optima L-90K)
  • Centrifughe refrigerate (Beckman J2-HS, Thermo Scientific Heraeus MEGAFUGE 16R)
  • Liofillizatore (Heto DryWinner 6-85)
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