Proteomica per l'identificazione dei cambiamenti indotti dall'iperossia nell'espressione proteica

L'ossigeno è necessario per sostenere la vita umana e viene utilizzato per la produzione di energia mediante ossidazione nei mitocondri. L'applicazione di ossigeno non solo aumenta la saturazione del sangue del paziente, ma ha anche vari effetti secondari. Viene quindi utilizzato per trattare malattie che compromettono la capacità del corpo di assorbire e utilizzare l'ossigeno. Ma anche le persone sane possono soffrire di ipossia quando salgono in alta quota. Qui, il mal di montagna può portare a complicazioni potenzialmente fatali come l'edema cerebrale di alta quota o l'edema polmonare di alta quota. Poiché l'ipossia può avere conseguenze disastrose, l'iperossia è spesso tollerata in molte situazioni pre e intraospedaliere.

Mentre gli effetti dell'ipossia sono ben studiati, in particolare le pubblicazioni dell'ultimo decennio hanno portato a una nuova prospettiva sull'applicazione dell'ossigeno. Oltre ai cambiamenti fisiopatologici come la vasocostrizione periferica o la riduzione della contrattilità, sembrano essere di grande importanza soprattutto i cambiamenti a livello cellulare. Qui, lo stress ossidativo e il cambiamento della sintesi proteica in vari organi sono al centro degli studi attuali.

L'analisi differenziale dell'espressione proteica nei tessuti (proteomica) è un approccio importante per una migliore comprensione degli effetti negativi dell'iperossia. Soprattutto per i pazienti con elevata richiesta di ossigeno a lungo termine, la conoscenza dei cambiamenti cellulari durante l'iperossia può comportare nuovi approcci terapeutici e una riduzione del tasso di complicanze.

Nel presente studio di biologia molecolare campioni di urina e sangue di volontari sani saranno raccolti in momenti specifici dopo l'esposizione a breve termine all'ossigeno. Questi campioni saranno analizzati dopo lo studio utilizzando l'analisi differenziale dell'espressione proteica. Lo scopo di questo studio è quello di indagare gli effetti dell'ossigeno sulle funzioni cellulari mediante l'analisi e la successiva elaborazione bioinformatica di proteine ​​differenzialmente regolate nel sangue e nelle urine.

Dopo aver verificato i criteri di inclusione ed esclusione, vengono raccolti i dati biometrici delle persone testate.

Prima dell'iperossia a breve termine verrà eseguita una raccolta di campioni di sangue e urina. Qui ai partecipanti vengono prelevati 5 ml di sangue venoso dalla vena cefalica in condizioni sterili. Per ottenere il campione di urina viene utilizzata l'urina spontanea dei partecipanti. I campioni vengono immediatamente centrifugati e surgelati a -80°C. Per escludere una compromissione polmonare prima dell'iperossia a breve termine, viene eseguito un test di funzionalità polmonare utilizzando uno spirometro manuale.

Per indurre l'iperossia i soggetti inalano ossigeno al 100% per 3 ore attraverso una maschera facciale.

Dopo aver eseguito l'iperossia a breve termine, ha luogo la fase di follow-up. In questa fase verranno prelevati campioni di sangue e urina dai soggetti subito dopo l'iperossia (T0), il giorno 1 (T1), il giorno 3 (T3), il giorno 7 (T7), il giorno 14 (T14), il giorno 21 (T21 ) e il giorno 28 (T28) dopo l'esposizione all'ossigeno. Tutti i campioni saranno centrifugati immediatamente dopo la raccolta e congelati a -80 °C. Per escludere danni polmonari indotti da iperossia, durante il follow-up viene eseguita una spirometria.

Dopo che i campioni di tutti i soggetti sono stati raccolti, l'analisi dei campioni sarà effettuata utilizzando la proteomica.