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Il ruolo della saliva nella sindrome di Sjögren

Esplorando i problemi di produzione di saliva nella sindrome di Sjögren e le loro implicazioni.

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La saliva è super importante per mantenere la salute della nostra bocca. Fa un sacco di cose come:

  • Inumidire la bocca per aiutarci a parlare e inghiottire.
  • Bilanciare il pH per proteggere i nostri denti.
  • Combattere i germi dannosi.
  • Aiutarci a gustare il cibo.
  • Iniziare il processo di digestione.

La saliva proviene principalmente da tre grandi ghiandole: la ghiandola sottomandibolare, la ghiandola parotide e la ghiandola sottolinguale. Ci sono anche ghiandole più piccole nei nostri labbra, lingua e guance. La saliva è prodotta in cellule speciali chiamate cellule acinose e viene poi regolata da dotti prima di arrivare nella nostra bocca. Queste cellule acinose sono fondamentali per produrre saliva.

Come si produce la Saliva?

Il processo di produzione della saliva inizia con il movimento degli ioni cloruro (Cl-) attraverso le cellule acinose. Per trasportare Cl-, queste cellule hanno una struttura specifica: un lato guarda i vasi sanguigni e l'altro lato si apre ai dotti salivari. Dal lato che guarda i vasi sanguigni, gli ioni cloruro entrano nelle cellule acinose attraverso un trasportatore chiamato NKCC1.

Quando mastichiamo il cibo o lo annusiamo, un chimico chiamato acetilcolina (ACh) viene rilasciato dai nervi. Questo chimico attiva dei recettori speciali sulle cellule acinose, portando al rilascio di ioni Calcio (Ca2+) da un'area di stoccaggio dentro la cellula. L'aumento del calcio attiva un canale chiamato TMEM16a, permettendo il passaggio di Cl- nel dotto, e l'acqua segue, creando saliva.

Problemi Quando la Produzione di Saliva Diminuisce

A volte, il corpo non produce abbastanza saliva, cosa nota come xerostomia. Questo può succedere per vari motivi come l'assunzione di alcuni farmaci, ricevere radioterapia per il cancro alla testa e al collo, o avere una condizione chiamata Sindrome di Sjögren (SS).

La sindrome di Sjögren è una malattia autoimmune in cui il sistema immunitario del corpo attacca erroneamente le proprie ghiandole che producono saliva e lacrime. Porta spesso a bocca secca e occhi asciutti. Ci sono due forme di SS: primaria, che si verifica da sola, e secondaria, che appare insieme ad altre malattie come l'artrite o il lupus.

Questa condizione colpisce soprattutto le donne tra i 40 e i 50 anni. Anche se ci sono trattamenti per alleviare i sintomi, non c'è cura. La causa esatta di SS non è completamente compresa, ma probabilmente deriva da una combinazione di fattori genetici, ambientali, ormonali e possibilmente virali.

Come si Diagnostica la Sindrome di Sjögren?

I medici di solito diagnosticano SS controllando quanto bene funzionano le ghiandole salivari, cercando segni di cellule immunitarie che invadono le ghiandole, verificando eventuali danni alle ghiandole salivari minori e testando determinati autoanticorpi comuni in SS. Interessante è notare che nelle prime fasi di SS, potrebbe non esserci molto danno visibile ai tessuti ghiandolari anche se la produzione di saliva è gravemente ridotta.

Ricerca sulla Sindrome di Sjögren

Per capire meglio SS, i ricercatori hanno creato modelli murini. Questi modelli aiutano gli scienziati a vedere come si sviluppa la malattia e testare possibili trattamenti. Un modello prevede l'attivazione di un percorso chiamato percorso STING, che si pensa risponda in modo simile alle infezioni.

Quando questo percorso viene attivato, porta a infiammazione e risposte immunitarie che possono imitare i sintomi precoci di SS senza danni evidenti alle ghiandole salivari. Utilizzando questo modello, i ricercatori possono misurare la produzione di saliva e studiare cosa succede alle cellule nelle ghiandole.

Produzione di Saliva nei Modelli Murini

In uno studio che utilizzava questo modello murino, i ricercatori hanno esaminato come l'attivazione del percorso STING influenzasse la produzione di saliva. Hanno scoperto che, dopo aver stimolato le ghiandole, la produzione di saliva nei topi era significativamente più bassa rispetto a topi normali.

Guardando le cellule al microscopio, hanno visto che mentre alcune cellule immunitarie erano entrate nelle ghiandole, non c'era danno visibile alle ghiandole stesse. Questo indica che l'inizio della malattia potrebbe partire da una diminuzione della produzione di saliva piuttosto che da un danno diretto alla ghiandola.

Comprendere il Segnale del Calcio nelle Ghiandole Salivari

Il segnale del calcio è cruciale per la produzione di saliva. Lo studio ha trovato che anche se i livelli medi di calcio nelle cellule sembravano aumentare in risposta alla stimolazione, il modo in cui il calcio si diffondeva nelle cellule era disturbato. Invece di essere concentrati nelle aree giuste, i segnali di calcio erano più sparsi, il che probabilmente ha influenzato la capacità delle cellule di produrre saliva.

TMEM16a e Secrezione di Saliva

TMEM16a è un canale che consente il movimento degli ioni cloruro, che è vitale per la secrezione di saliva. I ricercatori hanno esaminato attentamente questo canale e hanno scoperto che, anche se la sua quantità e posizione nelle cellule sembravano normali, la sua attività era significativamente più bassa nei topi attivati da STING. I risultati suggeriscono che i meccanismi normalmente necessari per attivare questo canale sono compromessi, anche se i canali stessi non erano assenti o mal posizionati.

Funzione Mitocondriale e Produzione di Saliva

I Mitocondri, conosciuti come le centrali energetiche delle cellule, sono anch'essi importanti in questi processi perché forniscono l'energia necessaria per la produzione di saliva. Nel modello attivato da STING, i ricercatori hanno trovato forme alterate e numeri ridotti di mitocondri nelle cellule acinose. Questo cambiamento potrebbe compromettere l'apporto energetico della cellula e quindi la sua capacità di produrre saliva.

Utilizzando tecniche di imaging avanzate, hanno scoperto che i mitocondri in queste cellule apparivano più frammentati, il che corrisponde ai risultati visti nei pazienti con SS. Lo studio ha anche misurato quanto bene funzionavano i mitocondri guardando il loro potenziale di membrana e la salute generale.

Conclusione

La ricerca fa luce sugli eventi iniziali che portano a una diminuzione della produzione di saliva nella sindrome di Sjögren. I risultati suggeriscono che i cambiamenti nel segnale del calcio e nella funzione mitocondriale giocano ruoli cruciali nella ridotta capacità delle ghiandole salivari di produrre saliva. Comprendere questi processi è fondamentale per trovare trattamenti migliori per condizioni come la sindrome di Sjögren e migliorare la qualità della vita per chi ne è colpito.

Fonte originale

Titolo: Dysregulated Ca2+ signaling, fluid secretion, and mitochondrial function in a mouse model of early Sjogrens syndrome

Estratto: Saliva is essential for oral health. The molecular mechanisms leading to physiological fluid secretion are largely established, but factors that underlie secretory hypofunction, specifically related to the autoimmune disease Sjogrens syndrome (SS) are not fully understood. A major conundrum is the lack of association between the severity of inflammatory immune cell infiltration within the salivary glands and glandular hypofunction. In this study, we investigated in a mouse model system, mechanisms of glandular hypofunction caused by the activation of the stimulator of interferon genes (STING) pathway. Glandular hypofunction and SS-like disease were induced by treatment with 5,6-Dimethyl-9-oxo-9H-xanthene-4-acetic acid (DMXAA), a small molecule agonist of murine STING. Contrary to our expectations, despite a significant reduction in fluid secretion in DMXAA-treated mice, in vivo imaging demonstrated that neural stimulation resulted in greatly enhanced spatially averaged cytosolic Ca2+ levels. Notably, however, the spatiotemporal characteristics of the Ca2+ signals were altered to signals that propagated throughout the entire cytoplasm as opposed to largely apically confined Ca2+ rises observed without treatment. Despite the augmented Ca2+ signals, muscarinic stimulation resulted in reduced activation of TMEM16a, although there were no changes in channel abundance or absolute sensitivity to Ca2+. However, super-resolution microscopy revealed a disruption in the intimate colocalization of Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor Ca2+ release channels in relation to TMEM16a. TMEM16a channel activation was also reduced when intracellular Ca2+ buffering was increased. These data are consistent with altered local coupling between the channels contributing to the reduced activation of TMEM16a. Appropriate Ca2+ signaling is also pivotal for mitochondrial morphology and bioenergetics and secretion is an energetically expensive process. Disrupted mitochondrial morphology, a depolarized mitochondrial membrane potential, and reduced oxygen consumption rate were observed in DMXAA-treated animals compared to control animals. We report that early in SS disease, dysregulated Ca2+ signals lead to decreased fluid secretion and disrupted mitochondrial function contributing to salivary gland hypofunction and likely the progression of SS disease.

Autori: David I Yule, K.-T. Huang, L. E. Wagner, T. Takano, X.-X. Lin, H. Bagavant, U. Deshmukh

Ultimo aggiornamento: 2024-06-26 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.19.585719

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.19.585719.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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