Stress ossidativo e modificazioni neuro-endocrine nelle fasi iniziali di adattamento alla microgravità nel modello Dry Immersion

I cambiamenti redox durante la microgravità potrebbero essere dovuti alla ridistribuzione dei fluidi nell’oragnismo durante la permanenza in assenza di gravità assenza di gravità. Per fornire un'evidenza meccanicistica di tale relazione, indagheremo la relazione tra i cambiamenti nella distribuzione dei fluidi, i cambiamenti negli ormoni coinvolti nella regolazione del volume e della distribuzione dei fluidi, il turnover del GSH e lo stato redox (es. quantità di perossinitriti) e le metalloproteinasi della matrice (MMP) attività ed espressione, nonché cambiamenti nella massa muscolare e nella forza, bilancio azotato. L’obiettivo sarà quello di sviluppare contromisure per prevenire l'attivazione dell'infiammazione e All. 4 al BANDO dello stress ossidativo indotta dalla microgravità sulla base della modulazione ormonale ed emodinamica della ridistribuzione dei fluidi corporei. Queste contromisure andranno a beneficio degli astronauti durante i voli spaziali a breve e lungo termine, nonché ai pazienti caratterizzati da alterazioni patologiche nei compartimenti fluidi come quelli con insufficienza cardiaca, cirrosi epatica e insufficienza renale.

We hypothesize that potential mechanisms triggering redox changes during microgravity could be due to the fluid shift observed in microgravity. To provide a mechanicistic evidence of such a relationship, and corroborate the in-vivo results, a series of in vitro experiments are planned to confirm the putative direct activity of the fluid-shift hormones and peptides on GSH turnover and redox state (e.g. amount of peroxynitrites) on MMP activity and expression. The proposal is to investigate, in subjects undergoing to a short-term Dry Immersion protocol, the time course of: (a) hormonal biomarkers: plasma renin, angiotensin II, Aldosterone, vasopressin, norepinephrine and atrial natriuretic peptide; (b) redox balance and inflammatory biomarkers: GSH in red blood cells and a panel of MMPs antigen and activity in plasma. Further, MMP expression in muscle biopsies collected at the beginning and after 5 days of dry immersion allow to quantify the magnitude of such an effect. Results will contribute to development of countermeasures to prevent microgravity induced activation of inflammation and oxidative stress based on hormonal and hemodynamic modulation of fluid shift.