LA MODULAZIONE DEI CANALI TRANSIENT RECEPTOR POTENTIAL V1 E A1 CON PROSTAGLANDINA-E2 E BRADICHININA È ASSOCIATA AD AUMENTO DELLA RISPOSTA TUSSIGENA ALLA CAPSAICINA ED A VARIAZIONI DELLA REGOLAZIONE AUTONOMICA DEL RITMO CARDIACO IN SOGGETTI SANI

BACKGROUND: Vi sono evidenze in modelli animali che l’inalazione di particolato fine (PM), attivi i recettori polmonari TRPV1 e TRPA1 e attraverso una modulazione del sistema nervoso centrale possa influenzare la regolazione autonomica dell'attività cardiaca. Questa ipotetica via neurogena, potrebbe essere responsabile degli effetti cardiovascolari avversi osservati in soggetti suscettibili dopo esposizioni acute a PM. OBIETTIVI: Verificare che l'attività di TRPV1 e TRPA1 può essere modulata in vivo dall’inalazione di prostaglandina-E2 (PGE2) e bradichinina (BK), e che i cambiamenti nell'attività dei canali TRP interferiscano con la regolazione autonomica del ritmo cardiaco nell’uomo. In un gruppo di volontari sani abbiamo valutato: 1. la risposta tussigena alla capsaicina (CPS) ed alla cinnamaldeide (CMA), agonisti esogeni rispettivamente dei canali TRPV1 e TRPA1, somministrati per via inalatoria prima e dopo l'inalazione di PGE2 e BK, agonisti endogeni in grado di attivare in vitro i canali TRP; 2. la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) al momento della modulazione dei canali TRP con PGE2 e BK. È stato inoltre verificato: 3. il meccanismo molecolare della modulazione del canale TRPV1 in vitro su cellule HeLa trasfettate con la forma wild-type del TRPV1; 4. se la presenza di polimorfismi funzionali (SNPs) di TRPV1 spieghi la variabilità della risposta tussigena alla CPS e se modifichi la risposta tussigena alla modulazione dei canali TRP con PGE2 e BK. MATERIALI E METODI: 1. Sono stati reclutati 20 volontari sani, 17 dei quali hanno effettuato l’inalazione di PGE2 e BK o diluente, in modo randomizzato e in doppio cieco. Subito dopo, ogni soggetto è stato sottoposto al test di stimolazione specifica del recettore TRPV1 con CPS e TRPA1 con CMA. 2. In 12 dei volontari sani arruolati è stata misurata la HRV tramite la registrazione dell’elettrocardiogramma (ECG), avvenuta dopo l’inalazione di diluente, PGE2 e BK. Abbiamo analizzato tre variabili delle componenti spettrali nel dominio della frequenza che rappresentano indici di modulazione simpatica, vagale e del bilancio simpatico-vagale. 3. Abbiamo monitorato la funzionalità del canale TRPV1 misurando la concentrazione di [Ca2+] nelle cellule HeLa dopo trattamento con CPS e CMA. Abbiamo trasfettato le cellule HeLa con il canale umano TRPV1 per misurarne la funzionalità, dopo il pre-trattamento con dosi crescenti di PGE2, BK o particolato di scarico diesel (DEP) e successiva stimolazione con CPS. 4. Tutti i volontari sono stati caratterizzati per la risposta tussigena alla CPS. Abbiamo analizzato il DNA di ciascuno per caratterizzare sei SNPs di TRPV1. RISULTATI: 1. L'inalazione di PGE2 e BK ha determinato un aumento significativo della risposta tussigena indotta dalla CPS, indicando un aumento di sensibilità del TRPV1. La modulazione del TRPA1 ha mostrato cambiamenti inconsistenti della risposta tussigena indotta dalla CMA. 2. L'inalazione di PGE2 e BK ha modificato significativamente l’HRV comportando uno sbilanciamento della regolazione autonomica del ritmo cardiaco a favore del sistema simpatico rispetto al vagale. 3. Il pretrattamento con PGE2 o BK delle cellule HeLa che esprimono il TRPV1, non ha modificato le risposte cellulari indotte da CPS, dimostrando come nel nostro modello sperimentale, questi due mediatori non sensibilizzino direttamente il canale TRPV1. Il trattamento con il DEP ha aumentato significativamente le risposte cellulari mediate da CPS, indicando che TRPV1 è direttamente sensibilizzato dal particolato. 4. La variabilità della risposta tussigena alla CPS tra soggetti sani è spiegata da molteplici SNPs del canale TRPV1. Il contributo maggiore alla sensibilità in termini di risposta tussigena alla CPS in vivo è dovuto alla presenza di quattro SNPs combinati: I315M; I585V; T469I; P91S. Questi dati supportano l’ipotesi che l’inalazione di PM, interferendo con la funzione dei TRP, induca effetti cardiovascolari acuti in soggetti suscettibili.