Il cuorecome ghiandola endocrina

?3.,0.KYO

GRANULI

O- —/

MIOFILA-MENTO

Oltre che funzionare come pompa, questo importante organo corporeoproduce un ormone scoperto recentemente, il fattore natriuretico atriale,che interagendo con altri ormoni regola la pressione e il volume sanguigni

I

cuore è una pompa, un organo mu-scolare che si contrae ritmicamente,spingendo il sangue prima verso i

polmoni per l'ossigenazione e poi verso ilsistema vascolare per rifornire di ossigenoe di sostanze nutritive ogni cellula dell'or-ganismo. Tutto ciò è noto fin da quando,nel 1628, William Harvey pubblicò l'Es-say on the Motion of the Heart and of theBlood in Animals.

Da qualche anno, però, è noto che ilcuore è qualcosa di più di una pompa: èanche una ghiandola endocrina. Infatti,esso secerne un potente ormone peptidico,il fattore natriuretico atriale (ANF dall'in-glese atrial natriuretic factor). Questo or-mone ha un ruolo importante nella regola-zione della pressione e del volume ematicinonché dell'escrezione di acqua, sodio epotassio e agisce su svariati organi: suglistessi vasi del sangue, sui reni e sulle ghian-dole surrenali, oltre che su aree del cervelloche hanno funzione regolatrice.

La recente scoperta dell'ANF ha risoltoun problema che esisteva da molto tempo.Infatti, fin dal 1935 John Peters dellaSchool of Medicine della Yale Universityaveva intuito che doveva esserci un mec-canismo situato all'interno del cuore o nel-le sue vicinanze e capace di «misurare ilgrado di riempimento dei vasi» e di rego-lare in modo accurato il volume sangui-gno. Negli anni cinquanta e sessanta moltiricercatori avevano cercato inutilmente unipotetico «ormone natriuretico». La suapresenza avrebbe potuto spiegare la na-triuresi (escrezione di sodio) e la contem-poranea diuresi (escrezione di acqua), ri-scontrate in assenza di variazioni a caricodei noti processi che le regolano. Questotipo di natriuresi e diuresi non spiegabili sipotevano osservare in seguito a distensio-ne degli atri, le due cavità superiori delcuore, che ricevono il sangue dalle venepolmonari o dalle vene cave e lo trasferi-scono ai vicini ventricoli. L'ormone erastato chiamato «terzo fattore», in quanto

di Marc Cantin e Jacques Genest

avrebbe completato il ruolo degli altri duenoti meccanismi regolatori della pressionee del volume sanguigni, e cioè l'attività del-l'aldosterone, un ormone, e la filtrazionedel sangue da parte del rene.

Il primo passo verso la scoperta del ter-zo fattore è stato compiuto nel 1956,quando Bruno Kisch dell'American Colle-ge of Cardiology ha notato la presenza di«corpi densi», come egli li ha definiti, all'in-terno dei cardiociti, o cellule muscolaricardiache, di atri di cavie. Nel 1964,James D. Jamieson e George E. Paladedella Yale School of Medicine hanno pub-blicato che questi corpi, la cui funzione eraancora sconosciuta, erano apparentemen-te presenti negli atri di tutti i mammiferipresi in esame, inclusa la specie umana.Nel 1974, il nostro gruppo che lavora al-l'Università di Montreal ha notato che essierano molto simili ai granuli di secreto ac-cumulati nelle cellule endocrine (cioè lecellule che secernono ormoni), per esem-pio le cellule del pancreas o del lobo ante-riore dell'ipofisi, e ha osservato, inoltre,che quando si somministravano agli ani-mali amminoacidi marcati con isotopi ra-dioattivi, in breve questi comparivano neigranuli degli atri, incorporati in polipeptidiappena sintetizzati. Questo è esattamenteciò che sarebbe accaduto nel caso dei gra-nuli di secreto di cellule endocrine.

Nel 1976 Pierre-Yves Hatt e collabora-tori dell'Università di Parigi hanno

messo in relazione le conoscenze acquisitefino a quel momento sui granuli con le os-servazioni precedenti, che riguardavano laregolazione dei livelli di sodio e di acqua.Essi sono cosi riusciti a dimostrare che ilnumero di granuli dei cardiociti atriali au-menta parallelamente alla riduzione dellaquantità di sodio nella dieta dell'animale,il che significa che i granuli dovevano ac-cumulare qualche sostanza correlata conla regolazione dell'equilibrio del sodio. Ungrande passo avanti è stato compiuto

quando, nel 1981, Adolfo J. de Bold,Harald Sonnenberg e collaboratori allaQueen's University di Kingston nell'Onta-rio hanno iniettato omogeneizzati di atri di

Nelle fotografie al microscopio elettronico, ef-fettuate nel laboratorio dell'autore, appaiono,ingranditi 12 000 volte, granuli di accumulo diormone in cellule muscolari cardiache (cardio-citi) di ratto. La scoperta dei granuli ha portatoall'ipotesi che il cuore sia una ghiandola endo-crina. Lo stiramento dell'apparato contrattiledi un cardiocito (filamento con bande Z) sti-mola la liberazione del fattore natriureticoatriale (ANF). In una cellula di ratto normale (inalto) i granuli sono tutti raggruppati vicino alnucleo. In una cellula di ratto, alimentato per30 giorni con una dieta carente di sodio (inbasso), il numero dei granuli è aumentato, pro-babilmente per la diminuzione del volume delsangue. Infatti, ciò determina l'abbassamentodel livello dell'ANF in circolo; a questo eventosegue poi un accumulo di granuli nella cellula.

70

71

VENA CAVA SUPERIOREn

••••

-- iATRIOSINISTRO

ATRIODESTRO

VENA CAVAINFERIORE

AORTA I

(VERSO IL CIRCOLO

PERIFERICO)

'POTALA.

CORPO CILIARE

RENE

SISTEMAVASCOLARE

INTESTINOTENUE?

L'ANF agisce su varie regioni cerebrali (incluso l'ipotalamo), sul lobo posteriore dell'ipofisi, sullaghiandola surrenale, sul rene e sul sistema vascolare. Inoltre si lega a bersagli nel polmone, nelfegato, nel corpo ciliare (che secerne l'umore acqueo dell'occhio) e, probabilmente, nell'intestinotenue, ma i suoi effetti su questi ultimi tessuti non sono chiari. Nel cervello l'ANF si lega a moltearee interessate al controllo della pressione sanguigna e alla regolazione del sodio e dell'acqua;nell'ipotalamo inibisce la liberazione di vasopressina, un ormone che si accumula nel lobo poste-riore dell'ipofisi, è antidiuretico e ha effetto vasocostrittore su arteriole e capillari. L'ANF fa rilassarele cellule muscolari lisce dei vasi sanguigni, inibisce la secrezione di aldosterone (un ormone ingrado di far aumentare la pressione sanguigna) da parte della ghiandola surrenale e stimola il renead aumentare l'escrezione del sodio e dell'acqua filtrati dal sangue attraverso i glomeruli. Inoltre,sembra faccia diminuire il passaggio del sodio dai tubuli distali e dai collettori renali al sangue.

o

Nei mammiferi l'ANF è secreto dalle cellule muscolari dei due atri del cuore. Il sangue povero diossigeno, proveniente dalla periferia, entra nell'atrio destro, portato dalle vene cave; da qui siriversa nel ventricolo destro ed è quindi spinto verso i polmoni attraverso l'arteria polmonare. Ilsangue ricco di ossigeno ritorna all'atrio sinistro, passa nel ventricolo sinistro ed è spinto nell'aorta,da cui viene poi distribuito alla periferia. In alcune specie diverse dai mammiferi sembra che anchei ventricoli abbiano attività diuretica e natriuretica; può darsi quindi che anch'essi secernano l'ANF.

99

O00••0•0••

oArg

La sequenza di amminoacidi nella molecola di ANF in circolo sembra identica nella specie umanae nel ratto, con la sola eccezione dell'amminoacido in posizione 110, che è metionina (Met)nell'ANF umano e isoleucina (Ile) nell'ANF di ratto. Le molecole di ANF attivo sia umano sia diratto consistono di 28 amminoacidi con un legame disolfuro tra due residui di cisteina (Cys),indispensabile per l'attività dell'ANF. L'ormone attivo che si trova in circolo proviene dalla scissionedi un polipeptide precursore più lungo, formato da 152 amminoacidi nel ratto e da 151 nell'uomo.

ratto in altri ratti e hanno notato la succes-siva rapida comparsa di diuresi e natriure-si massicce e di breve durata. Essi hannoconcluso quindi che gli atri dovevano ef-fettivamente contenere un «fattore» in gra-do di promuovere questi effetti e gli hannodato il nome di fattore natriuretico atriale.

Durante i tre anni successivi PANF èstato localizzato per la prima Volta consicurezza e identificato a livello biochimi-co. Si è notato che, nei ratti, i granuli sonoda due a due volte e mezzo più abbondantinell'atrio destro che nell'atrio sinistro e so-no fortemente concentrati vicino alla su-

:perficie del cuore e nelle zone più esterne'degli atri. Essi non sono stati ritrovati neiventricoli di ratto o di altri mammiferi el'iniezione di estratti di ventricolo di mam-mifero non ha alcun effetto sui vasi sangui-gni, sulla diuresi e sulla natriuresi. In spe-cie diverse dai mammiferi, i granuli sonostati invece ritrovati sia nei ventricoli sianegli atri e, anche in queste specie, sono damettersi in relazione con effetti diuretici enatriuretici. La presenza dei granuli neiventricoli di specie diverse dai mammiferiè in accordo con il fatto che le cellule delcuore tendono a essere più specializzatenelle specie superiori.

L'ANF, dopo la sua localizzazione, av-venuta nel giugno del 1983, è stato isolatoe purificato dal nostro gruppo. Due mesidopo è stato sintetizzato da Ruth F. Nutte collaboratori dei Merck Sharp & DohmeResearch Laboratories. L'ANF è la porzio-ne attiva di una molecola più grande chene è il precursore. Tutti i diversi gruppi diricercatori che hanno determinato la se-quenza di amminoacidi del polipeptidehanno trovato che l'ANF aveva sempre lostesso corpo centrale di 21 amminoacidi.La forma attiva dell'ormone, che si trovain circolo nel ratto, ha complessivamente28 amminoacidi e un peso molecolare di3060. La parte attiva dell'ormone è unitaa un peptide inattivo di 100 amminoacidie a un peptide di segnale, di 24 amminoa-cidi, che viene staccato quando la moleco-la viene sintetizzata. La forma dell'ormo-ne che si trova in circolo nella specie uma-na non è stata ancora determinata, anchese noi riteniamo che anche in questo casoconsti di 28 amminoacidi.

Recentemente il gene che codifica perl'ANF nella specie umana è stato donato ene è stata determinata la sequenza, in mo-do da poter sintetizzare l'ormone o per viachimica o introducendo il gene in lieviti obatteri; con entrambi i metodi si può pro-durre una quantità di ormone sufficienteper consentire lo studio dei suoi effetti sul-l'intero organismo. Sono stati prodotti,inoltre, degli anticorpi diretti contro l'or-mone: questo consente oggi di utilizzarealcuni dosaggi immunologici molto sensi-bili e che permettono di individuare la se-crezione dell'ANF nonché i siti in cui essofa sentire il suo effetto.

Quando i ratti vengono costretti all'im-mobilità, nel loro sangue l'ANF aumentada cinque fino a 20 volte. La liberazionedell'ANF da parte del cuore è stata anchemisurata in pazienti affetti da malattie val-

volari e con un volume ematico superiorealla norma; questi pazienti erano sottopo-sti a cateterismo cardiaco, una tecnica chepermette di prelevare un campione di san-pe dalle arterie e dalle cavità cardiache.E stato notato che la concentrazione pla-smatica di ANF era da due a otto volte piùelevata nel sangue venoso del seno coro-narico, che drena gli atri, che nel sanguearterioso o venoso periferico. Queste os-servazioni confermano che PANF viene se-creto principalmente, se non esclusiva-mente, dalle cellule degli atri. Sia nei rattisottoposti allo stress dell'immobilità, sianei pazienti cateterizzati, i cardiociti atrialisono soggetti a stiramento, ed è questacondizione il segnale per la liberazione diANF. Anche un aumento del volume ema-tico può causare lo stiramento dei cardio-citi atriali e la liberazione di ANF, come èstato dimostrato nel caso in cui il volumeematico era stato aumentato artificialmen-te con l'infusione di una soluzione salina.

Dopo che, in risposta allo stimolo distiramento, i cardiociti hanno libera-

to l'ANF, questo peptide viene trasportatotramite il circolo arterioso agli organi ber-saglio, e cioè ai reni, alle ghiandole surre-nali, al cervello e a molti altri tessuti. Inlinea generale, l'effetto dell'ANF consistenel modificare l'attività di un complicatocircuito di retroazione omeostatico che re-gola la pressione sanguigna, il volume san-guigno e la ritenzione del sodio. Questocircuito è il sistema renina-angiotensinache collega tra loro alcune funzioni di cer-vello, cuore, arterie, ghiandole surrenali,reni e altri organi. Una delle sue sostanzechiave è la renina. La renina è un enzimasecreto da cellule situate nelle arterie affe-renti ai glomeruli e che formano strutturesacculari nel punto di ingresso nel rene.Queste cellule iuxtaglomerulari liberano larenina ogni volta che il livello del sodio neitubuli renali distali è basso o è bassa lapressione locale del rene.

Una volta in circolo, la renina agiscesull'angiotensinogeno (un polipeptide) ta-gliandone via una porzione e trasforman-dolo così in angiotensina I, che è poi a suavolta trasformata in angiotensina II. Que-st'ultima è un piccolo polipeptide che hauna potente azione costrittrice sulla mu-scolatura liscia dei vasi e un effetto di re-troazione, in quanto sopprime parzial-mente la secrezione di renina da parte dellecellule iuxtaglomerulari. Infine stimola leghiandole surrenali a secernere aldostero-ne, un ormone che viene trasportato al re-ne e al lobo posteriore dell'ipofisi, facendodiminuire l'escrezione di sodio e acqua.

L'ANF influenza il sistema renina-an-giotensina, inibendo in qualche modo lasecrezione di renina e anche, direttamente,la secrezione di aldosterone da parte delleghiandole surrenali. Il rapporto tra ANF ealdosterone è stato chiarito nel nostro la-boratorio mediante una serie di esperimen-ti con cellule surrenali di bovino e di rattoin coltura. L'ANF inibiva del 20 per centola produzione normale di aldosterone sur-renalico e, inoltre, riduceva del 40-70 per

cento l'aumento della produzione di aldo-sterone, che fa normalmente seguito allastimolazione delle cellule surrenaliche conangiotensina II o con l'ormone ipofisarioACTH. Una riduzione analoga dei livelli dialdosterone plasmatico è stata notata inratti e cani dopo iniezioni di ANF.

Per verificare se la diminuzione dei li-velli di aldosterone era causata dalla pre-senza di siti di legame, specifici per l'ANF,sulla superficie delle cellule surrenali, ab-biamo aggiunto dell'ANF marcato con iso-

topi radioattivi a colture di queste cellule,facendolo seguire poi da ANF «freddo», ov-vero non marcato.

Abbiamo così notato che la concentra-zione dell'ANF marcato diminuiva in ma-niera significativa dopo l'aggiunta del-l'ANF freddo, segno questo che l'ANF fred-do stava spiazzando il peptide marcato damolti siti di legame. Con l'uso di ACTH,

angiotensina II e altri peptidi attivi, abbia-mo poi scoperto che l'ANF si lega a siticellulari molto specifici. Il fatto che questi

FEGATO

72

73

RENEDiminuisce il

flusso ematicoe la velocità difiltrazioneglomerulare

Aumenta il rias-sorbimento disodio e acqua

Inibisce laliberazione direnina

TUBULO DISTALE ANSA DI HENLE

GLOMERULOTUBULO PROSSIMALE

DOTTO COLLETTORE

• ••

oo o3

Nel rene l'ANF sembra essere più attivo nei glomeruli e meno in altreregioni funzionali. Esso si lega a una cellula bersaglio, dove spesso attivala guanilicociclasi particolata, un enzima localizzato sulla membranacellulare e che attiva a sua volta il nucleotide guanosinmonofosfato ci-clico (GmP ciclico), un secondo messaggero, che trasporta il messaggiodell'ANF a un sito all'interno della cellula. L'ANF inibisce anche la stimo-lazione dell'adenilicociclasi, il secondo messaggero di un altro sistema.Una serie di studi condotti usando ANF marcato con isotopi radioattivi

hanno dimostrato un'intensità di legame molto elevata nei glomeruli diratto (pallini in colore). Sulla stessa scala da O a 3 sono riportate altreprove, che hanno dimostrato un'accentuata attività guanilicociclasica(pallini in nero) e un'inibizione dell'attività adenilicociclasica (pallini inbianco) nei glomeruli. Il livello di GMP ciclico (indicato da numeri) èaumentato di oltre 50 volte rispetto al livello basale. I dotti collettori e laparte spessa delle anse di Henle hanno mostrato una certa attività legataall'ANF, mentre i tubuli prossimali non ne hanno mostrata affatto.

ANGIOTENSINOGENO

•---- ANGIOTENSINA II

\li

•< • < •

\i/

•CERVELLO SISTEMA LOBO LOBO MUSCOLO ARTERIE GHIANDOLA

Aumentala pressionesanguigna

NERVOSOSIMPATICO

Stimola

ANTERIOREDELL'IPOFISI

Stimola

POSTER OREDELL'IPOFISI

Stimola

CARDIACO

Aumenta

EARTERIOLE

Causa

SURRENALEStimola

la secrezionedi aldo-

Stimola la liberazione la liberazione la liberazione la forza la contra- steronela sete di cateco- di prolattina e di vaso- contrattile zione delle

lammine di ACTH pressina e il battito cellule StimolaStimola

la liberazionedegli ormoniipofisari

cardiaco muscolarilisce

la liberazionedi cateco-lammine

L'ANF inibisce alcuni effetti dell'ang'otensina Il. un ormone peptidicoche, tra l'altro, fa aumentare la pressione e il volume del sangue. Quandola pressione del sangue nel rene e bassa, il rene riversa in circolo la renina.Questo enzima agisce su un polipeptide precursore, l'angiotensinogeno,staccandone una parte e producendo angiotensina I. Questa e a sua voltatrasformata nell'angiotensina Il, un peptide che il sangue porta ai diversiorgani qui indicati. L'angiotensina II esercita i suoi effetti ipertensivi

stimolando direttamente la contrazione dei vasi, inducendo la secrezionedi altri ormoni che stimolano la contrattilità (come la I asopressina ol'adrenalina e le altre catecolammine) e sollecitando la ghiandola surre-nale a secernere aldosterone, che agisce a livello renale e promuove laritenzione di sale e di acqua. L'angiotensina II ha anche un effetto diretroazione, in quanto inibisce la liberazione della renina da parte delrene. Gli effetti che sono inibiti dall'ANF sono indicati in colore.

ARTERIOLE RENALIPREGLOMERULARI

ANGIOTENSINA I---> RENINA

peptidi non fossero in grado di esercitarelo stesso effetto spiazzante esercitato dal-l'ANF freddo dimostrava la presenza di sitidi legame specifici per l'ANF.

OOltre agli effetti sul sistema renina-an-giotensina, l'ANF ne provoca altri

sul rene, regolando l'escrezione dell'acquae del sodio. Campioni marcati con isotopiradioattivi, iniettati nell'aorta di ratto, di-

mostrano che l'ANF si lega alle cellule epi-teliali dei glomeruli e a numerosi siti recet-tori nei vasi in prossimità dei glomeruli edei tubuli. Inoltre, esercita in qualche mo-do un effetto di breve durata sul meccani-smo con cui i glomeruli filtrano il sangue.È probabile che l'ANF faccia aumentare lapermeabilità della parete dei capillari glo-merulari in modo che maggiori quantità diacqua e di sodio siano filtrate dal sangue.

L'ANF agisce anche direttamente sui tu-buli renali. dove si forma l'urina a partiredal plasma sanguigno dopo che questo èstato filtrato attraverso i glomeruli. I tubu-li distali «riassorbono» il sodio dal filtratoe lo ritrasferiscono al sangue. È probabileche l'ANF diminuisca questa attività. Ilmeccanismo con cui esso agisce sui tubuliè tuttora sconosciuto, dal momento chenon si è potuto dimostrare che richieda

energia. Infatti, a differenza di altri mec-canismi di riassorbimento, l'attività del-l'ANF non comporta alcun consumo di os-sigeno o demolizione di glucosio.

Il ruolo dell'ANF nel rilassamento dellecellule muscolari in tutto il sistema vasco-lare è altrettanto importante dell'effettoche l'ANF esercita sui glomeruli e sui tubulirenali. Sebbene l'iniezione di ANF sia ingrado di rilassare e di far dilatare grossearterie, quali le arterie vertebrali, le arteriefemorali, le carotidi comuni e le coronarie,l'effetto più marcato del peptide si osservanelle arteriole renali. In esperimenti in cuiANF sintetico veniva aggiunto al mezzo diincubazione contenente frammenti di arte-rie renali di ratto e di coniglio, si è avutauna marcata inibizione, per un periodo da30 a 80 minuti, del classico effetto costrit-tore dell'angiotensina II e dell'adrenalinasul tessuto vascolare. Anche l'infusione diANF in un rene isolato di ratto ha determi-nato una rapida caduta della pressione diperfusione della durata di 18 minuti. Ciòindica che l'ANF agisce o sulle cellule mu-scolari lisce dei vasi sanguigni o sull'en-dotelio, lo strato cellulare che delimita in-ternamente i vasi. Quando il peptide è sta-to aggiunto ai vasi dopo che l'endotelio erastato distrutto, l'effetto di rilassamento va-sale persisteva, dimostrando quindi chel'ANF agisce sulle cellule muscolari lisce.

Il meccanismo di azione dell'ANF sullecellule muscolari lisce non è completamen-te noto. Attualmente stiamo conducendoesperimenti per verificare la nostra ipotesisecondo cui l'ANF influisce o sull'ingressodel calcio nelle cellule o sulla sua ridistri-buzione all'interno delle cellule. L'ANF po-trebbe esercitare questo effetto indiretta-mente, attivando la sintesi del guano-sinmonofosfato ciclico (GMP ciclico). Èquesto un nucleotide che funge da secondomessaggero, cioè che trasmette all'internodella cellula il messaggio che è stato por-tato da un ormone fino alla superficie cel-lulare. Prova del rapporto tra ANF e GMP

ciclico è il fatto che, nei ratti, l'iniezione delpeptide porta a un significativo aumentodei livelli di GMP ciclico nel plasma e nel-l'urina. L'ANF potrebbe esercitare questoeffetto attivando la guanilicociclasi, un en-zima che è situato sulla membrana cellula-re ed è interessato nella formazione delGMP ciclico. Inoltre, l'ANF inibisce la sti-molazione dell'adenilicociclasi, l'enzimache è interessato nell'attività di quello che,in alcune cellule, è il secondo messaggero.

Esperimenti con ANF sintetico, marcatocon isotopi radioattivi, hanno dimostratoche il peptide agisce sul cervello di ratti ecavie a vari livelli, legandosi ad aree re-sponsabili della regolazione della pressio-ne sanguigna e del controllo dei livelli disodio, potassio e acqua. Essi hanno ancherivelato che l'ANF inibisce la produzionedella vasopressina, un ormone che è sinte-tizzato nell'ipotalamo, situato nella partebasale del cervello, ed è poi trasportato nellobo posteriore dell'ipofisi, dove viene ac-cumulato. Quando la vasopressina è libe-rata dall'ipofisi, determina vasocostrizio-ne e aumento della pressione sanguigna, e

influenza il riassorbimento dell'acqua daparte dei tubuli renali. Infine, si è visto chel'ANF si lega a diversi siti nel corpo ciliaredell'occhio, probabilmente contribuendocosi al controllo della pressione oculare.

Mentre prosegue lo studio degli effettifisiologici dell'ANF, molti stanno in-

dagando sulla possibilità di utilizzare que-sto ormone come farmaco per il controllodell'ipertensione nell'insufficienza cardia-ca di tipo congestizio. Noi abbiamo osser-vato una diminuzione significativa a brevetermine (meno di un'ora) della pressionesanguigna in ratti ipertesi, trattati con ANF

sintetico somministrato in un'unica inie-zione di un microgrammo. La diminuzio-ne più significativa è stata notata in anima-li in cui l'ipertensione dipendeva dall'atti-vità della renina. Quando l'ANF è stato in-fuso per parecchi giorni, in dosi di un mi-crogrammo all'ora, la pressione sangui-gna è caduta in modo significativo, ritor-nando ai valori normali a partire dal se-condo giorno. Un trattameno analogo, mautilizzando dosi più piccole, somministra-te per 12 giorni, ha portato alla cadutadella pressione sanguigna negli ultimi 10giorni e a un abbassamento dei livelli dialdosterone nel plasma e nell'urina.

Successivamente abbiamo misurato i li-velli di ANF in un ceppo di ratti predispostigeneticamente all'ipertensione. Abbiamotrovato livelli alti di ANF in circolo e livelliinferiori alla norma nell'atrio sinistro (manon in quello destro) del cuore. L'alto li-vello di ANF in circolo sembrerebbe un sin-tomo del tentativo dell'organismo di ab-bassare la pressione sanguigna, mentre ilivelli più bassi nell'atrio sinistro sarebberodovuti a deplezione dell'ANF che accom-pagna l'ipertensione.

L'ANF sembra avere anche un ruolo im-portante nell'insufficienza cardiaca conge-stizia. È questa una situazione in cui il cuo-re non riesce più a pompare il sangue cor-rettamente; ne consegue che il pazientepresenta fiato corto e pronunciato edemaa livello delle gambe. Non si sa come l'ANFcontribuisca alla malattia, ma studi su unceppo di criceti affetti da insufficienza car-diaca congestizia spontanea hanno messoin relazione il cambiamento nei livelli diANF con il progredire della malattia.

In questi criceti la pressione arteriosa simantiene sempre su valori al di sotto dellanorma, mentre la pressione venosa au-menta con il progredire della malattia. Aogni stadio di questa, la quantità di ANFnegli atri è inferiore ai valori riscontratinegli animali di controllo. Il risultato checolpisce di più è l'aumento significativo diANF in circolo, rilevabile non appena lapressione venosa intracardiaca inizia adaumentare. Il livello di ANF in circolo rag-giunge un massimo quando la malattia èmoderatamente avanzata, per poi diminui-re negli stadi finali. Studi condotti postmortem sugli atri affetti hanno rivelato una«iperplasia da esaurimento», consistente inun aumento del reticolo endoplasmaticorugoso, che è la sede della sintesi del pepti-de, in un aumento delle dimensioni dell'ap-

parato di Golgi, dove i peptidi vengonotrasformati, e in una diminuzione del nu-mero di granuli secretori, ciascuno deiquali contiene meno ANF del normale.

Questi risultati indicano che un mode-sto aumento della pressione atriale è suffi-ciente per stimolare una ipersecrezionedell'ANF. Un minor livello di ANF negli atriindica deplezione. Noi riteniamo ancheche la ritenzione di sodio e la attivazionedel sistema renina-angiotensina-aldostero-ne, due sintomi di insufficienza cardiacacongestizia, siano ritardate a stadi succes-sivi della malattia grazie alla liberazione digrandi quantità di ANF. Il fatto che questieffetti compaiano alla fine può essere il ri-sultato di una «regolazione da calo» (downregulation): in presenza di quantità moltoforti di ANF, le cellule bersaglio hanno lapossibilità di diminuire il numero di siti perl'ANF, presenti sulla loro membrana cellu-lare, con il risultato di rallentare le reazionicellulari, che sono normalmente stimolatedal legame con l'ANF.

Ulteriori ricerche sull'ANF dovrebberoportare alla scoperta di nuovi sistemi

di cura per l'ipertensione e per altre malat-tie che interessano la pressione sanguigna,per le malattie che alterano il volume ema-tico e per quelle renali che interferisconosull'escrezione di sali e acqua. Tuttavia,nonostante i progressi nello studio dellemalattie associate all'ANF, molto deve an-cora essere fatto prima che forme sinteti-che di questo peptide possano essere uti-lizzate in terapia. Resta tutta da chiarire lafisiologia degli effetti dell'ANF sui tubulirenali, come pure la connessione tra rilas-samento dei vasi sanguigni, ridistribuzionedel calcio all'interno delle cellule muscola-ri lisce ed effetti sulla guanilicociclasi e sul-la adenilicociclasi. Occorre anche indaga-re stil fattori che stimolano la liberazionedell' ANF da parte dei cardiociti e descrive-re il meccanismo con cui il peptide agiscesulle varie aree cerebrali. È positivo il fattoche sia stato confermato a livello clinicoche tutti gli effetti dell'ANF riscontrati neglianimali si ottengono anche nella specieumana. Ciò dovrebbe rendere più rapidala strada per utilizzare l'ANF nel tratta-mento delle malattie.

Lo sviluppo di una terapia basata sul-ANF dipenderà oltre che da una più ap-

profondita comprensione dell'azione fisio-logica del peptide, anche dallo sviluppo ditecniche per la produzione di suoi partico-lari analoghi, adatti per essere usati comefarmaci nel trattamento delle singole ma-lattie, agendo per ciascuna a livello di unospecifico sito di legame. Si dovrà inoltreriuscire a modificare questi farmaci in mo-do da proteggerli dall'attacco degli enzimie degli acidi presenti nello stomaco, cosic-ché possano essere somministrati p'er viaorale. La biotecnologia e la sintesi chimicarenderanno disponibili le tecniche necessa-rie per questi scopi, ma occorreranno pro-babilmente molti anni prima che sianopronti analoghi dell' ANF da poter essereutilizzati per un'accurata sperimentazionesull'uomo.

74 75