Malattia parodontale, stress ossidativoe strategia alimentare antiossidante

Periodontal disease, oxidative stressand antioxidant alimentary strategy

C. Mazzaa,�, N. De Chiarab

aIgienista dentale, Assegnista di Ricerca, Dipartimento di Discipline Odontostomatologiche,Ortodontiche e Chirurgiche, II Universita degli Studi di NapolibIgienista dentale, Libera professionista Napoli

Disponibile online su

www.sciencedirect.com

RiassuntoObiettivi: L’insorgenza e la progressione della malattia parodon-

tale sono il risultato di un complesso meccanismo d’interazione tra

i batteri parodontopatogeni e la risposta immuno-infiammatoria

dell’organismo ospite. Capire tale meccanismo ha lo scopo di

migliorare la salute orale.

Metodi: La penetrazione dei batteri nei tessuti gengivali stimola

il rilascio di citochine e determina un’aumentata produzione del

numero e dell’attivita dei polimorfonucleati (PMN); come conse-

guenza, essi producono un gran numero di specie reattive dell’ossi-

geno (ROS), cui appartengono i radicali liberi.

I ROS sono prodotti allo scopo di danneggiare i batteri

parodontopatogeni, tuttavia essi sono rilasciati sia nell’ambiente

intracellulare sia extracellulare, distruggendo non soltanto i batteri

ma anche i tessuti limitrofi.

Risultati: Diversi studi dimostrano che i danni al tessuto

parodontale sono causati dall’aumentata produzione di ROS durante

l’attivita fisiologica dei PMN nel processo della fagocitosi batterica,

suggerendo una relazione tra stress ossidativo e malattia parodontale.

Per prevenire il danno da radicali liberi, il nostro organismo ha a

disposizione un sistema di difesa antiossidante che contrasta i ROS,

arrestando la reazione a catena, prima che le molecole vitali siano

danneggiate.

Si distinguono due gruppi di antiossidanti: il primo e rappresentato

dal sistema di difesa enzimatico, come superossido dismutasi,

catalasi e glutatione per ossidasi, l’altro raggruppa gli antiossidanti

che introduciamo con la dieta, come le vitamine A, C ed E,

particolarmente importanti per la salute del parodonto.

Conclusioni: Per proteggere al meglio la nostra salute e prevenire

la malattia parodontale, si dovrebbero evitare con attenzione tutti i

fattori che favoriscono la produzione dei radicali liberi e consumare

giornalmente ortaggi e frutta fresca, ricchi di antiossidanti.

& 2009 Elsevier Srl. Tutti i diritti riservati.

AbstractObjectives: The onset and progression of periodontal disease are

the results of complex interactions between pathogenic bacteria

and the host’s immune-inflammatory responses, to understand such

mechanism has the purpose to improve the oral health.

Methods: The invading bacteria in gingival tissues trigger the

release of cytokines, leading to elevated numbers and activity of

Polymorphonuclear leukocyte.

As a result, they produce large amount of reactive oxygen species

(ROS), a collective term which include chemically reactive

molecules derived from molecular oxygen, to which belong free

radicals.

ROS are aimed at damaging periodontopathic bacteria but are

released, not only in intracellular but also in extracellular

environment, damaging both bacteria and adjacent tissues.

Results: There are evidences that periodontal tissue damage is

caused by increased level of ROS during the physiological activity

of PMN in the phagocytosis of bacteria, suggesting a relationship

between oxidative stress and periodontal disease.

To prevent free radical damage, our body has antioxidant defense

system which opposes ROS and terminates the chain reaction,

before vital molecules are damaged.

There are two groups of antioxidants: the first one is represented by

human body enzyme system, such as superoxide dismutase, catalase

and glutathione peroxidase; while the second one collects nutrient

antioxidants which are introduced by diet, such as Vitamin A, C and

E, particularly important for periodontium health.

Conclusions: In order to better protect our health and prevent

periodontal disease, we should carefully avoid all those factors

which increase free radical production and daily eat more fresh

vegetables and fruits, rich in antioxidants.

& 2009 Elsevier Srl. All rights reserved.

Parole chiave: Antiossidanti, Malattia parodontale, Polimorfonu-cleati (PMN), Specie reattive dell’ossigeno (ROS), Vitamine

Keywords: Antioxidants, Periodontal diseases, Polymorphonuclearleukocyte, Reactive Oxygen Species (ROS), Vitamins

Parodontologia

�Autore di riferimento. Gradoni di Chiaia 10-80132 Napoli.e-mail: clelia.mazza@libero.it (C. Mazza).

Ricevuto:12 novembre 2008Accettato:11 dicembre 2008Disponibile online:12 maggio 2009

69

0393-9960/$ - see front matter & 2009 Elsevier Srl. Tutti i diritti riservati.doi:10.1016/j.pad.2008.12.003

Introduzione

L a malattia parodontale e una patologia a eziologia

prevalentemente batterica, caratterizzata dalla distruzio-

ne delle strutture anatomiche che circondano e sostengono

il dente, il parodonto (fig. 1).Il danno ai distretti parodontali e causato in maniera

diretta dai microrganismi patogeni capaci sia di produrre

fattori di virulenza, sia di attivare i sistemi di difesa

dell’organismo ospite, traducibili in una reazione infiamma-

toria e immunitaria verso la placca microbica.

Tali meccanismi agiscono in difesa dei tessuti gengivali a

evitare che i batteri diffondano nei tessuti stessi, ma e pur

vero che comportano un danno cellulare dei tessuti coinvolti

nel processo infiammatorio (fig. 2).

Questo equivale a dire che le stesse reazioni infiamma-

torie e immunitarie, attive nel parodonto profondo, som-

mate all’attivita batterica, possono esacerbare i danni gia

causati dai batteri parodontopatogeni, con una paradossale

azione di difesa ‘‘autodistruttiva’’.

L’interazione reciproca fra questi due fattori, genetico e

batterico, genera la malattia parodontale e il suo grado di

espressivita clinica, ma l’entita del danno, a parita di

condizioni microbiologiche dell’ecosistema orale, dipende

esclusivamente dall’assetto genetico dell’individuo (1).

Risposta dell’ospite e fagocitosi

Sotto lo stimolo delle sostanze esogene (di origine batterica)

ed endogene (complemento e linfochine), avviene l’attiva-

zione del sistema fagocitario, rappresentato dai polimorfo-

nucleati (PMN) e macrofagi, la prima linea di difesa contro

gli agenti patogeni esterni.

Attraverso un particolare processo biologico noto come

fagocitosi, tali cellule inglobano nel loro citoplasma i

batteri, distruggendoli con particolari enzimi endocellulari.

La fagocitosi avviene per invaginazione della membrana

cellulare del fagocita attorno all’agente patogeno, con

formazione di un vacuolo, il fagosoma, che dopo fusione

con il lisosoma, sistema digerente della cellula fagocitaria,

forma il fagolisosoma in cui si riversano gli enzimi digerenti

i batteri, ovvero prodotti di reazione dell’O2 quali radicale

superossido (O2�), perossido di idrogeno (H2O2), ione

idrossido (OH�) e mieloperossidasi.

Quest’ultima e un’emoproteina presente nei granuli dei

neutrofili e rientra nel potenziale battericida delle stesse

cellule per la sua capacita di catalizzare la produzione di

acido ipoclorito (HOCl), il quale inibisce l’a-1 antitripsina,

principale inibitore della tripsina e delle proteasi in genere,

ovvero gli enzimi che catalizzano l’idrolisi dei legami

peptidici delle proteine.

L’a-1 antitripsina ricopre un ruolo cruciale nella protezio-

ne dei tessuti dagli enzimi proteolitici, ma e estremamente

sensibile all’inattivazione da parte di sostanze ossidanti,

quali l’acido ipocloroso.

L’attivazione cronica dei fagociti puo pertanto condurre a

uno squilibrio tra le proteasi e i loro inibitori tissutali, a

vantaggio delle prime, con conseguente proteolisi tissutale

incontrollata.Figura 1. Malattia parodontale nell’adulto.

Figura 2. Danno ai distretti parodontali.

Prevenzione & Assistenza Dentale 2009;35:69–75C. Mazza, N. De Chiara

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Questo e probabilmente uno dei meccanismi responsabili

del danno tissutale che si osserva nel corso di infiammazioni

croniche, quale la malattia parodontale.

La fagocitosi dunque porta alla formazione di:

� radicale superossido (O2�);

� acido ipoclorito (HOCl);

� perossido di idrogeno (H2O2);

� radicale ossido nitrico (NO�);

� radicali liberi, identificabili nelle specie reattive del-

l’ossigeno (ROS) (2).

I fagociti, inoltre, liberano metallo-proteinasi (collagenasi,

ialuronidasi, elastasi, etc.), prostaglandine E2 (PGE2) e

numerose citochine quali:

� Interleuchina 1 (IL-1);

� Tumor Necrosis Factor (TNFa);

� Metalloproteinasi (MP);

� Tissue Inhibitor metalloproteinases (TIMP);

� Trasforming Grow Factor (TGFb);

Di tutti questi fattori, alcuni (MP, IL-1, TNFa) hanno azione

distruttiva, altri (TIMP, TGFb) hanno azione protettiva.

Gli enzimi maggiormente coinvolti nella distruzione

connettivale sono le MP, mentre l’IL-1, oggi indicata come

OAF (Osteoclast Activating Factor) e il TNFa, attivando le

metalloproteinasi e gli osteoclasti, aggravano la distruzione

connettivale e determinano il riassorbimento osseo.

Le PGE2 sembrano avere un ruolo piu complesso, poiche

se da un alto inattivano le MP, dall’altro attivano anche gli

osteoclasti.

Il TIMP e il TGFb sono fattori protettivi: il primo inattiva le

metalloproteinasi, il secondo sia le metalloproteinasi sia gli

osteoclasti (3).

I PMN e i macrofagi liberano, durante e dopo la

fagocitosi, tali sostanze anche nell’ambiente extracellulare,

determinando, a fianco dell’effetto protettivo nei confronti

della noxa patogena, un’azione sinergica per il riassorbi-

mento osseo, gia indotta dai batteri.

La progressione della malattia parodontale, dunque, e

determinata individualmente, per quanto attiene alla

risposta macrofagica, dal rapporto tra fattori protettivi e

istolesivi.

Sebbene prodotti anche da fibroblasti e osteoclasti, oltre

che dai macrofagi, i PMN sono considerati i principali

produttori di ROS (4–6).

Alla luce degli studi piu recenti, l’identificazione di tali

metaboliti dell’ossigeno nel fluido crevicolare gengivale,

associato alla presenza dei metaboliti del tessuto connetti-

vo, ha fornito evidenze circa un ruolo possibile dei ROS nella

distruzione del tessuto parodontale e nella stessa patoge-

nesi della malattia parodontale (7,8).

Ruolo dei ROS e stress ossidativi

La fagocitosi e strettamente dipendente dalla capacita dei

PMN di produrre le specie reattive dell’ossigeno, infatti in

seguito all’ingestione del batterio da parte dei PMN si ha

come risposta immediata una forte richiesta di ossigeno

da parte del fagocita stesso. Non a caso tale processo

metabolico viene riportato in diversi studi con il termine di

burst respiratorio che, letteralmente, sta a indicare l’imme-

diata reazione altamente ossidativa in grado di danneggiare

tutte le cellule dei tessuti limitrofi.

E stato calcolato che la quantita di ossigeno richiesta

durante la fagocitosi e di circa 20 volte superiore rispetto

alle condizioni a riposo, quindi davvero notevole (8).

Paradossalmente, se da una parte l’ossigeno e essenziale

per il normale metabolismo dell’organismo, dall’altra

diventa pericoloso per il suo stato di salute. Infatti, le

numerose reazioni di ossidazione incontrollate (autossida-

zione) in presenza delle specie reattive dell’ossigeno, per la

loro elevata attivita ossidante, hanno forte tendenza a

donare ossigeno ad altre sostanze.

La principale azione svolta dai ROS e la perossidazione

lipidica, un processo durante il quale i lipidi di membrana

delle cellule, contenenti acidi grassi insaturi e i loro esteri,

vengono direttamente ossidati dall’ossigeno molecolare.

Trattasi di un evento assai dannoso, capace di propagarsi

mediante una reazione a catena.

Nella fase iniziale, la reazione di un radicale starter con un

acido grasso polinsaturo produce un radicale lipidico, il

quale prontamente reagisce con l’ossigeno, generando il

radicale perossilipidico che puo sottrarre un atomo di

idrogeno a un altro acido grasso polinsaturo, determinando

in tal modo la reazione a catena.

Tabella I

Principali malattie correlate allo stress ossidativo

� Degenerazione molecolare correlata all’invecchiamento� Artrite reumatoide e psoriasi� Sindromi respiratorie� Alterazioni osteoarticolari� Enfisema� Dermatiti� Diabete mellito� Mastiti� Enteropatie� Cataratta� Complicanze cardiache� Mutazioni del codice genetico, associate al cancro� Malattia di Alzheimer

Malattia parodontale, stress ossidativo e strategia alimentare antiossidante

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Se i radicali liberi delle catene non vengono inattivati, la

loro reattivita chimica puo danneggiare tutti i tipi di

macromolecole cellulari, con effetti che sono risultati

implicati nell’eziologia delle principali malattie degenerati-

ve (tabella I) e che possono determinare danni anche di tipo

irreversibile, a vari livelli delle strutture cellulari:

lipoproteine a bassa densita (LDL), acidi grassi polinsaturi,

proteine, acidi nucleici (DNA) (fig. 3) (9).

In particolare e stato dimostrato che un aumento dei

livelli di perossidazione lipidica gioca un ruolo importante

nella distruzione del parodonto, esacerbando il quadro

clinico in atto, per cui la malattia parodontale puo inserirsi

nell’elenco delle patologie da stress ossidativo (10).

Antiossidanti

Per proteggersi dagli effetti dannosi dell’ossidazione, le

cellule hanno sviluppato complessi sistemi di difesa anti-

ossidante, capaci di neutralizzare l’azione lesiva dei radicali

liberi.

Si definisce antiossidante qualsiasi sostanza in grado di

rallentare o inibire l’ossidazione di un substrato. Le sostanze

antiossidanti sono molteplici e le loro azioni spesso si

sovrappongono.

Vengono distinte in esogene, quindi assimilabili solo

dall’esterno attraverso la dieta, di natura non enzimatica

(particolarmente importanti per la salute del parodonto

vitamina A, C ed E) ed endogene (superossido dismutasi,

catalasi e glutatione perossidasi), cioe prodotte direttamen-

te dal nostro organismo, di natura enzimatica.

Entrambe hanno una precisa localizzazione e specificita

di azione.

La superossido dismutasi, la catalasi e la glutatione

perossidasi agiscono a livello delle strutture citoplasma-

tiche.

La neutralizzazione dei radicali liberi rilasciati dai fagociti

in ambito extracellulare avviene invece principalmente ad

opera di quelle esogene.

Nel nostro organismo esiste normalmente un equilibrio

tra le sostanze ossidanti e il sistema di difesa antiossidante,

tuttavia in numerosi processi fisiologici e patologici, tale

equilibrio spesso viene meno, a fronte di una maggiore

produzione di specie reattive dell’ossigeno, con evidenti

danni all’organismo, configurando la condizione nota come

stress ossidativo.

Studi recenti suggeriscono che in corso di malattia

parodontale l’attivazione dei PMN ha come conseguenza

la produzione di ROS e la diminuita capacita antiossidante

sia sistemica che della saliva, con l’aggravarsi della

patologia (11–13).

In altre parole si crea uno squilibrio tra i ROS generati a

opera del nostro sistema immunitario e l’eliminazione di

essi da parte dei sistemi di difesa antiossidante del cavo

orale, rappresentati in primis dalla lattoferrina salivare.

E stato individuato anche un marcatore salivare del

danno ossidativo in corso di malattia parodontale, i cui

livelli aumentano significativamente nel corso della patolo-

gia: la 8-idrossi-deossiguanosina (8-OHdG), marcatore bio-

logico di stress ossidativo, poiche risponde proporzio-

nalmente all’azione dei radicali liberi e derivante dall’ossida-

zione della deossiguanosina (dG), una delle basi costituen-

ti del DNA (14).

Valutazione del bilancio ossidativo

Un’aumentata produzione e/o una ridotta capacita di

eliminazione delle specie reattive dell’ossigeno, comporta

un aumento del rischio di patologie orali.

Da qui la necessita di valutare, le alterazioni del bilancio

ossidativo, oggi possibile grazie a un sistema analitico di

Figura 3. Danni cellulari da radicali liberi.

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uso ambulatoriale (FRAS 4, H&D srl) che, consente di

effettuare il cosiddetto d-ROMs test (15).

Il test si effettua su un prelievo ematico ottenuto

mediante digitopuntura del polpastrello (fig. 4). La goccia

di sangue, messa a contatto con un reagente, assume una

determinata colorazione, la cui intensita e proporzionale al

quantitativo di lipidi ossidati e quindi allo stato di

ossidazione ematico. Un fotometro misura poi l’intensita

della colorazione trasformandola in un valore, il valore dello

stress ossidativo, espresso in unita Carr, dal nome del

chimico Mauro Carratelli che per primo mise a punto questo

test (16) (tabella II).Un’unita Carr corrisponde a una concentrazione di

perossido di idrogeno pari a 0,08 mg/dL.

Stabilire la quantita dei metaboliti dell’ossigeno reattivo

nel sangue puo essere interessante in quanto e stato

dimostrato che il danno tissutale, dovuto alla produzione di

radicali liberi, e maggiormente presente in quegli individui

che mostrano una carenza nel sistema di difesa anti-

ossidante; nel plasma degli individui con parodontite sono

stati riscontrati ridotti valori delle capacita antiossidanti,

quindi la determinazione dei livelli plasmatici di radicali

liberi puo dare un riscontro circa il grado dello stress

ossidativo del paziente; in altre parole, piu tale valore e

elevato, maggiore e il potenziale danno a carico del tessuto

parodontale.

Sono necessari maggiori approfondimenti perche tale

valutazione potrebbe rappresentare una nuova chiave di

lettura nel determinante il grado di rischio dei pazienti

parodontali (17).

In questo senso, eventuali interventi, quali la modifica

delle abitudini di vita (dalla pratica di attivita sportive, alla

riduzione dello stress, fino alla modifica delle abitudini

nutrizionali) e l’assunzione di specifici integratori, possono

essere stabiliti in maniera mirata, fornendo un approccio

innovativo al trattamento della malattia parodontale.

La produzione di ROS puo aumentare notevolmente sotto

l’influenza di diversi fattori:

� esterni: inquinamento atmosferico, esposizione a

radiazioni ionizzanti e raggi ultravioletti, prodotti

chimici, fumo, assunzione di alcol e droghe, attivita fisica

intensa;

Tabella II

Valori di riferimento del d-ROMs test: 250-300 U. CARR

Condizione Valore (U. CARR)

Lieve stress ossidativo 320–340Moderato stress ossidativo 340–400Forte stress ossidativo 400–500Fortissimo stress ossidativo oltre 500

Figura 4. Esecuzione del d-ROMs test: prelievo, miscelazione, centrifuga, aggiunta del cromogeno e inserimento nel fotometro per il risultato.

Malattia parodontale, stress ossidativo e strategia alimentare antiossidante

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� interni: tutte le forme di sofferenze dell’organismo

(traumatismi, infezioni, intossicazioni).

Strategia alimentare antiossidante

Un corretto regime alimentare, quale giusto apporto di

antiossidanti, puo sicuramente essere preventivo nei

confronti del danno ossidativo subito dal tessuto parodontale

e dunque influenzare positivamente lo stato di salute del

cavo orale.

La vitamina A favorisce la cicatrizzazione e promuove il

rimodellamento osseo.

E presente in carote, broccoli, patate, pomodori, cavoli,

melone, pesche, albicocche (vegetali e frutta molto colorati),

burro, uova, latte.

La vitamina C e fondamentale per la guarigione dei

tessuti in quanto necessaria alla produzione del

collagene; stimola il sistema immunitario e riduce il rischio

di infezioni; la si ritrova in arance, limoni, kiwi, pepe

verde, broccoli, vegetali a foglia verde, fragole, pomodori,

peperoni.

La vitamina E (a-tocoferolo) svolge un ruolo importante

nella prevenzione della perossidazione lipidica, infatti e in

grado di bloccare tale meccanismo donando un elettrone ai

radicali perossilipidici, rendendoli inattivi.

Tale reazione redox trasforma la vitamina E nel radicale

a-tocoferossilico, piuttosto stabile, che puo reagire con la

vitamina C o con il glutatione per riformare l’a-tocoferolo.

Dunque esiste una reazione di concerto tra le vitamine C ed

E, in quanto la prima rigenera la seconda.

La vitamina E e presente in noci, germe di grano, semi

oleosi, vegetali a foglia verde, olio extra vergine di oliva e

olio di fegato (18).

Una carenza di antiossidanti invece:

� predispone a un’ipofunzione delle ghiandole salivari,

con conseguenze negative sull’ecosistema orale, in

quanto la saliva costituisce la prima linea di difesa

contro lo stress ossidativo, e non solo;

� determina il viraggio della flora batterica di tipo

anaerobio;

� indebolisce il sistema immunitario, con diminuita

risposta da parte dell’organismo ospite durante l’attac-

co batterico (19).

Un deficit di vitamina A determina ipercheratosi della

mucosa orale e favorisce processi infiammatori.

La carenza di vitamina C induce alterazioni a livello dei

vasi sanguigni con facilita di sanguinamento, rende la

gengiva piu vulnerabile alle endotossine batteriche e deter-

mina un arresto della neoformazione tissutale per ridot-

ta presenza di osteoblasti a livello dell’osso alveolare.

Una carenza di vitamina E predispone alla perossidazione

lipidica, con maggior danno parodontale (20).

Manifestazioni orali di ipovitaminosi possono essere:

� desquamazione e bruciore delle labbra;

� glossite;

� ipertrofia delle papille linguali;

� stomatite;

� bruciore;

� disfagia;

� iposalivazione (21).

Particolari capacita antiossidanti sono riconosciute ai

polifenoli, pigmenti vegetali che colorano vivacemente frut-

ta e verdura.

Essi rappresentano una famiglia assai numerosa, costi-

tuita da oltre quattromila sostanze, il cui potere antios-

sidante e sempre piu evidenziato dagli studi scientifici,

proteggono la vitamina C dall’ossidazione, ne migliorano

l’assorbimento e ne potenziano l’azione, inoltre attivano gli

enzimi glutatione perossidasi e catalasi.

Appartengono a questo grande raggruppamento i flavo-

noidi, individuabili nel vino rosso (protoantocianidine), ma

presenze significative si riscontrano anche nel te verde e

nelle foglie del ginko biloba.

Nel cavo orale potrebbero esplicare diversi effetti

benefici, in quanto capaci di attivita antiplacca per

l’interferenza con le capacita adesive/aggregative dei

batteri parodontopatogeni (inibita adesione del Porphyro-monas gingivalis da parte del te verde e inibita coaggrega-

zione tra diversi batteri orali e Fusobacterium nucleatum da

parte del mirtillo) (22,23).

Conclusione

La salute orale dipende da un equilibrio tra produzione di

radicali liberi e livello di antiossidanti.

L’alimentazione, fornendo fattori protettivi, ovvero gli

antiossidanti, puo giocare un ruolo molto importante nel

ridurre i danni ossidativi e nel preservare a lungo lo stato di

salute orale e dunque dell’intero organismo.

Approcci diversificati rispetto a quelli tradizionali (chirur-

gici e non) meritano attenzione in quanto potrebbero

mettere a disposizione validi strumenti alternativi o

complementari; per questo si rende sempre piu necessario

un approfondimento della ricerca nei confronti della

‘‘terapia antiossidante’’ nel trattamento delle patologie infiam-

matorie, come la malattia parodontale.

Prevenzione & Assistenza Dentale 2009;35:69–75C. Mazza, N. De Chiara

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Per mantenere in salute il nostro organismo e necessario

prevenire ogni insulto ossidativo, evitando con attenzione

quei fattori che incrementano la produzione di radicali liberi

e mangiando quotidianamente piu frutta e verdura fresca,

contenenti antiossidanti.

L’igienista dentale spieghera ai pazienti come una dieta

variata sia il modo piu semplice per raggiungere il nostro

benessere, per cui grande slancio deve essere dato, nella

motivazione ai pazienti, all’educazione alimentare che

rappresenta un valido strumento preventivo, e perche no,

terapeutico.

Conflitto di interessi

Gli autori dichiarano di essere esenti da conflitto di interessi.

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