L’emulsiolipolisi ultrasonica è un trattamento lipolitico che prevede l’impiego per via intradiposa di fosfolipidi ipotalamici e carnitina (Fig. 1) e l’applicazione a livello dell’area infiltrata di ultrasuoni (US) a bassa o ad alta frequenza (330 KHz 3 MHz) e con 1- 3 Watt/cm2 di potenza. Si può parlare anche di intralipoterapia lipolitica ultrasonica.
Fig. 1
L’indicazione principale è rappresentata dalla cellulite, da quelle situazioni cliniche di cellulite in cui l’aspetto istopatologico dominante è quello di un’adiposità localizzata ipertrofica in eccesso. Per comprendere le ragioni scientifiche dell’impiego dei fosfolipidi ipotalamici nel protocollo terapeutico lipolitico bisogna fare un breve viaggio in quella che è la fisiologia della digestione dei grassi assunti con la dieta.
I grassi più comuni che vengono assunti con la dieta sono i trigliceridi. I trigliceridi sono costituiti da un nucleo di glicerolo e da tre acidi grassi. La digestione dei grassi assunti con la dieta inizia nello stomaco per poi proseguire nell’intestino tenue5. La digestione dei grassi assunti con la dieta è operata da enzimi specifici: le lipasi. Nello stomaco viene digerita solo una piccola quantità dei grassi assunti con la dieta; infatti nello stomaco viene digerita meno del 10% della quota complessiva dei grassi introdotti con la dieta. La digestione dei grassi assunti con la dieta che avviene nello stomaco si realizza ad opera di una lipasi linguale che viene prodotta dalle ghiandole linguali della bocca e che viene ingurgitata nello stomaco con la saliva (3). Giunti nel duodeno insieme all’acido cloridrico, i grassi stimolano la secrezione della colecistochinina e della secretina, due ormoni che inducono la colecisti ed il pancreas esocrino a riversare nel duodeno rispettivamente la bile ed il succo pancreatico5. Nel tenue viene digerito il 90% della quota lipidica introdotta con la dieta. La digestione nel tenue si realizza rapidamente soprattutto ad opera della lipasi pancreatica che è presente in grandi quantità e, in minor misura, ad opera della lipasi enterica prodotta dalla mucosa intestinale5. Gli effetti della lipasi enterica sono, in effetti, assolutamente trascurabili. I lipidi assunti con la dieta sono principalmente trigliceridi. I trigliceridi assunti con la dieta vengono idrolizzati dalla lipasi in 2-monogliceridi, acidi grassi liberi, piccole quantità di digliceridi. In generale l’idrolisi dei trigliceridi è una reazione chimica altamente reversibile: come si verifica la lipolisi si può verificare la liposintesi. L’accumulo di monogliceridi, di acidi grassi liberi, di digliceridi che si verifica in prossimità dei grassi in via di digestione, per la reversibilità della lipolisi, si traduce solo in misura minima in una utilizzazione di tali residui per il processo di liposintesi2. Se tale utilizzazione fosse massiva si verificherebbe il blocco del processo digestivo dei grassi assunti con la dieta nell’area dove la digestione si stesse verificando5. Ma l’utilizzazione dei residui della digestione non è massiva. Insomma nonostante la reversibilità della lipolisi, la digestione nell’intestino tenue prosegue normalmente. La digestione nell’intestino tenue prosegue normalmente per l’intervento di un elemento fondamentale: la bile5.
La bile viene prodotta dal fegato ed è costituita da acqua, sali biliari, bilirubina, colesterolo, acidi grassi, lecitina, ioni sodio, ioni potassio, ioni calcio, ioni cloro, ioni bicarbonato5. Esiste una bile epatica ed una bile colecistica che ha subito il processo di concentrazione nella colecisti con il riassorbimento da parte della mucosa della colecisti di acqua e di elettroliti: eccettuati gli ioni calcio. I sali biliari, la lecitina, il colesterolo, la bilirubina non vengono riassorbiti e, pertanto, vengono fortemente concentrati nella colecisti5. La bile esplica funzioni essenziali per la digestione dei grassi assunti con la dieta in virtù dei sali biliari e della lecitina: due fosfolipidi (Fig. 2).
Fig. 2 Struttura di un fosfolipide.
I sali biliari e la lecitina sono dei fosfolipidi che esplicano principalmente due funzioni:
L’emulsione dei grassi assunti con la dieta si realizza per la riduzione della tensione superficiale operata dai sali biliari e dalla lecitina e per le sollecitazioni meccaniche che si verificano sui grassi stessi nel lume intestinale per opera dell’attività peristaltica gastrointestinale. Il risultato è la frammentazione del globulo del grasso in minuti globuli di grasso e la loro dispersione in una soluzione instabile5. I sali biliari e la lecitina sono dei fosfolipidi che hanno una porzione polare altamente solubile nell’acqua (idrofila) ed una porzione apolare (idrofoba), sterolica, fortemente liposolubile (lipofila) (Fig. 2). La porzione lipofila (apolare) si solubilizza nello strato superficiale della particella di grasso mentre la porzione idrofila (polare) si proietta verso l’esterno (Fig. 3).
Fig. 3
Questo effetto riduce fortemente la tensione superficiale del grasso. Le superfici di contatto liquido-liquido, quando uno dei due liquidi non è miscibile, hanno la tendenza a separarsi e il liquido non miscibile tende a diminuire di estensione come se fosse composto da lamine elastiche in tensione. Questa proprietà caratterizza la cosiddetta tensione superficiale5.
Una riduzione della tensione superficiale del grasso rappresenta un fatto fisico importante perché contribuisce al verificarsi della emulsione del grasso, cioè alla frantumazione del grasso in piccoli globuli di grasso e alla loro dispersione in una soluzione instabile5. Si tratta dello stesso principio di azione di molti detersivi tensioattivi usati per uso domestico per rimuovere l’unto ed il grasso dalle stoviglie. Non basta però soltanto la riduzione della tensione superficiale del grasso per potersi verificare la frantumazione del grasso in piccoli globuli di grasso e la loro dispersione in una soluzione instabile5. E’ importante anche un altro fatto fisico: la sollecitazione meccanica operata dall’attività peristaltica gastrointestinale5. I sali biliari e la lecitina, con la complicità dell’attività peristaltica gastrointestinale, determinano, nell’intestino tenue, la frammentazione del grasso assunto con la dieta in piccoli globuli di grasso e la loro dispersione in una soluzione instabile5. Se in un bicchiere si dispone dell’acqua ed all’acqua si aggiunge dell’olio di oliva quest’ultimo si dispone in superficie (l’olio di oliva è più leggero dell’acqua) e non si miscela con l’acqua in virtù della sua più alta tensione superficiale. Insomma l’olio di oliva forma una fase continua sulla superficie dell’acqua5. Se si frantuma la fase continua dell’olio di oliva mescolando con un cucchiaino da caffé e si determina una dispersione dell’olio di oliva frammentato in una soluzione quest’ultima sarà una soluzione di tipo instabile, che, cioè, rimane tale fino a quando si mescola con il cucchiaino da caffé5. Una volta smesso di mescolare o meglio una volta interrotta l’azione meccanica operata con il cucchiaino da caffé, i frammenti della fase continua dell’olio di oliva dispersi nella soluzione instabile, in pochi secondi, si ricompongono a formare una fase continua5. Quindi i grassi assunti con la dieta una volta emulsionati in piccoli globuli di grasso dispersi in una soluzione instabile, finita l’attività peristaltica gastrointestinale dovrebbero ricomporsi a formare una fase continua5. Durante la digestione dei grassi i globuli di grasso emulsionati e dispersi in una soluzione instabile normalmente non si ricompongono a formare una fase continua per l’intervento dei sali biliari. I sali biliari agiscono micellizzando i globuli del grasso dispersi nella soluzione instabile (emulsione instabile). Insomma i sali biliari stabilizzano l’emulsione che da instabile diventa stabile5.
I sali biliari hanno una porzione polare altamente solubile nell’acqua (idrofila) e una porzione apolare (idrofoba), sterolica, fortemente liposolubile (lipofila) (Fig. 4) 5.
Fig. 4
La porzione lipofila, apolare, si solubilizza nello strato superficiale del globulo del grasso emulsionato mentre la porzione idrofila, polare, si proietta verso l’esterno. Insomma i sali biliari formano le cosiddette micelle. Le micelle formate dai sali biliari hanno l’aspetto di goccioline sferiche di circa 3 nanometri di diametro e sono costituite da 20-40 sali biliari che circondano un core lipidico costituito da trigliceridi e prodotti della digestione dei trigliceridi: 2-monogliceridi, acidi grassi liberi, piccole quote di digliceridi5.
Dato che i gruppi polari dei sali biliari hanno la carica elettrica negativa all’esterno essi consentono all’intera micella di passare in soluzione nell’acqua dei succhi digestivi e di mantenersi in tale stato come una soluzione stabile. 5 La micellizzazione dei globuli di grasso ottenuti con l’emulsione operata dai sali biliari, dalla lecitina e dall’attività peristaltica gastrointestinale trasforma una soluzione instabile (emulsione instabile) in una soluzione stabile (emulsione stabile) 5. Le micelle hanno una carica elettrica negativa esterna per cui si respingono l’una con l’altra. Le micelle respingendosi l’una con l’altra impediscono al loro core lipidico di confluire a formare una fase continua5. La micellizzazione dei globuli di grasso ottenuti con l’emulsione operata dai sali biliari, dalla lecitina e dall’attività gastrointestinale è, quindi, un momento importante perché:
I sali biliari, una volta liberatisi dei prodotti residui della digestione dei grassi che vengono assorbiti a livello dell’orletto a spazzola delle cellule epiteliali della mucosa intestinale, vengono, a loro volta, assorbiti a livello dell’ileo e, attraverso il circolo portale, introdotti nella circolazione entero-epatica5. Se vengono impediti l’emulsione dei grassi assunti con la dieta e la micellizzazione dei globuli di grasso ottenuti con l’emulsione non aumenta la superficie del grasso per cui l’attività della lipasi è minima. In tali casi viene perduto con le feci fino al 40% del materiale lipidico assunto con la dieta e si potrebbero instaurare fenomeni di carenza nutrizionale, soprattutto fenomeni di carenza di vitamine liposolubili: A, D, E, K5.
La lipasi è un enzima. Gli enzimi formano un complesso con le molecole del substrato definito complesso enzima-substrato (ES). La formazione del complesso ES è essenziale per il verificarsi dell’attività dell’enzima5. L’azione catalitica di un enzima consiste fondamentalmente in un ciclo di quattro fasi che per lo stesso enzima si ripete migliaia di volte in tempi molto brevi: dell’ordine di secondi o di frazioni di secondi. Poiché si ritrova inalterato al termine di ogni ciclo l’enzima può iniziare immediatamente il ciclo successivo5. Le fasi del ciclo si possono schematizzare:
Gli enzimi sono proteine costituite da una catena polipeptidica che si ripiega nelle tre dimensioni. A causa di tale ripiegamento tridimensionale della catena polipeptidica una molecola enzimatica presenta una superficie percorsa da solchi e rilevatezze in cui possono essere riconoscibili fessure e depressioni. Queste caratteristiche topografiche sono specifiche e costanti per ogni tipo di molecola enzimatica. Almeno una delle cavità o depressioni presenti sulla superficie di un enzima ha una forma complementare a quella della molecola del substrato o di una parte di questa contenente specifici raggruppamenti chimici5. Questa cavità è detta sito attivo e, più propriamente, sito di legame per il substrato.
Emil Fisher nel 1894 formulò una teoria secondo cui il substrato si combina con il sito attivo dell’enzima con lo stesso grado di specificità con cui una chiave entra nella propria serratura (Fig. 5).
Fig. 5 La teoria della chiave e della serratura di Emil Fischer.
Molti enzimi, oltre alla cavità specifica per la combinazione del substrato, possono presentare altre cavità in cui si possono adattare altre molecole che possono partecipare alla reazione catalizzata come i coenzimi, come i cofattori (ad esempio ioni metallici: Ca, Mg, Mn, Zn, Cu) 5. I coenzimi e i cofattori possono partecipare all’attività di numerosi enzimi rivestendo un ruolo di assoluto primo piano5. La lipasi presenta una cavità specifica per la combinazione con il substrato ed un’altra cavità specifica in cui si può adattare un coenzima: la colipasi. L’attività degli enzimi viene influenzata da diversi fattori: il pH, la temperatura, la concentrazione del substrato5.
Per la maggior parte degli enzimi esiste un intervallo di valori di pH, in genere abbastanza ristretto, in cui la reazione viene catalizzata con la massima efficienza. Il valore del pH a cui un enzima presenta la massima efficienza catalitica viene detto pH ottimale. Questo valore varia, e anche di molto, da enzima ad enzima5. La temperatura fa aumentare l’attività enzimatica purché la stessa non superi quella corporea (37° C). Gli enzimi sono proteine. Dopo i 37° C inizia la denaturazione proteica. Se si superano i 37° C di temperatura il danno enzimatico può diventare irreversibile. La dipendenza dell’attività enzimatica dalla temperatura ha la forma di una curva a campana5. La maggior parte del potere catalitico di un enzima è dovuto al legame del substrato con l’enzima. Insomma la formazione di un complesso ES è la prima tappa della catalisi enzimatica e da questa tappa dipende la velocità di una reazione catalizzata. A concentrazioni costanti di enzima la velocità della reazione catalizzata aumenta in modo proporzionale all’aumento della concentrazione del substrato5. Insomma esiste un rapporto di dipendenza tra la velocità della reazione catalizzata e la concentrazione del substrato e tale rapporto di dipendenza viene descritto dall’equazione di Michaelis-Menten5. La dipendenza tra la concentrazione del substrato e la velocità della reazione catalizzata è di tipo iperbolico5. La lipasi è un enzima idrosolubile e può attaccare le particelle di grasso soltanto alla loro superficie5. La lipasi è un enzima, quindi, che ha un’attività superficie del grasso-dipendente. Se aumenta la superficie del grasso aumenta l’attività della lipasi, altrimenti niente, l’attività della lipasi rimane al minimo, al di là di quella che è la quantità della lipasi stessa5. La disponibilità del substrato ha un significato determinante per l’attività della lipasi che aumenta con l’incremento della disponibilità della superficie del substrato, con l’aumento, cioè, della superficie del grasso. Una volta che il substrato (la superficie del grasso) satura la lipasi non si potrà verificare un ulteriore incremento dell’attività enzimatica per mancanza, appunto, di substrato disponibile e l’attività enzimatica sarà massima5. E’ facilmente comprensibile l’importanza dei sali biliari e della lecitina nel processo di digestione dei grassi assunti con la dieta visto che il loro ruolo è, appunto, quello di favorire l’emulsione e la micellizzazione di tali grassi. Per la digestione dei trigliceridi presenti nel lume dell’intestino tenue l’enzima di gran lunga più importante è la lipasi pancreatica presente nel succo pancreatico e prodotta in abbondanza dal pancreas esocrino5. Per le sue elevate quantità la lipasi pancreatica può digerire in pochi minuti i grassi assunti con la dieta. Ma se non intervenisse la bile la lipasi pancreatica non riuscirebbe a digerire se non quantità minime dei grassi assunti con la dieta5. Una soluzione stabile dei globuli del grasso emulsionato ottimizza gli effetti della lipasi che aumenta la sua attività:
Ogni volta che una particella di grasso si dimezza nel suo diametro per effetto della sollecitazione meccanica imposta dall’attività peristaltica gastrointestinale raddoppia la superficie totale del grasso stesso5. Nel processo di digestione dei grassi assunti con la dieta, poiché il diametro delle goccioline del grasso emulsionato è inferiore ad 1 micrometro, si può stabilire che con l’emulsione si verifica un aumento di circa mille volte della superficie totale del grasso. Di conseguenza l’attività della lipasi aumenta di circa mille volte5. L’intervento della bile è determinante nel processo di digestione dei grassi. Se non intervenisse la bile i grassi assunti con la dieta non potrebbero essere digeriti se non in quantità minime da parte della lipasi. Insomma se non intervenisse la bile nel processo di digestione dei grassi assunti con la dieta la lipasi avrebbe un’attività minima5. L’emulsione dei grassi assunti con la dieta e la micellizzazione dei globuli di grasso ottenuti con l’emulsione possono essere impedite mediante l’impiego di farmaci che sequestrano i sali biliari: detastrano (Rationale, Dexide , Pulsar), colestiramina (Questran) 5. Per la digestione dei grassi assunti con la dieta è determinante l’emulsione del grasso e la micellizzazione dei globuli del grasso ottenuti con l’emulsione. Anche se la lipasi pancreatica viene prodotta in abbondanza dal pancreas esocrino la stessa non potrebbe digerire i grassi se non intervenisse la bile con l’emulsione del grasso e la micellizzazione dei globuli di grasso ottenuti con l’emulsione5.
L’attività della lipasi non dipende solo dalla quantità dell’enzima ma anche dalla superficie del grasso e dalla possibilità dell’enzima di potere penetrare all’interno del globulo del grasso5. La lipasi è un enzima idrosolubile per cui non riesce ad addentrarsi nel core del globulo del grasso a meno che lo stesso non venga emulsionato e i globuli di grasso ottenuti con l’emulsione, non vengano micellizzati5. I farmaci che sequestrano i sali biliari inibiscono gli effetti dei sali biliari per cui impediscono l’attività della lipasi. Il globulo del grasso non viene emulsionato o viene emulsionato in percentuali minime e la micellizzazione dei globuli di grasso ottenuti con l’emulsione si verifica anch’essa in percentuali minime per cui non aumenta la superficie del grasso in modo importante e la lipasi non ha la possibilità di penetrare nel core del globulo del grasso rimasto pressoché intero. Insomma il grasso assunto con la dieta non viene digerito dalla lipasi se non in quantità minime per cui viene eliminato in gran parte con le feci: almeno il 40% del grasso assunto con la dieta viene eliminato con le feci5. Per fare aumentare l’attività della lipasi intradipocitaria e, quindi, la lipolisi intradipocitaria, è determinante fare aumentare la superficie del grasso affinché lo stesso possa saturare la lipasi intradipocitaria. Con l’incremento della superficie del grasso intradipocitario aumenta, in accordo con l’equazione di Michaelis-Menten, l’attività della lipasi intradipocitaria5. La secrezione della lipasi intradipocitaria viene stimolata di base, normalmente, dagli ormoni lipolitici come, ad esempio, dagli ormoni tiroidei (FT3, FT4), dal Growth Hormone (GH), dalle catecolamine, per cui non è necessario intervenire farmacologicamente per fare incrementare la quantità della lipasi intradipocitaria5. Quello che è prioritario, quindi, per realizzare un trattamento terapeutico lipolitico, è fare incrementare l’attività della lipasi intradipocitaria e non fare incrementare la quantità della lipasi intradipocitaria. L’aumento della quantità della lipasi intradipocitaria non corrisponde ad un aumento dell’attività della lipasi intradipocitaria5. L’adipocita deriva da una cellula mesenchimale fibroblasto-simile definita lipoblasto o preadipocita5. Il lipoblasto comincia gradualmente ad accumulare lipidi sotto forma di molteplici piccole gocce lipidiche che, gradualmente, confluiscono a formare una goccia lipidica unica, centrale, che spinge il nucleo ed il citosol verso la periferia (Fig. 6).
Fig. 6 Adipocita: elemento uniloculare.
Questo tipo istologico viene definito cellula adiposa uniloculare. E’ il tipo istologico di più frequente riscontro. Oltre al tipo istologico uniloculare è presente un altro tipo istologico: la cellula adiposa multiloculare. La cellula adiposa multiloculare è più piccola del tipo istologico uniloculare e presenta numerose piccole gocciole lipidiche distribuite nel citosol. Tali gocciole lipidiche rimangono isolate per cui il nucleo, in tale tipo istologico multiloculare, ha una dislocazione, in genere, centrale e non periferica5. L’adipocita uniloculare è, quindi, costituito da una goccia lipidica unica e da un nucleo e da un citosol confinati alla periferia5.
La lipasi intradipocitaria si trova nel poco citosol. Quindi è confinata alla periferia dell’adipocita ed ha a disposizione solo una piccola parte della superficie del grasso che caratterizza la cellula adiposa uniloculare5. Un suo ulteriore incremento non significherebbe nulla in termini di incremento dell’attività lipolitica. Inoltre la lipasi intradipocitaria è idrosolubile per cui non ha la capacità di addentrarsi nella goccia lipidica unica5. La lipasi intradipocitaria ha la capacità di agire solo a livello della superficie della goccia lipidica e ciò rappresenta un limite importante all’attività lipolitica di tale enzima5. La lipolisi intradipocitaria si realizza più facilmente nella cellula adiposa multiloculare non solo perché tale tipo istologico possiede un numero maggiore di mitocondri ma anche perché le gocciole dei lipidi rimangono isolate5. Se le gocciole dei lipidi rimangono isolate è maggiore la superficie del grasso disponibile per saturare la lipasi intradipocitaria ed il grasso può essere, inoltre, meglio digerito dall’enzima (dalla lipasi intradipocitaria) che può, tranquillamente, addentrarsi nelle zone centrali della cellula adiposa con un conseguente incremento dell’attività enzimatica della lipasi intradipocitaria e, quindi, con un conseguente incremento degli effetti lipolitici5. La lipasi intradipocitaria che si trova nella cellula adiposa uniloculare è un enzima al confino, un enzima prigioniero dello stato istologico che caratterizza un tipo cellulare adiposo uniloculare mentre la lipasi intradipocitaria che si trova in una cellula adiposa multiloculare è un enzima libero, che non ha condizionamenti particolari da parte dello stato istologico che caratterizza un tipo cellulare adiposo multiloculare5. Cosa si può fare per fare digerire all’adipocita uniloculare il grasso che lo caratterizza e che occupa quasi per intero il volume cellulare? Bisogna creare lo status fisiologico di una cellula adiposa multiloculare, bisogna liberare la lipasi intradipocitaria dal suo confino in modo che possa addentrarsi nelle zone centrali della cellula adiposa, bisogna permettere alla lipasi intradipocitaria di potere agire su una superficie del grasso maggiore5. Per procedere nel viaggio concettuale che si sta effettuando e che porterà a delle soluzioni terapeutiche specifiche, è necessario effettuare una trasposizione dei concetti della fisiologia umana che vengono implicati nella digestione dei grassi assunti con la dieta a livello dell’apparato digerente in quella che è la situazione istologica e fisiologica di una cellula adiposa uniloculare5.
Per prima cosa bisogna determinare l’emulsione del grasso che costituisce la massa uniloculare e, poi, bisogna determinare la micellizzazione dei globuli di grasso ottenuti con l’emulsione5. In tal modo aumenta la superficie del grasso disponibile per saturare la lipasi intradipocitaria e, quindi, aumenta, di conseguenza, l’attività della lipasi intradipocitaria; inoltre la lipasi intradipocitaria può penetrare fino nelle zone centrali del globulo del grasso5. Insomma bisogna determinare a livello del tessuto adiposo in eccesso del sottocutaneo un effetto sali biliari simile5. Quindi diventa importante utilizzare farmaci che possano realizzare un effetto sali biliari-simile. Come i sali biliari sono essenziali per digerire i grassi assunti con la dieta così i farmaci che determinano un effetto sali biliari-simile sono essenziali per fare digerire alla lipasi intradipocitaria la goccia lipidica unica che costituisce la cellula adiposa uniloculare del tessuto adiposo in eccesso del sottocutaneo5. I fosfolipidi ipotalamici hanno la capacità di emulsionare e micellizzare i trigliceridi intradipocitari, insomma hanno la capacità di realizzare un effetto sali biliari-simile. L’emulsione dei trigliceridi intradipocitari e la micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari emulsionati favoriscono l’attività della lipasi intradipocitaria. La lipasi intradipocitaria è un enzima che ha un’attività superficie del grasso-dipendente. Se aumenta la superficie del grasso aumenta l’attività della lipasi intradipocitaria. Insomma l’entità del substrato, cioè della superficie del grasso, ha un significato determinante per l’attività della lipasi intradipocitaria che aumenta con l’incremento del substrato, con l’aumento, cioè, della superficie del grasso disponibile per saturare l’enzima stesso: la lipasi intradipocitaria5. Un enzima per poter esplicare la sua azione deve potersi combinare con il substrato. Quindi esiste un rapporto diretto tra disponibilità del substrato e attività enzimatica. Non solo. Con l’emulsione e la micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari migliora la diffusibilità della lipasi intradipocitaria stessa perché tale enzima non sarà più confinato nel poco citosol di un adipocita uniloculare ma potrà addentrarsi fino nel core del globulo del grasso emulsionato e micellizzato5.
La proprietà dei fosfolipidi ipotalamici di emulsionare e di micellizzare i grassi è possibile dimostrarla con una sperimentazione. I fosfolipidi ipotalamici hanno una porzione polare altamente solubile nell’acqua (idrofila) e una porzione apolare (idrofoba), sterolica, fortemente liposolubile (lipofila) 5. La porzione lipofila, apolare, si solubilizza nello strato superficiale del globulo del grasso mentre la porzione idrofila, polare, si proietta verso l’esterno. Insomma i fosfolipidi ipotalamici hanno la capacità di determinare una emulsione dei trigliceridi intradipocitari ed una micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari emulsionati con effetti simili a quelli dei sali biliari. La capacità di emulsionare i trigliceridi intradipocitari e di micellizzare i trigliceridi intradipocitari emulsionati è, una caratteristica di tutti i tipi di fosfolipidi somministrabili per via parenterale5.
SPERIMENTAZIONE IN VITRO RELATIVA ALLA CAPACITA’ DEI FOSFOLIPIDI IPOTALAMICI DI DETERMINARE UNA EMULSIONE ED UNA MICELLIZZAZIONE DEI GRASSI DELL’OLIO DI OLIVA
Scopo dello studio Dimostrare l’efficacia dei fosfolipidi ipotalamici presenti nel preparato commerciale Liposom forte fiale 28 mg/2ml im ev nel determinare l’emulsione e la micellizzazione dei grassi di 2 ml di olio di oliva: un liquido con una tensione superficiale elevata non miscibile con una soluzione fisiologica .
Materiali Sono stati utilizzati un bicchiere di vetro, 100 ml di soluzione fisiologica, 2 ml di olio di oliva, due fiale di fosfolipidi ipotalamici (Liposom forte fiale 28 mg/2 ml im ev) pari a 56 mg di principio attivo, un cucchiaino da caffé, una siringa da 5 ml. Una fiala di Liposom forte fiale 28 mg/2ml im ev contiene 28 mg di fosfolipidi ipotalamici ed eccipienti: mannitolo, sodio fosfato bibasico dodecaidrato, sodio fosfato monobasico diidrato, esteri dell’acido p-idrossi-benzoico, acqua per preparazioni iniettabili q.b. a 2 ml.
Metodo In un bicchiere sono stati disposti 100 ml di soluzione fisiologica (Fig. 7).
Fig. 7 Bicchiere di vetro contenente 100 ml di soluzione fisiologica visto dall’alto.
Con una siringa sono stati aggiunti nel bicchiere, ai 100 ml di soluzione fisiologica, 2 ml di olio di oliva (Fig. 8).
Fig. 8 L’olio di oliva ha una tensione superficiale elevata per cui non è miscibile con la soluzione fisiologica e poiché l’olio di oliva è più leggero della soluzione fisiologica si è disposto in superficie formando una fase continua (Fig. 9).
Fig. 9 Con un cucchiaino da caffé, allo scopo di favorire la miscelazione dell’olio di oliva con la soluzione fisiologica, si è provveduto a mescolare i due liquidi non miscibili: l’olio di oliva e la soluzione fisiologica (Fig. 10).
Fig. 10 Si è verificata una emulsione, una frammentazione della fase continua dell’olio di oliva ed una dispersione dei frammenti ottenuti in una soluzione instabile (emulsione instabile) (Fig. 11).
Fig. 11 Una volta smesso di mescolare l’olio di oliva emulsionato si è rapidamente (in meno di 30 secondi) ricomposto a formare nuovamente una fase continua in virtù della tensione superficiale elevata che lo caratterizza (Fig. 12).
Fig. 12 Quindi sono stati aggiunti ai due liquidi non miscibili (ai 2 ml di olio di oliva e ai 100 ml di soluzione fisiologica), con una siringa, 2 fiale di fosfolipidi ipotalamici (Liposom forte fiale 28 mg/2ml im ev) (Figg. 13, 14).
Fig. 13
Fig. 14
Con un cucchiaino da caffé, allo scopo di favorire la miscelazione dell’olio di oliva con la soluzione fisiologica, si è provveduto a mescolare i due liquidi non miscibili: l’olio di oliva e la soluzione fisiologica (Fig. 15).
Fig. 15
Una volta smesso di mescolare l’olio di oliva emulsionato non si è ricomposto a formare una fase continua. Si è verificata una micellizzazione dei frammenti dell’olio di oliva emulsionato, si è verificata, in pratica, una soluzione stabile (emulsione stabile) (Fig. 16).
Fig. 16
Risultato I fosfolipidi ipotalamici presenti nel preparato commerciale Liposom forte fiale 28 mg/2 ml im ev hanno determinato l’emulsione e la micellizzazione dei grassi di 2 ml di olio di oliva: un liquido
5
con una tensione superficiale elevata non miscibile con una soluzione fisiologica .
LA CARNITINA La carnitina è una proteina. Viene sintetizzata dagli esseri umani e da altri vertebrati a partire dalla lisina nel fegato e nei reni2. Il patrimonio complessivo in carnitina viene acquisito dall’uomo nella misura del 25% per sintesi epatica e renale e nella misura del 75% per introito con la dieta: dalla carne, dalle uova, dal latte4. La carnitina è un carrier degli acidi grassi a catena lunga. Nell’uomo la carnitina è presente soprattutto nelle fibrocellule muscolari, nei neuroni, negli epatociti ma anche negli adipociti e in altri tipi istologici2. Alcuni organismi inferiori come il tenebrio molitor non sono in grado di sintetizzarla per cui necessitano di una dieta che la contenga già formata. La carnitina è una proteina idrosolubile per cui per attraversare le membrane cellulari ha bisogno di un trasportatore. Sono stati individuati un trasportatore a bassa affinità per i cationi (OCTN1) che trasporta la carnitina attraverso la membrana cellulare all’interno della cellula e un trasportatore sodio-dipendente ad alta affinità (OCTN2) che trasporta la carnitina attraverso la membrana cellulare all’esterno della cellula4. Nell’uomo sono possibili carenze primarie e carenze secondarie di carnitina. Mentre le carenze primarie sono di ordine congenito le carenze secondarie di carnitina sono da relazionare alla insufficienza renale cronica grave. I pazienti affetti da insufficienza renale cronica grave poiché effettuano diete aproteiche vanno incontro ad una contrazione importante dell’introito alimentare in proteine e, di conseguenza, ad una riduzione importante della biodisponibilità aminoacidica per i processi metabolici di ordine anabolico come la biosintesi delle proteine, come la biosintesi della carnitina4. Inoltre i pazienti affetti da insufficienza renale cronica grave non assumendo proteine non introitano carnitina: il patrimonio complessivo in carnitina viene, infatti, acquisito dall’uomo nella misura del 75% con le proteine alimentari2. Il glicerolo che si ottiene dalla idrolisi dei trigliceridi può riversarsi in circolo o essere inserito nello shunt dei monofosfati: il glicerolo non può essere utilizzato nell'adipocita per la biosintesi dei trigliceridi perché l'attività dell'enzima glicerolchinasi è bassa nel citosol adipocitario mentre è elevata nel citosol dell'epatocita dove sono possibili entrambe le vie metaboliche per la biosintesi dei trigliceridi: quella a partire dal glicerolo e quella a partire dall'acil-CoA2. Gli acidi grassi ottenuti dalla idrolisi dei trigliceridi intradipocitari possono andare incontro principalmente a due destini:
Gli acidi grassi attivati (acil-CoA) possono essere:
ossidati;
utilizzati per la biosintesi dei trigliceridi.
Nel 1948-49 Eugene Kennedy e Albert Lehninger dimostrarono che l'ossidazione degli acidi grassi avviene esclusivamente nei mitocondri2. Il successivo passo in avanti fu merito di Lynen e collaboratori che scoprirono che l'attivazione degli acidi grassi dipendente da ATP implica la loro esterificazione con il gruppo tiolico del CoA-SH e che tutte le tappe enzimatiche che si susseguono nell'ossidazione degli acidi grassi hanno luogo nella forma dei loro esteri con il CoA-SH4. Per essere demolito, quindi, l'acido grasso deve spostarsi dal citosol nei mitocondri (Fig. 17).
I mitocondri sono degli organuli presenti nel citosol dove esplicano importanti funzioni come quella di produrre ATP. I mitocondri sono delle fabbriche di ATP, quindi fabbriche di energia, fabbriche di energia essenziale per la vita5. Le cellule adipose uniloculari (Fig. 18) del tessuto adiposo bianco hanno meno mitocondri di quanti ne hanno le cellule adipose multiloculari del tessuto adiposo bruno (Fig. 19).
A livello della membrana mitocondriale esterna avviene l'esterificazione enzimatica dell'acido grasso con il CoA-SH del pool citosolico, a spese dell'ATP2. Gli enzimi che catalizzano la formazione degli esteri acil-CoA sono dislocati nella membrana mitocondriale esterna e sono denominati acil-CoA sintetasi o acido grasso tiochinasi o acido grasso CoA ligasi4. Gli esteri acil-CoA non riescono ad attraversare la membrana mitocondriale interna perché la membrana mitocondriale interna è impermeabile ad un tale tipo di molecola. A questo punto se non intervenisse un carrier fisiologico gli acidi grassi esterificati potrebbero essere utilizzati esclusivamente nel citosol per la biosintesi dei trigliceridi4. L'ingresso degli acil-CoA nei mitocondri è favorito dalla carnitina (Fig. 20).
Fig. 20
L'enzima carnitina aciltransferasi I o carnitina acido grasso transferasi citoplasmatica presente sulla faccia esterna della membrana mitocondriale interna catalizza il trasporto del gruppo acilico dal suo legame tio-estereo con il CoA-SH del pool citosolico ad un legame ossigeno-estereo con il gruppo ossidrilico della carnitina dando luogo alla formazione di acilcarnitina2. L’acil-carnitina passa facilmente attraverso la membrana mitocondriale interna2. L’acil-carnitina passa facilmente attraverso la membrana mitocondriale interna perché trasportata da una traslocasi2. Una volta pervenuta a livello della membrana mitocondriale interna il gruppo acilico dell’acil-carnitina viene trasferito sul CoA-SH intramitocondriale. Questa reazione è catalizzata dall’enzima carnitina aciltransferasi II o carnitina acido grasso transferasi intramitocondriale4. A livello intramitocondriale il gruppo acilico viene trasferito dalla acilcarnitina al CoA-SH del pool mitocondriale in virtù dell'enzima carnitina aciltransferasi II o carnitina acido grasso transferasi intramitocondriale localizzato sulla superficie interna della membrana mitocondriale interna. L'acil-CoA è, a questo punto, pronto per l'ossidazione della sua componente acido grasso ad opera di tutta una serie di enzimi specifici presenti nella matrice mitocondriale2. Tale ossidazione avviene in due fasi principali. Nella prima fase gli acidi grassi subiscono la rimozione ossidativa di successive unità a due atomi di carbonio definite acetil-CoA iniziando dall'estremità carbossilica della catena dell'acido grasso con tutta una serie ripetitiva di passaggi operati da un insieme di enzimi. Insomma si verifica la β-ossidazione4. Il risultato finale è la trasformazione dell'acido grasso in frammenti a due atomi di carbonio, cioè in frammenti di acetil-CoA. La formazione di ognuna delle molecole di acetil-CoA richiede la rimozione, per azione di deidrogenasi specifiche, di quattro atomi di idrogeno dall'acido grasso4. Nella seconda fase della ossidazione le molecole di acetil-CoA vengono inserite nel ciclo dell'acido citrico (o ciclo di Krebs o ciclo degli acidi tricarbossilici) per essere ossidate a CO2 e H2O.
Entrambe le fasi dell'ossidazione degli acidi grassi hanno come risultato un flusso di atomi di idrogeno verso la catena respiratoria dove, con una ionizzazione degli atomi di idrogeno, inizia un flusso di elettroni che caratterizza, lungo la catena respiratoria, tutta una serie di reazioni di ossido-riduzione4. Al flusso di elettroni è accoppiata la fosforilazione ossidativa dell'ADP ad ATP. L'energia fornita da entrambe le fasi dell'ossidazione degli acidi grassi viene, quindi, conservata sotto forma di ATP. Con l'impiego della carnitina si deviano gli acidi grassi attivati (acil-CoA) non verso la biosintesi dei trigliceridi ma verso la loro ossidazione. E' stato dimostrato in vitro e negli animali da esperimento che la velocità del trasporto dei gruppi acilici dal citosol nei mitocondri aumenta quanto maggiore è il gradiente citosol-matrice in acil-carnitina e che tale gradiente citosol-matrice in acil-carnitina aumenta in seguito a supplementazioni con carnitina esogena4. La carnitina svolge un ruolo chiave nel processo catabolico degli acidi grassi. La carnitina è un anello da cui non si può prescindere se si vuole favorire un processo lipolitico4. Un aumento del trasporto dei gruppi acilici da parte della carnitina favorisce oltre che l’ossidazione degli acidi grassi anche l’inibizione della biosintesi dei trigliceridi. Infatti la respirazione mitocondriale condizionata dalla maggiore disponibilità di acidi grassi favorita dalla L-carnitina rende elevato il rapporto ATP/ADP2. L'ATP può inibire la glicolisi mediante l'inattivazione della fosfofruttochinasi (enzima allosterico che catalizza la fosforilazione del F-6-P a F-1-6-difosfato) e, così, anche il citrato prodotto in eccesso: il citrato prodotto in eccesso dal ciclo di Krebs può uscire dai mitocondri tramite il sistema del trasporto del citrato presente nella membrana mitocondriale interna e realizzare una inibizione della fosfofruttochinasi2. Il citrato prodotto in eccesso agisce da inibitore della fosfofruttochinasi e, di conseguenza, da rallentatore della velocità della glicolisi con, quindi, riduzione del rifornimento in acetil-CoA da parte della glicolisi per il ciclo di Krebs e aumentata stimolazione della idrolisi dei trigliceridi intradipocitari in acidi grassi e glicerolo2. Insomma la produzione energetica viene, in tal modo, deviata sul metabolismo lipidico4. Un altro meccanismo che contribuisce ad inibire la velocità delle reazioni glicolitiche è la competizione per l'ADP fra i mitocondri e quegli enzimi della sequenza glicolitica che richiedono ADP come la fosfogliceratochinasi e la piruvatochinasi2. Poiché i mitocondri hanno per l'ADP maggiori affinità che non gli enzimi glicolitici, la glicolisi viene rallentata per mancanza di accettore di fosfato. Con il rallentamento della glicolisi viene ridotta la produzione di un metabolita intermedio della sequenza glicolitica: il diidrossiaceton fosfato che è il precursore dell’L-glicerol-3-fosfato. Il diidrossiaceton fosfato che si forma nel corso della demolizione del glucosio ad opera di un enzima aldolasi dal F1-6-difosfato, invece che essere isomerizzato a gliceraldeide-3-fosfato viene ridotto a L-glicerol-3-fosfato dall'enzima glicerol fosfato deidrogenasi in presenza di NADH come donatore di idrogeno4. Oltre che del diidrossiaceton fosfato (e di conseguenza dell’L-glicerol-3-fosfato) vi è anche una ridotta biodisponibilità, nel citosol, di acil-CoA: la carnitina ne stimola il trasporto nei mitocondri. L’acil-CoA è un altro precursore principale della biosintesi dei trigliceridi che inizia con l'acilazione dei gruppi ossidrilici liberi dell’L-glicerol-3-fosfato da parte, appunto, di due molecole di acil-CoA (reazione catalizzata
dall'enzima acil-CoA- glicerol-3-fosfato-aciltransferasi) 4. Quindi viene inibita anche la biosintesi dei trigliceridi intradipocitari perché si riduce la biodisponibilità nel citosol dei due precursori principali:gli acil-CoA e l’L-glicerol-3-fosfato2.
IL PROTOCOLLO TERAPEUTICO PRATICO
Materiale Si utilizzano: aghi monouso 27 G da 6-13 mm, 1 multiniettore monouso lineare o circolare a 3 - 5 ugelli, 1 siringa da 20 ml, 1 fiala di carnitina da 2 gr (Carnitene fiale iv 2 gr/5ml), 2 fiale di fosfolipidi ipotalamici da 28 mg (Liposom forte fiale 28 mg/2ml), 1 fiala di soluzione fisiologica da 10 ml, 1 ml di lidocaina 2% (Lidocaina cloridrato 200 mg/10 ml soluzione iniettabile), disinfettante cutaneo analcolico, cotone idrofilo5.
Metodo Il protocollo terapeutico pratico per via intradiposa (intralipoterapia lipolitica) a base di fosfolipidi ipotalamici e di carnitina prevede tre tempi terapeutici.
Primo tempo terapeutico
Si prepara una soluzione a base di fosfolipidi ipotalamici e carnitina. In una siringa da 20 ml si dispongono: 2 fiale di fosfolipidi ipotalamici (4 ml), 10 ml di soluzione fisiologica (sodio cloruro 0.9%), 1 ml di lidocaina 2% (Fig. 34), 1 fiala di carnitina da 2 gr (5 ml). Il tessuto adiposo è un tessuto asfittico, povero di acqua. Perché si verifichi una emulsione dei trigliceridi intradipocitari ed una micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari emulsionati è necessario che il tessuto adiposo venga idratato. Per tale ragione, oltre ai fosfolipidi ipotalamici e alla carnitina, è bene infiltrare, nell’area da trattare, 10 ml di soluzione fisiologica. La lidocaina è necessario che sia presente nella soluzione allo scopo di ridurre i fastidi (dolore, bruciore,…) causati dalla somministrazione della soluzione stessa (Fig. 21).
Fig. 22
Fig. 23
Si iniettano 1,5-2 ml per volta distribuendo le infiltrazioni su tutta l’area da trattare (Fig. 24).
Fig. 24
Dopo avere effettuato un tale tipo di infiltrazioni è bene disinfettare accuratamente l’area trattata.
Secondo tempo terapeutico
Il secondo tempo terapeutico serve per favorire l’emulsione e la micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari emulsionati. Consiste in una movimentazione dei tessuti dell’area infiltrata. Nella digestione dei grassi assunti con la dieta l’emulsione dei grassi e la micellizzazione dei globuli di grasso ottenuti con l’emulsione operate dai sali biliari e dalla lecitina si verificano per il contributo in sollecitazioni meccaniche operato dall’attività peristaltica gastrointestinale5.
Nel caso di una situazione di cellulite l’emulsione e la micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari operate dai fosfolipidi ipotalamici si realizzano con il contributo di una movimentazione dei tessuti dell’area infiltrata5.
Terzo tempo terapeutico
Il terzo tempo terapeutico serve per favorire una migliore emulsione e micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari e, di conseguenza, una maggiore attivazione della lipasi intradipocitaria. Consiste nell’applicazione di US (US) in corrispondenza dell’area infiltrata. Si può utilizzare un generatore di US con una programmazione sia a bassa frequenza (330 KHz) che ad alta frequenza (3 MHz) e con una potenza pari ad 1 - 3 Watt/cm2 (Fig. 25).
Dopo che si è disinfettata la zona infiltrata si distribuisce sull’area stessa un gel conduttore. Si attiva il generatore di US alla frequenza. Si applica, quindi, la sonda ad emissione di US sulla cute della zona infiltrata, disinfettata e ricoperta di gel conduttore. Si regola il timer dell' apparecchio per un tempo corrispondente al numero di infissioni del multiniettore moltiplicato per due (dieci infissioni di multiniettore corrispondono ad un tempo di applicazione di venti minuti) e si inizia l’emissione degli US. La sonda di emissione degli US deve essere mossa lentamente sul gel conduttore e in modo da coprire tutta la zona infiltrata, passando e ripassando più volte, fino allo scadere del tempo (Fig. 26) 1,3.
Fig. 26
Il movimento continuo della sonda è importante perché in tal modo si limitano gli inconvenienti che potrebbero verificarsi per opera degli alti livelli di temperatura che potrebbero realizzarsi localmente1,3. Gli alti livelli di temperatura potrebbero causare localmente processi involutivi non previsti a carico dei tessuti trattati e potrebbero inattivare la lipasi intradipocitaria (è una proteina) limitando in modo importante il metabolismo lipolitico distrettuale4. Altro aspetto importante è quello di alimentare ripetutamente l’area trattata con il gel conduttore che si disperde con il movimento della sonda1,3. Se tra la sonda e la superficie cutanea trattata non c’è gel conduttore non si realizza la trasmissione degli US e, quindi, non si realizzano gli effetti degli US. Terminato il tempo programmato si asporta il gel conduttore utilizzato e si disinfettano le parti trattate. Si procede allo stesso modo sulla parte controlaterale.
LA FREQUENZA DELLE SEDUTE La frequenza delle sedute di emulsiolipolisi ultrasonica è settimanale nel primo e secondo mese, quindicinale nel terzo mese, mensile dal quarto mese in poi5.
LE CONTROINDICAZIONI
La ILCUS è controindicata in presenza di mezzi di sintesi metallici e di protesi articolari metalliche (Fig. 27).
Fig. 27
I mezzi di sintesi metallici e le protesi articolari metalliche, per il loro maggiore assorbimento rispetto ai tessuti circostanti, possono andare incontro a surriscaldamento5. Il surriscaldamento dei mezzi di sintesi metallici e delle protesi articolari metalliche potrebbe comportare un’alterazione dei mezzi di sintesi e delle protesi articolari metalliche perché con il calore diventano più facilmente deformabili. Inoltre il surriscaldamento dei mezzi di sintesi metallici e delle protesi articolari metalliche potrebbe determinare danni a carico dei tessuti molli circostanti innescando gravi processi tessutali involutivi. Infine i mezzi di sintesi metallici e le protesi articolari metalliche potrebbero risentire delle vibrazioni degli US perdendo il loro assetto5. La ILCUS è controindicata, inoltre, nei casi di processi flogistici acuti, neoplasie, lesioni cutanee, in prossimità del midollo spinale, in corrispondenza dell’aia cardiaca (per interferenze con la conduzione cardiaca), in corrispondenza di un utero gravido, in prossimità di un neurostimolatore, di un pace-maker, nei casi di steatosi epatica, di epatopatie acute e croniche, di ipercolesterolemia, ipertrigliceridemia. Un tempo fra le controindicazioni veniva annoverata l’osteoporosi. Oggi le cose stanno diversamente; infatti sembrerebbe che l’effetto piezoelettrico degli US esplichi un’azione di tipo osteogenetico5.
Quarto tempo terapeutico
Sempre allo scopo di favorire e mantenere il più possibile l’emulsione e la micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari è bene, dopo una seduta di emulsiolipolisi con fosfolipidi ipotalamici e carnitina, consigliare alla paziente una passeggiata della durata di almeno 60 minuti5. Lo scopo è quello di rendere più fine possibile la micellizzazione dei trigliceridi intradipocitari per favorire un incremento importante dell’attività della lipasi intradipocitaria5.
GLI EFFETTI COLLATERALI
Fenomeni di ipersensibilità ai fosfolipidi ipotalamici, alla carnitina, alla lidocaina, agli eccipienti dei preparati commerciali. Si può verificare un eritema transitorio o del prurito subito dopo la somministrazione dei farmaci oppure dopo tre-quattro giorni5. La frequenza di tali eritemi e del prurito si riduce con la somministrazione delle soluzioni a base di fosfolipidi ipotalamici e di carnitina negli strati più profondi del tessuto adiposo5. Il prurito o l’eritema possono essere trattati localmente mediante dei cortisonici topici (Menaderm simplex crema, Ultralan crema, Elocon crema) 5.
BIBLIOGRAFIA
1. Ceccarelli M., Varlaro V.: Idrolipoclasia ultrasonica, Edizioni Trimograf, 1996, Spezzano Albanese (Cosenza).
2. Lehninger Albert L.: Principi di Biochimica, 1992, Zanichelli Editore, Bologna.
3. Varlaro V..: Idrolipoclasia ultrasonica – Medicina estetica: metodologie diagnostiche, preventive e correttive di C. A. Bartoletti, 1998. Editrice Salus Internazionale, Roma.
4. Varlaro V., Bartoletti C.A.: Adiposità localizzata: un trattamento lipolitico per via mesoterapica con aminofillina ed L-carnitina. Riv. La Medicina Estetica, anno 19 n. 2 aprile-giugno 1995, Editrice Salus Internazionale, Roma.
5. Varlaro V., Bartoletti C.A.: Razionale di un nuovo trattamento lipolitico per via sottocutanea (intradiposa): emulsiolipolisi. Riv. La Medicina Estetica, anno 30 n. 2 aprile-giugno 2006, Editrice Salus Internazionale, Roma.
vincenzovarlaro@virgilio.it