Nel 1981, la scoperta rivoluzionaria di De Bold, che il cuore possedesse anche una funzione endocrina, ha modificato la visione della fisiologia e della funzione cardiaca.
In realtà era già nota, fin dalla fine degli anni ’50, la presenza di granuli di secrezione nei miociti dell’atrio, ma solo 25 anni dopo, è stato dimostrato che il contenuto di questi “granuli atriali specifici”45 induceva un effetto diuretico e natriuretico.
In seguito, con la purificazione ed il sequenzamento dell’ormone peptidico effettore di questa attività endocrina, denominato Atrial Natriuretic Factor28,
si aprì la strada all’identificazione di una famiglia di peptidi natriuretici e vasodilatatori, conosciuti poi con il nome di peptidi natriuretici atriali (ANP). Successivamente, è stato dimostrato che i miocardiociti ventricolari sono in grado di produrre e secernere un peptide ad attività endocrina con effetto natriuretico, il Brain Natriuretic Peptide (BNP), oggi denominato peptide natriuretico di tipo B (BNP)35.
Il peptide natriuretico di tipo B è composto da 32 aminoacidi (aa).
Sia il BNP che l’ANP non sono prodotti direttamente in questa forma ma si trovano nei miocardiociti come prepro-ormone (preproBNP) che è un peptide di 134 aa, che viene privato di 26aa, dando vita ai pro-peptide, (nel nostro caso al pro-BNP)46.
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Al momento del rilascio, viene scisso per via enzimatica da delle serinproteasi denominate Furina47 e Corina, nel peptide N-terminale di 72
aa (NT-proBNP) ed nel peptide C-terminale biologicamente attivo di 32 aa (BNP) (Fig 1.3.2).
Figura 1.3.2 Struttura e sintesi dei peptidi natriuretici cardiaci circolanti nel sangue
Tutti questi peptidi (proBNP, NT-proBNP e BNP) si possono isolare nel plasma, anche se sono principalmente il BNP e l’NT-proBNP ad essere dosati a scopi clinici.
I due ormoni, derivando dalla scissione proteolitica della medesima molecola, il pro-BNP, sono secreti in concentrazioni equimolari.
Il BNP ha però un’emivita più breve rispetto all’NT-proBNP (circa 60-120 minuti per l’NT-proBNP e circa 20 minuti per il BNP), che risulta nella presenza di concentrazioni più alte del frammento aminoterminale, rispetto all’ormone biologicamente attivo.
Per questa ragione la prima sembra più indicata nel caso di alterazioni avvenute nell’immediato, mentre l’NT–proBNP risulta essere meno variabile a misurazioni nelle fasi acute48.
Inoltre l’NT- proBNP sembra essere più stabile durante i processi di refrigerazione, rispetto al BNP ed avere una variabilità biologica leggermente inferiore49, 50.
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L’ANP è secreto principalmente dai cardiomiociti atriali, mentre il BNP da quelli ventricolari, soprattutto in corso di scompenso cardiaco cronico.
Dal punto di vista patogenetico, lo stiramento della parete atriale è il più importante stimolo per la sintesi e la secrezione dell’ANP.
I cardiomiociti atriali immagazzinano il pro-ormone (pro-ANP), sotto forma di granuli e lo convertono nella parte attiva prima della secrezione.
In condizioni fisiologiche, la maggior parte delle molecole di ANP e BNP circolanti derivano dall’atrio.
In condizioni di stress cronico, invece, la concentrazione di BNP aumenta maggiormente rispetto al valore dell’ANP circolante, poiché la massa ventricolare è più grande di quella atriale e quindi la secrezione del BNP supera quella dell’ANP.
Lo stiramento della parete atriale è il più importante stimolo per la secrezione degli ormoni natriuretici, per cui ogni condizione, anche fisiologica, associata ad un incremento acuto del ritorno venoso può causare un aumento dei valori plasmatici di ANP e BNP.
Il meccanismo d’azione dei PN è rappresentato da un’azione diuretica, natriuretica e vasodilatatrice, accompagnata da un’azione inibitoria sulla capacità contrattile dei cardiomiociti, sul rimodellamento cardiaco e sui processi infiammatori del tessuto miocardico.
Essi hanno, quindi, un’azione protettiva sul sistema cardiaco, non solo come ormoni circolanti, ma anche come fattori locali antifibrotici ed antiipertrofici. Tale meccanismo, assume un’importanza fondamentale se si considera che la fibrosi è una causa essenziale di rimodellamento cardiaco in corso di scompenso cronico e che esiste una correlazione tra il livello di PN circolanti e il grado stesso di rimodellamento.
Un’ulteriore conferma di tale correlazione è rappresentata dal fatto che, entrambi i meccanismi descritti, (fibrosi e rilascio dei PN) sono favoriti dallo stiramento delle fibre miocardiche.
Inoltre, i PN interagiscono con il sistema neuro ormonale, quello neuroendocrino ed il sistema immunitario.
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Tutte queste osservazioni mostrano come la secrezione dei due peptidi non sia limitata solo al comparto cardiaco, ma si può riscontrare anche in corso di malattie primitivamente non cardiache, quali ad esempio malattie respiratorie acute e croniche, malattie renali, cirrosi epatica, shock settico, malattie infiammatorie, sindromi paraneoplastiche etc.
Inoltre, qualsiasi “danno” o insulto a livello cellulare che comporti il rilascio di costituenti sarcoplasmatici, come ad esempio sostanze tossiche, traumi chirurgici, necrosi ischemica, provoca un incremento dei livelli plasmatici di PN circolanti.
La biochimica del peptide natriuretico atriale (ANP) e del peptide natriuretico cerebrale (BNP) è complessa e ci sono notevoli differenze tra gli esseri
umani e gli animali da compagnia che devono essere considerate51
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C-terminale ANP suino, canino, bovino e ovino sono caratterizzate da una identica sequenza di 28 aminoacidi composta da un anello di 17 aminoacidi chiuso da un legame disolfuro tra due residui di cisteina.
Come risultato, sono stati progettati dei test per misurare il frammento C- terminale ANP nell'uomo ed applicarlo allo studio nei cani.
Tuttavia, per la misura del BNP, la situazione è più problematica.
In contrasto con l'omologia dimostrata dall’ANP nelle diverse specie, la struttura del N-terminale proBNP e C-terminale BNP è sostanzialmente più variabile nei mammiferi.
Per questo motivo, il test BNP umano non può essere utilizzato nei cani. Maggiore omologia è stata evidenziata nella struttura del BNP suino e canino.
Molti ricercatori utilizzano un saggio C-terminale BNP porcino per misurare i livelli di BNP nei cani, ma questo approccio è probabilmente meno sensibile utilizzando anticorpi sintetizzati contro la regione N-terminale del BNP canino52.
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