DOTT.SSA CARLA FERRERI - Convegno "Il Presente ed il Futuro della Nutrizione Clinica" - 24/03/2017 - Sala Rita Levi Montalcini - Ospedale S.Eugenio - ROMA Sito ASMaD: http://www.asmad.net Canale Youtube: https://youtu.be/eRRCyJyHf3c

1. .
Lipidomica
&
Nutrizione
Carla Ferreri
Primo Ricercatore, CNR
Bologna Direttore R&I&S,
Lipinutragen srl
I concetti espressi in questa presentazione rappresentano l’opinione personale
della relatrice sulla base della sua ricerca ed esperienza imprenditoriale

2. Sommario
• Cosa è la LIPIDOMICA : dalla NUTRIZIONE alla
MEMBRANA CELLULARE
• LIPIDOMA di MEMBRANA: grassi e segnali infiammatori
• MEMBRANA del GLOBULO ROSSO MATURO: alcuni
esempi di analisi lipidomica

3. Cosa è la LIPIDOMICA e perchè la MEMBRANA
o ORGANIZZAZIONE
SPONTANEA di fosfolipidi
con ben precise proprietà
o Funzioni omeostatiche
regolate da leggi fisiche
o ESATTO rapporto tra acidi
grassi saturi ed insaturi
o FUNZIONI di SMISTAMENTO
di NUTRIENTI E SEGNALI
fosfolipidi

4. L’importanza della LIPIDOMICA: iniziamo da ciò che mangiamo
TRIGLICERIDI
Omega-6 ed omega-3
Alfa-linolenico
TRANS
Assunzione 8-12 g/d LA
Segni EFA deficit: eczema,
allergie, perdita capelli, artrite,
pressione alta, colesterolo alto,
rischio CV
Assunzione 1.1 g/d ALA
+ EPA-DHA (100-250 mg/d)
Segni EFA deficit: allergia,
Alzheimer e CV rischi, immuno
deficienza, infiammazione silente
e cronica

5. Grassi insaturi solo CIS: il pericolo dei grassi TRANS
Chatgilialoglu, Ferreri et al. Chem Rev 2014
Acidi grassi trans
esogeni……
….. ma anche ENDOGENI
come ACIDO ARACHIDONICO TRANS
STRESS RADICALICO
TRANS
Ferreri, Moschese, Chini, Rossi, et al, Lipids, 2005

6. GRASSI dalla dieta
intestino
cistifellea
vaso
cellule
ENERGIA,
MEMBRANE
Trasformazione
in fosfolipidi
QUALITA’ dei GRASSI
e FORMAZIONE LP

7. GRASSI dalla dieta
intestino vaso
DEPOSITO
ed
ENERGIA
Al fegato
Trasformazione
TG a fosfolipidi

8. TRIGLICERIDI
Quanti e quali
fosfolipidi si
formano?
La prima RISPOSTA della lipidomica

9. Sommario
• Cosa è la LIPIDOMICA : dalla NUTRIZIONE alla
MEMBRANA CELLULARE
• LIPIDOMA di MEMBRANA: grassi e segnali infiammatori
• MEMBRANA del GLOBULO ROSSO MATURO: alcuni
esempi di analisi lipidomica

10. LIPIDOMA di MEMBRANA: un assetto MOLECOLARE
 IL LIPIDOMA di MEMBRANA ha un ruolo centrale nelle risposte cellulari (regolazioni
ormonali, infiammazione, trasmissione nervosa, etc…)
 Influenza della NUTRIZIONE: sono presenti acidi grassi provenienti dalla dieta
abituale – soprattutto PUFA vengono dalla dieta/metabolismo
Cluster di fosfolipidi con i principali acidi
grassi saturi ed insaturi per creare il
supporto all’attività di canali e recettori

11. LIPIDOMA di MEMBRANA: stato dell’arte
ABITUDINI
NUTRIZIONALI
apportano
eccesso di
SATURI ed
OMEGA-6
Simopoulos, Am. J. Clin. Nutr. 1999

12. La MEMBRANA rilascia LIPIDI per l’infiammazione
SWITCHING dei mediatori lipidici per la risoluzione (SPM):
serie 1 (omega-6,DGLA) – serie 3 + resolvine e marensine (EPA e DHA)
Serhan, C. Nature 2014
SPM = Specialized pro-resolving mediators
Tutto parte da omega-6

13. Valutazione lipidomica di acido arachidonico
Acido linoleico (LA, 18:2- D9,12)
Acido -linolenico (18:3- D6,9,12)
Acido diomo--linolenico (20:3- D8,11,14)
Acido arachidonico (AA, 20:4- D5,8,11,14)
D5 desaturasi
D6 desaturasi
elongasi
Controllo assunzione
precursore omega-6
insieme a:
valutazione quote
omega-3, saturi e
monoinsaturi
Controllo
trasformazione
durante la terapia
anti-infiammatoria
Mediatori anti-infiammatori
serie 2

14. Rapporto omega-6 / omega-3: il primo indicatore
Il rapporto esprime l’assunzione dalla dieta dei precursori e la loro trasformazione
ad acido arachidonico (omega-6) ed acido eicosapentanoico (EPA)
A livello di membrana: è importante valutare
il LIPIDOMA che è la condizione di equilibrio
di TUTTE le componenti

15. Sommario
• Cosa è la LIPIDOMICA : dalla NUTRIZIONE alla
MEMBRANA CELLULARE
• LIPIDOMA di MEMBRANA: grassi e segnali infiammatori
• MEMBRANA del GLOBULO ROSSO MATURO: alcuni
esempi di analisi lipidomica

16. Lipidoma di membrana: acidi grassi tipici dei vari tessuti
FATTY ACID Adipose tissue
(%rel)
RBC
(%rel)
LIVER
(%rel)
RETINA
(%rel)
BRAIN
(%rel)
18:2, omega-6, LIN 10.5 9.3 17.5 1.4 0.6
20:4 , omega-6, AA 0.3 15.2 7.7 9.6 7.7
20:3, omega-6, DGLA 0.2 1.5 1.6 nd 1.2
20:5, omega-3, EPA traces 0.7 0.4 0.1 traces
22:6, omega-3, DHA 0.3 3.2 3.4 19.7 7.2
SFA 27.2 43.1 42.0 48.2 45.9
MUFA 59.7 23.0 23.8 14.2 29.7
PUFA 13.1 33.3 32.0 37.2 23.4
Adattato da Lauritzen, Chem. Phys. Lipids 1999

17. FATTY ACID in
Phospholipids
Skeletal muscle
(%rel)
18:2, omega-6, LIN 29.7
20:4 , omega-6, AA 10.1
20:3, omega-6, DGLA 1.2
20:5, omega-3, EPA 1.3
22:6, omega-3, DHA 2.1
SFA 37.3
MUFA 14.4
PUFA 46.3
Gli acidi grassi sono influenzati dalla
dieta di 3 mesi- Am J Clin Nutr 2002.
Sbilanciamento dei tessuti puo’
essere creato dalla dieta sbilanciata
Acidi grassi saturi nel muscolo
aumentano la sensibilita’ insulinica
I tessuti risentono della dieta a
seconda della loro composizione
tipica e la disponibilita’ di acidi grassi
in RBC puo’ rappresentare la
disponibilita’ sistemica (estensivo
studio su animali riportato da
Hulbert in BBA 2012, 1818, 1309)
RBC
(%rel)
9.3
15.2
1.5
0.7
3.2
43.1
23.0
33.3

18. Scelta del protocollo per l’analisi del lipidoma di membrana
1) Globulo rosso maturo (>3 mo. old)
selezionato mediante robotica
2) Valutazione del
CLUSTER LIPIDOMICO per il
PROFILO di membrana

19. Caratterizzazione di RBC maturo da selezione robotica
19
1. Diametro cellulare
2. Marcatori di superficie
CD235a+/CD71-
• Espressione glicoforina A
• Perdita del recettore per la
transferrina
3. Riconoscimento dei parametri via Imaging
Mappatura membrana cellulare con HDFM
Biomed. Spectr. Imaging, 2016, 5 , 175-184
g
e
n
e
ra
l
s
e
le
c
te
d
0
2
4
6
8
R B C ro b o t s e le c tio n
diameter(um)
** * *
7.2% differenza in meno
4.Profilo lipidomico significat. differenteCOMPOSIZIONE LIPIDICA MEMBRANA ERITROCITARIA
16_0(G)
16_0(S)
18:0(G)
18:0(S)
SFA(G)
SFA(S)
16:1(G)
16:1(S)
18:1OL(G)
18:1OL(S)
18:1VAC(G)
18:1VAC(S)
MUFA(G)
MUFA(S)
SFA/MUFA(G)
SFA/MUFA(S)
18_2(G)
18_2(S)
20_3(G)
20_3(S)
20:4(G)
20_4(S)
20_5(G)
20_5(S)
22_6(G)
22_6(S)
18_1t(G)
18_1t(S)
20_4t(G)
20_4t(S)
TotalTrans(G)
TotalTrans(S)
0
10
20
30
40
50
• Ferreri et al., Diagnostics 2017, 7; doi:10.3390/diagnostics7010001

20. Intervalli di riferimento da meta-analisi e popolazione italiana

21. Rimodellamento lipidico di embrana: terapia naturale
ABITUDINI
NUTRIZIONALI
personalizzate
di RIEQUILIBRO

22. Rimodellamento di membrana eritrocitaria matura
Miglioramento del PUFA BALANCE
Proporzione tra omega-3 e PUFA
Supplementazione a dosi nutrizionali
capsula soft-gel (150-200 mg omega-3) per 3 mesi
in 9 pazienti infertili
• Mendeluk, Ferreri, Chatgilialoglu, Cohen, J. Reprod. Metab. 2015
• Ferreri et al., Diagnostics 2017, 7; doi:10.3390/diagnostics7010001
Diminuzione acido arachidonico
da 18.1 (16.6;19.1) a 15.9 (14.0;19.2)
Significatività P=0.009

23. Cambiamenti RBC maturo in obesità
palmitico
sapienico
palmitoleico
arachidonico
Omega-3 DHA
SATURI
OMEGA-6
Biosintesi di MONOINSATURI

24. Cambiamenti RBC maturo in obesità: diversificazione nei lipidi
palmitico
sapienico
linoleico
Membrana RBC maturo si differenzia per 3 acidi grassi
con altre classi lipidiche

25. Correlazioni tra lipidoma RBC maturo e tessuto (INTIMA)
0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0 2 .5
1 0
1 2
1 4
1 6
1 8
2 0
2 2
Is p e s s im e n to in tim a le (m m )
%realativa20:4
1 3 .0
1 7 .0
C o rre la tio n te s t, P e a rs o n r = 0 .6 8 3 8, 9 5 % c o n fid en c e in te rv a l; p < 0 .0 0 01
C O R R E L A Z IO N E T R A % D I A C ID O A R A C H ID O N IC O E
IS P E S S IM E N T O IN T IM A L E
N u m e ro p a z ie n ti = 1 4 7
Collaborazione con il dott. V. Di Donna; manoscritto in corso di stesura
Nel lipidoma di membrana eritrocitaria matura solo l’acido arachidonico
mostra correlazione positiva significativa con lo spessore dell’intima

26. Nutri-lipidomica: nutrire la MEMBRANA
Percorso e NUTRA-strategia PER MEMBRANE BILANCIATE

27. Lipidomica di membrana e nutrizione
• olive-soybean oil-based IVLE (20% soybean, 80% olive oils; OO-IVLE) n= 15
• soybean- MCT- olive- fish oils-based IVLE (30%soybean, 30%MCT, 25% olive, 15% fish oils; SMOF-IVLE) n=8
• PN without IVLE (No-IVLE) n= 8
• healthy controls n= 42 Similar age, gender, BMI
Rapporto SFA/MUFA: indice di fluidità Omega-3 (EPA+DHA): CV risk indexRapporto omega-6/omega-3: rischio infiammatorio
Pironi & Ferreri, World. J. Gastroenterol. under review

28. Conclusioni
• La membrana ed il suo lipidoma NON sono spettatori
• Con la lipidomica non si esamina solo il risultato del
metabolismo (metaboloma), ma con la lipidomica di
membrana si esamina un’informazione complessa
comprendente la nutrizione, il metabolismo e le leggi
biofisiche dell’omeostasi
• A livello pratico: è possibile coordinare l’intervento
nutrizionale con l’esigenza personalizzata della membrana
del paziente

29. .
Grazie per
l’attenzione
Chrys Chatgilialoglu
Annalisa Masi
Anna Sansone
Roberta Scanferlato
Georgia Menonou
Nata come Spin-off del CNR
Rosaria Maranini
Arianna Salati
Valentina Sunda
Simone Deplano
Maria Louka
Raffaella Rinaldi
Marco Conti
Domenico Rota
Carlotta Poli
Francesca Rizzi
Finanziamenti da
carla.ferreri@isof.cnr.it

31. Dermatite seborroica (raccolta dati multicentrica)
Assegnazione personalizzata di capsule soft gel contenenti:
cocktail antiossidante(60 mg ascorbic acid, 10 mg a-
tocopherol, 2 mg coenzyme Q10, 6.7 mg astaxantina) e
glicerilfosforil colina (75 mg)
• olio borragine (120 mg ac. gammalinolenico)
• 30 mg EPA and 125 mg DHA da olio di pesce,
• 154 mg acido oleico da olive
• 135 mg ac. Alfa-linolenico da semi di lino
N= 61 pazienti, 4 mesi supplementazione
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