Che cos'è l'ossido nitrico (NO)?

L'ossido nitrico (NO) è una molecola che provoca l'allargamento o la dilatazione dei vasi sanguigni (un processo noto come vasodilatazione).

Provocando la dilatazione dei vasi sanguigni, l'NO contribuisce ad aumentare l'afflusso di sangue ai tessuti che necessitano di un maggiore apporto di ossigeno e sostanze nutritive (ad esempio i muscoli durante l'attività fisica) e agisce per ridurre la pressione sanguigna.

Potrebbe essere utile immaginare il nostro sistema cardiovascolare come una pompa (il cuore) che spinge il fluido attraverso un circuito di tubi (i nostri vasi sanguigni). Se i tubi venissero allargati (analogamente alla dilatazione dei vasi sanguigni), la resistenza al flusso del fluido nel circuito diminuirebbe. Ciò provoca un calo della pressione complessiva del fluido nel circuito (analogamente a una riduzione della pressione sanguigna).

Per saperne di più su come la vasodilatazione riduca la pressione sanguigna, consulta l'articolo " Contrazione della muscolatura liscia vascolare ".

Si ritiene inoltre che l'ossido nitrico (NO) sia in parte responsabile degli effetti benefici dell'esercizio fisico sulla pressione sanguigna. È ampiamente dimostrato che l'esercizio fisico regolare abbassa la pressione sanguigna e riduce il rischio di sviluppare ipertensione.

È stato dimostrato che la produzione di NO nei muscoli scheletrici aumenta in risposta all'esercizio fisico, contribuendo a una riduzione della pressione sanguigna nel lungo periodo.

Come viene prodotto l'ossido nitrico (NO)?

L'ossido nitrico (NO) viene prodotto dalle cellule che rivestono l'interno dei vasi sanguigni; queste cellule sono note come cellule endoteliali(vascolari).

Le cellule endoteliali producono un enzima chiamato sintasi endoteliale dell'ossido nitrico (eNOS), noto anche come sintasi dell'ossido nitrico 3 (NOS3). Questo enzima converte un amminoacido chiamato L-arginina in ossido nitrico (NO).

Fonte: Severino, P., D’Amato, A., Prosperi, S., Magnocavallo, M., Mariani, M. V., Netti, L., ... & Fedele, F. (2021). Potenziale ruolo delle varianti genetiche dell’eNOS nella suscettibilità alla cardiopatia ischemica e nella presentazione clinica. Journal of Cardiovascular Development and Disease, 8(9), 116.

L'ossido nitrico (NO) prodotto dalla NOS3 agisce quindi sulle cellule della muscolatura liscia delle pareti dei vasi sanguigni, provocandone il rilassamento. Come illustrato nell'articolo sulla contrazione della muscolatura liscia vascolare, il rilassamento delle cellule della muscolatura liscia determina l'allargamento dei vasi sanguigni (cioè la vasodilatazione), aumentando così il flusso sanguigno e riducendo la pressione arteriosa.

Le variazioni nei livelli e nell'attività dell'enzima NOS3 influiscono sull'efficacia con cui produciamo l'ossido nitrico (NO). Ciò, a sua volta, può influire sul nostro controllo della pressione sanguigna e sulla nostra predisposizione all'ipertensione.

A questo proposito, alcuni studi dimostrano che l'esercizio fisico aumenta la produzione di NOS3, che contribuisce a ridurre la pressione sanguigna nel lungo periodo. Ad esempio, uno studio ha rilevato che l'espressione di NOS3 era aumentata in modo significativo nel muscolo scheletrico dopo 8 settimane di esercizio quotidiano (90 minuti al giorno).

In che modo le varianti del gene NOS3 influenzano la pressione sanguigna?

L'enzima ossido nitrico sintasi 3 (NOS3) è codificato dal gene NOS3.

È stato dimostrato che diverse varianti di questo gene influenzano l'attività dell'enzima NOS3 e, di conseguenza, la produzione di ossido nitrico (NO). Ciò, a sua volta, può influire sulla regolazione della pressione sanguigna e sul rischio di sviluppare ipertensione.

Nel tratto " Pressione arteriosa sana ed esercizio fisico (NOS3) ", esaminiamo le varianti del gene NOS3 determinate dal polimorfismo a singolo nucleotide (SNP) rs891512 . Questo SNP provoca una sostituzione della base G con la base A nel codice genetico del gene NOS3, dando origine a due diverse varianti o alleli del gene NOS3: l'allele "G" e l'allele "A".

Alcuni studi limitati hanno dimostrato che le persone con due copie dell'allele «G» (cioè quelle con genotipo GG) presentano una pressione sanguigna più bassa rispetto a quelle portatrici dell'allele «A» (cioè quelle con genotipi GA e AA).

Ad esempio, uno studio del 2008 ha valutato il genotipo del gene NOS3 in 726 uomini e donne, misurando inoltre la loro pressione sanguigna e il dispendio energetico nell’arco di 4 giorni. I ricercatori erano particolarmente interessati al dispendio energetico non legato al riposo (NREE), ovvero il numero di calorie consumate durante l’attività fisica (compreso l’esercizio fisico) e, in misura molto minore, durante la digestione e l’assorbimento del cibo.

È emerso che le persone con genotipo GG presentavano valori di pressione arteriosa inferiori rispetto ai portatori dell’allele «A»: in media, i soggetti GG avevano valori di pressione diastolica e sistolica inferiori rispettivamente di 2,8 e 1,9 mm Hg.

Fonte: Vimaleswaran, K. S., Franks, P. W., Barroso, I., Brage, S., Ekelund, U., Wareham, N. J., & Loos, R. J. (2008). Il dispendio energetico abituale modifica l'associazione tra i polimorfismi del gene NOS3 e la pressione sanguigna. American journal of hypertension, 21(3), 297-302.

È interessante notare, tuttavia, che si è riscontrata un'interazione significativa tra l'NREE e il genotipo. Come mostra il grafico sopra, si è osservata una differenza significativa nella pressione arteriosa tra i diversi genotipi solo nel terzile più alto dell'NREE.

In parole povere, il genotipo GG del gene NOS3 è risultato associato a valori di pressione arteriosa più bassi solo nelle persone con livelli più elevati di attività fisica. Ciò suggerisce, in via preliminare, che il genotipo GG conferisca benefici alla pressione arteriosa (rispetto ai genotipi GA e AA) solo nelle persone più attive.

Al contrario, si potrebbe anche sostenere che le persone che possiedono una o due copie dell’allele «A» (indicato come XA nel grafico sopra) registrino riduzioni minori della pressione sanguigna in presenza di una maggiore attività fisica.

È importante sottolineare che un valore più elevato di NREE era significativamente associato a una riduzione della pressione arteriosa, indipendentemente dal genotipo. Ciò conferma ciò che tutti sappiamo: l'esercizio fisico fa bene alla salute e una maggiore attività fisica può aiutare ad abbassare la pressione arteriosa.

Limiti dello studio

È importante interpretare con cautela i risultati dello studio sopra citato. Innanzitutto, si tratta di un unico studio, di portata piuttosto limitata, e vi è una relativa scarsità di altre ricerche che analizzino il polimorfismo rs891512, la pressione arteriosa e l’impatto dell’esercizio fisico e dell’attività fisica.

In secondo luogo, questo studio era di tipo osservazionale e non interventistico. In una situazione ideale, per valutare se il genotipo del NOS3 influenzasse la risposta della pressione arteriosa all’esercizio fisico, sarebbe opportuno condurre uno studio clinico in cui i partecipanti fossero assegnati in modo casuale a un gruppo di intervento (esercizio fisico) e a un gruppo di controllo. I partecipanti potrebbero poi essere seguiti nel tempo per verificare se il genotipo del NOS3 influenzasse eventuali variazioni della pressione arteriosa.

Varianti del gene NOS3 e pressione alta (ipertensione)

Alcuni studi hanno associato l'allele "A" (rs891512) del gene NOS3 a un maggiore rischio di pressione alta (ipertensione).

Ad esempio, un piccolo studio che ha messo a confronto i genotipi di soggetti cileni affetti e non affetti da diabete di tipo II ha rilevato che l'allele «A» era più frequente nei soggetti ipertesi.

Lo studio del 2008 citato in precedenza ha rilevato che i portatori dell’allele «A» presentavano un rischio maggiore di ipertensione rispetto a chi possedeva il genotipo GG. Anche in questo caso, dopo aver valutato l’influenza delle differenze nell’attività fisica (dispendio energetico a riposo), tale differenza nel rischio di ipertensione tra i genotipi era riscontrabile solo nei soggetti con un livello di attività fisica più elevato.

Nel complesso, mancano prove scientifiche che dimostrino un nesso tra lo SNP rs891512 del gene NOS3 e l'ipertensione. Altri SNP del gene NOS3, tuttavia, sono stati associati al rischio di ipertensione.

È importante ricordare, tuttavia, che l'ipertensione arteriosa (ipertensione essenziale) è una condizione determinata da centinaia di geni diversi, dove ogni variante genetica ha in genere un effetto molto limitato. Molti fattori ambientali hanno un impatto molto maggiore sul rischio di sviluppare l'ipertensione. Ad esempio, sappiamo che il fumo, il sovrappeso, le diete ricche di sale, il consumo di alcol, lo stress e l'inattività fisica possono tutti aumentare notevolmente il rischio di sviluppare l'ipertensione.

In che modo le varianti del gene NOS3 influenzano il rischio di malattia coronarica (CAD)?

La malattia coronarica (CAD) è una patologia caratterizzata dall'accumulo di placche di grasso nelle arterie che irrorano il cuore. Per saperne di più sulla CAD, consulta l'articolo dedicato al tratto "Proteggi il tuo cuore" (PRSC1).

Alcuni studi hanno associato l'allele "A" (rs819512) del gene NOS3 a un rischio maggiore di coronaropatia. Ad esempio, una meta-analisi del 2019 ha rilevato che i portatori dell'allele "A" presentavano una maggiore probabilità di sviluppare una coronaropatia rispetto a chi possedeva il genotipo GG.

Uno studio del 2020 che ha messo a confronto i genotipi del gene NOS3 di soggetti cinesi affetti da malattia coronarica con quelli di soggetti sani ha rilevato che l'allele «A» era associato a un rischio 1,57 volte maggiore di sviluppare la malattia coronarica.

È importante, tuttavia, contestualizzare il dato sopra riportato. Innanzitutto, negli studi genetici, i rapporti di probabilità inferiori a 1,5 sono considerati modesti, il che indica che la variante genetica in questione ha un effetto limitato sul rischio di malattia. È quindi probabile che l’ereditarietà dell’allele «A» del gene NOS3 aumenti solo in misura minima il rischio di sviluppare una malattia coronarica (CAD).

Un secondo elemento di contesto da aggiungere è che questo tipo di studi caso-controllo e i relativi odds ratio non dicono in realtà molto sul rischio individuale di contrarre una malattia. L'odds ratio di 1,57 per i portatori dell'allele "A" menzionato sopra è relativo al genotipo GG: non tiene conto della prevalenza della CAD nella popolazione, né delle frequenze dei genotipi nella popolazione. Inoltre, come per il rischio di ipertensione, centinaia di altri geni e fattori ambientali determineranno il rischio individuale di sviluppare la CAD.

Il tuo tratto "Pressione arteriosa sana ed esercizio fisico" (NOS3)

Il tratto "Pressione arteriosa sana ed esercizio fisico (NOS3)" analizza le varianti del gene NOS3, in particolare quelle determinate dal polimorfismo rs891512. A seconda dei risultati del tuo test del DNA, verrai classificato in uno dei due gruppi seguenti:

• Meno reattivo all'esercizio fisico: sei portatore della variante «A», che, secondo alcune ipotesi, è associata a una minore riduzione della pressione sanguigna in presenza di un'attività fisica più intensa.

• Maggiore reattività all'esercizio fisico: il genotipo GG è stato provvisoriamente associato a una maggiore riduzione della pressione arteriosa in presenza di un'attività fisica più intensa.

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