adiposo. Il surrene di sinistra è localizzato antero-medialmente e non cranialmente al polo FIGURA 1: Vascolarizzazione delle ghiandole surrenaliche.

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1 1. Introduzione 1.1 Il surrene Il surrene è un organo pari ad attività endocrina. Esso inizia a formarsi nella 5 settimana di vita intrauterina e la sua maturazione definitiva avviene entro i tre anni di vita. Di forma piramidale (circa cm, peso 4-6 g), il surrene è posizionato nei pressi della sommità del rene, come dice il nome, ma da questi è separato per mezzo di tessuto adiposo. Il surrene di sinistra è localizzato antero-medialmente e non cranialmente al polo superiore del rene sinistro, mentre a destra il surrene è subito al di sopra del polo renale, posteriormente alla vena cava inferiore. FIGURA 1: Vascolarizzazione delle ghiandole surrenaliche. L irrorazione arteriosa è garantita dalle arterie surrenaliche superiori, rami dell arteria diaframmatica inferiore, dalle arterie surrenaliche medie, che originano direttamente dall aorta, e dalle arterie surrenaliche inferiori, che nascono dalle arterie renali. Per quanto riguarda il drenaggio venoso solitamente è presente un unica vena surrenalica che sbocca a destra direttamente nella vena cava e a sinistra in quella renale. In circa il 20% dei casi il drenaggio venoso può avvenire in una vena sovraepatica accessoria. 1

2 Il surrene è responsabile principalmente della regolazione della risposta allo stress mediante la sintesi di corticosteroidi e catecolammine, tra cui il cortisolo e l'adrenalina. Il parenchima, circondato da una capsula fibrosa, è diviso in due regioni istologicamente e funzionalmente distinte: una più grande detta corteccia surrenale (75%), derivante dal mesoderma, ed una più piccola detta zona midollare (25%), derivante dall ectoderma. FIGURA 2: Istologia delle ghiandole surrenaliche. La corteccia surrenale è divisa a sua volta in tre zone: la glomerulare (15%), più esterna, che sintetizza e secerne ormoni mineralcorticoidi per il mantenimento dell'equilibrio idrico (aldosterone), la fascicolata (78%) che sintetizza e secerne i glucocorticoidi e controlla il metabolismo di carboidrati, grassi e proteine (cortisolo) e la reticolare (7%), più interna, che produce gli ormoni sessuali come androgeni, estrogeni e progesterone. La midollare risulta ricoperta completamente dalla corticale e sintetizza vari ormoni tra i quali le catecolamine, principalmente epinefrina. Comprende cellule specializzate della neurocresta (cellule 2

3 neuroendocrine), denominate cellule cromaffini, o feocromociti, e cellule di sostegno o sostentacolari. Cellule neuroendocrine simili alle cromaffini sono ampiamente disperse nell organismo, organizzate in un sistema extrasurrenalico costituito da piccoli noduli, che insieme alla midollare del surrene costituiscono il sistema paragangliare (1). 1.2 La steroidogenesi FIGURA 3: Steroidogenesi surrenalica. La steroidogenesi inizia dal colesterolo, proveniente dalla dieta o per sintesi endogena dall acetato; gli enzimi coinvolti in tale processo appartengono alla famiglia delle ossigenasi citocromo P-450. Il corticosurrene è in grado di sintetizzare glucocorticoidi, mineralcorticoidi, androgeni, progestinici ed estrogeni e la struttura degli ormoni steroidei deriva dal nucleo ciclopentanoperidrofenantrenico. Gli steroidi surrenalici possiedono 19 o 21 atomi di carboni: i primi hanno attività prevalentemente di tipo androgenico, mentre gli altri hanno prevalente azione glucocorticoide e mineralcorticoide. La zona glomerulare è regolata dall asse renina-angitensina-aldosterone (RAA), poiché priva dell enzima 17- idrossilasi e pertanto in grado di sintetizzare solo aldosterone. Al contrario si comportano le 3

4 zone reticolare e fascicolata, regolate dall ormone adrenocorticotropo (ACTH), nelle quali, mancando la 18-idrossilasi, si formano solo glucocorticoidi ed androgeni (2). FIGURA 4: Regolazione della secrezione di glucocorticoidi da parte dell ACTH. 1.3 Patologie della midollare surrenalica Feocromocitoma I feocromocitomi sono neoplasie rare formate de cellule cromaffini che sintetizzano e rilasciano catecolamine e, in alcuni casi, ormoni peptidici. Tali neoplasie si associano, come gli adenomi secernenti aldosterone, ad ipertensione che regredisce solo dopo l asportazione del tumore. Occasionalmente i feocromocitomi possono produrre altri steroidi o peptidi ed essere perciò associati ad altre endocrinopatie. Circa l 85% dei feocromocitomi insorge nella midollare del surrene, i rimanenti nei paragangli extrasurrenalici, soprattutto in quelli sottodiaframmatici. In questi casi, i tumori che non presentano positività alla reazione cromaffine vengono denominati paragangliomi per differenziarli dai feocromocitomi funzionali. Il 90% dei feocromocitomi si manifesta come neoplasia sporadica, ma il rimanente 10% insorge nell ambito di alcune sindromi familiari a trasmissione autosomica dominante, come la sindrome MEN tipo II, la neurofibromatosi 4

5 tipo I, la malattia di Hippel-Lindau e la sindrome di Sturge-Weber. Anche se i feocromocitomi non familiari insorgono più frequentemente fra i 40 e i 60 anni di età, con una lieve predilezione per il sesso femminile, nella sindrome familiare le neoplasie insorgono precocemente, nei bambini, con una forte predilezione per il sesso maschile. La maggior parte dei tumori nel corso delle sindromi familiari sono bilaterali (70%), mentre tra quelli sporadici solo il 10-15% lo sono. Un altra differenza significativa è che solo il 10% dei feocromocitomi è maligno, mentre lo sono il 20-40% dei paragangliomi extrasurrenalici. L aspetto clinico dominante nei pazienti con feocromocitoma è l ipertensione, descritta come un rialzo pressorio improvviso e veloce, associato a tachicardia, palpitazioni, cefalea, sudorazione, tremori e ansietà. Questi episodi possono associarsi a dolore addominale o toracico, nausea e vomito. Episodi ipertensivi parossistici isolati si verificano in meno della metà dei pazienti. Circa due terzi di essi hanno uno stato cronico di rialzo pressorio, con un carattere ipertensivo incostante. L attacco parossistico può essere precipitato da stress emotivi, esercizio fisico, variazioni posturali e palpazione nella regione del tumore. L aumento pressorio è causato dal rilascio improvviso di catecolamine e ciò può precipitare in insufficienza cardiaca congestizia, edema polmonare acuto, infarto miocardico, fibrillazione ventricolare, emorragia cerebrale e, quindi, condurre a morte. Le complicanze cardiache sono attribuibili, almeno in parte, a quella che viene definita cardiomiopatia da catecolamine, o instabilità miocardica da catecolamine e aritmie ventricolari. Le lesioni miocardiche sono dovute al danno ischemico provocato dalla vasocostrizione da catecolamine o per un loro effetto tossico diretto. I feocromocitomi possono elaborare anche altri ormoni, come l ACTH e la somatostatina, e pertanto presentarsi come un quadro clinico correlato a questa evenienza. I paragangliomi, ovvero i feocromocitomi che insorgono nei paragangli, possono insorgere in ogni organo in cui sia presente tessuto paragangliare. Sono neoplasie rare con una frequenza di circa un decimo di quella dei feocromocitomi surrenalici. La maggior parte si manifestano nella seconda o terza decade di vita, senza differenza fra i sessi. Nonostante la rarità e le piccole dimensioni, essi hanno una notevole importanza clinica perché nel 10-40% dei casi sono maligni e recidivano dopo 5

6 l asportazione. Circa il 10% del totale dà luogo a metastasi disseminate, con prognosi infausta Neuroblastoma Il neuroblastoma rappresenta la neoplasia solida extracranica più frequente dell età infantile; può originare dalla midollare surrenalica o da qualsiasi altra localizzazione nel sistema nervoso simpatico. La maggior parte dei neuroblastomi sono sporadici, anche se si osservano casi familiari. 1.4 Patologie della corteccia surrenalica Le affezioni del surrene corticale possono essere suddivise in due gruppi: associate a iper- o a ipofunzione dell organo. Possono comunque essere presenti patologie che coinvolgono la ghiandola senza alterarne la funzionalità Iperfunzione surrenalica Così come ci sono tre principali tipi di steroidi corticosurrenalici, anche le sindromi cliniche indotte dal loro eccesso sono tre: la sindrome di Cushing da eccesso di cortisolo, l iperaldosteronismo e le sindromi adrenogenitali o virilizzanti da eccesso di androgeni. Ipercortisolismo (sindrome di Cushing) La sindrome di Cushing è determinata da ogni condizione in grado di elevare i livelli di glucocorticoidi. Ci sono quattro possibili cause di eccesso di cortisolo. La più comune è la somministrazione prolungata di glucocorticoidi a scopo terapeutico. Le altre tre cause di ipercortisolismo sono endogene e riguardano malattie primitive ipotalamo-ipofisarie, associate a ipersecrezione di ACTH, ipersecrezione di cortisolo da parte di un adenoma, un carcinoma o un iperplasia nodulare del surrene o secrezione di ACTH ectopico da parta di una neoplasia non endocrina. L ipersecrezione primaria di ACTH rappresenta oltre il 50% dei casi di ipercortisolismo endogeno e viene detta Malattia di Cushing. Essa colpisce le donne con una frequenza cinque volte maggiore rispetto agli uomini e con un picco di incidenza dai 20 ai 30 anni. Nella maggior parte di queste pazienti l ipofisi è sede di un 6

7 piccolo adenoma ACTH secernente che non è responsabile di effetto massa a livello encefalico. Nella maggior parte dei restanti casi, tuttavia, nell ipofisi non si trovano adenomi, ma solo un iperplasia corticotropa. In qualche paziente, l alterazione di base è a livello ipotalamico, con una ipersecrezione di ormone rilasciante la corticotropina. Nella malattia di Cushing si ha una iperplasia corticale nodulare, causata da alti livelli di ACTH che, a sua volta, è responsabile dell ipercortisolismo. Le neoplasie primitive surrenaliche, come l adenoma, il carcinoma o l iperplasia, sono alla base del 15-30% dei casi di sindrome di Cushing endogena; questa forma è anche conosciuta come ACTH-indipendente o sindrome di Cushing surrenalica poiché queste ghiandole hanno funzione autonoma, svincolate dal controllo ipofisario. Nell adulto, carcinoma ed adenoma surrenalico hanno la stessa frequenza, mentre nel bambino è più comune il carcinoma. L iperplasia surrenalica autonoma è molto rara. La produzione di cortisolo è solitamente maggiore in caso di carcinoma che negli adenomi e nelle iperplasie. In caso di neoplasia solitaria monolaterale, la corticale residua omolaterale ed il surrene controlaterale vanno incontro ad atrofia, a causa della soppressione della secrezione di ACTH indotta dagli elevati livelli di cortisolo. Quindi, nella sindrome di Cushing a origine surrenalica, i livelli di cortisolo sono marcatamente elevati, pur in presenza di diminuiti livelli di ACTH circolante. La secrezione ectopica di ACTH da parte di neoplasie non ipofisarie costituisce la causa della sindrome di Cushing nella maggior parte dei restanti casi. Spesso, la neoplasia responsabile è un carcinoma polmonare a piccole cellule, anche se altre neoplasie, come i carcinoidi, i carcinomi midollari della tiroide ed i tumori a cellule insulari del pancreas possono essere associati a questa sindrome. Vi sono inoltre rari casi con produzione ectopica di fattore rilasciante la corticotropina, che a sua volta stimola la secrezione di ACTH e determina ipercortisolismo. Come nella variante ipofisaria, anche in questa forma i surreni vanno incontro ad iperplasia bilaterale, ma spesso il rapido declino del paziente a causa della neoplasia, impedisce che raggiungano notevoli dimensioni. Questa varietà di sindrome di Cushing è più frequente negli uomini fra la quinta e la sesta decade di età. I primi sintomi della patologia sono ipertensione ed aumento del peso corporeo. Nel tempo si rende visibile 7

8 il modello tipico di distribuzione centrale del tessuto adiposo, che porta ad obesità localizzata al tronco, faccia lunare e accumulo adiposo in regione cervicale e del dorso (gibbosità a bufalo). L ipercortisolismo causa atrofia selettiva delle miofibre veloci (tipo II), il che porta a riduzione delle masse muscolari e debolezza della muscolatura prossimale degli arti. I glucocorticoidi stimolano la gluconeogenesi ed inibiscono la captazione cellulare del glucosio portando a iperglicemia, glicosuria e polidipsia. Gli effetti catabolici sulle proteine sono responsabili della perdita di collageno e riassorbimento osseo. Conseguentemente la cute è fragile, sottile e facilmente soggetta a ecchimosi; la cicatrizzazione è ritardata; l addome è sede frequente di strie cutanee. Il riassorbimento osseo porta ad osteoporosi, a cui seguono lombalgie ed una maggiore predisposizione a fratture. I pazienti con sindrome di Cushing sono particolarmente esposti a varie infezioni per l immunosoppressione causata dai glucocorticoidi. Fanno parte del quadro un certo numero di disturbi psichici, tra cui oscillazioni dell umore, depressione e psicosi franca, come pure irsutismo e disturbi del ciclo mestruale. FIGURA 5: Effetti da eccesso di glucocorticoidi. 8

9 Iperaldosteronismo primario L iperaldosteronismo primario (IAP) è un termine generico in cui sono comprese alcune rare sindromi strettamente correlate, caratterizzate dalla ipersecrezione cronica di aldosterone. Livelli eccessivi di aldosterone causano ritenzione di sodio e perdita di potassio, che portano ad ipertensione ed ipocaliemia. L iperaldosteronismo può essere primario o secondario ad una causa extrasurrenalica. L iperaldosteronismo primario consiste in una produzione eccessiva autonoma di questo ormone, a cui consegue perdita di funzione del sistema renina-angiotensina e diminuzione dell attività reninica plasmatica. Questa condizione può derivare da una neoplasia surrenalica secernente aldosterone, solitamente un adenoma, o da un iperplasia corticosurrenalica primaria. Nell 80% dei casi circa, l iperaldosteronismo primario è sostenuto da un adenoma secernente monolaterale, condizione conosciuta come sindrome di Conn. Essa si verifica con frequenza circa doppia nelle donne di mezza età rispetto agli uomini. FIGURA 6: Azione dell aldosterone sulle cellule epiteliali nella parte distale del nefrone. Nella forma secondaria, invece, l aldosterone viene secreto in seguito all inattivazione del sistema renina-angiotensina. Sono caratteristici alti livelli di renina plasmatica e la condizione è di comune riscontro in corso di insufficienza cardiaca congestizia, riduzione della perfusione renale (nefrosclerosi arteriolare, stenosi dell arteria renale), ipoalbuminemia e gravidanza (per gli aumenti determinati dagli estrogeni dei substrati reninici del plasma). Le manifestazioni cliniche dell aldosteronismo primario sono 9

10 rappresentate da ipertensione e ipocaliemia. I livelli sierici di renina, come accennato, sono bassi. L ipocaliemia deriva da perdita renale di potassio e può causare una varia sintomatologia neuromuscolare, tra cui astenia, parestesie, disturbi visivi e, occasionalmente, tetania franca. La ritenzione di sodio comporta un aumento del sodio corporeo totale e un espansione del volume extracellulare, producendo una concentrazione del sodio intracellulare con aumento della reattività vascolare. L ipertensione è quindi in parte il risultato ultimo della ritenzione del sodio. Sia l espansione del volume extracellulare che l ipocaliemia impongono un sovraccarico di lavoro al cuore, talora causando modificazioni elettrocardiografiche e scompenso cardiaco. Sindromi adrenogenitali Le alterazioni della differenziazione sessuale, come la virilizzazione, possono conseguire ad affezioni primitive delle gonadi ed a parecchie affezioni primitive surrenaliche. Quest ultimo gruppo comprende le neoplasie corticosurrenaliche ed un gruppo di entità denominate iperplasie surrenaliche congenite. Le neoplasie corticosurrenaliche associate a virilizzazione sono per lo più rappresentate da carcinomi surrenalici a secrezione androgena piuttosto che da adenomi; si tratta comunque di tumori morfologicamente identici ad altre neoplasie corticali. Le iperplasie surrenaliche congenite rappresentano un gruppo di patologie dovute ad errori metabolici congeniti, a trasmissione autosomica recessiva, caratterizzate dal deficit o dalla totale assenza di enzimi chiave nella sintesi degli steroidi, soprattutto del cortisolo. A causa del blocco nella sintesi di questo ormone, la steroidogenesi è convogliata verso altre vie, con il risultato di un aumento nella produzione di androgeni, responsabili della virilizzazione. Contemporaneamente il deficit di cortisolo induce un iperproduzione di ACTH che stimola l iperplasia della corteccia surrenale. In alcuni casi, il deficit enzimatico è a scapito anche della produzione di aldosterone, aggiungendo alla sindrome virilizzante i problemi di una massiva perdita di sali. In altri casi, il deficit di enzimi che si viene a creare è incompatibile con la vita, oppure può interessare solo la produzione di aldosterone, senza intaccare la sintesi del cortisolo. Esiste, quindi, un ampio spettro di sindromi cliniche possibili, in ognuna delle quali il deficit 10

11 enzimatico può essere tale da bloccare completamente o solo in parte una o più vie della steroidogenisi. Circa il 90% dei casi di iperplasia surrenalica congenita è dovuto ad un difetto nella conversione del progesterone in 11-desossicorticosterone da parte dell enzima 21-idrossilasi. A seconda del tipo della mutazione, questo difetto può essere totale o parziale. Si distinguono tre diverse sindromi: l adrenogenitalismo con perdita di sali, l adrenogenitalismo virilizzante semplice e l adrenogenitalismo non classico, che comprende le forme fruste, completamente asintomatiche o associate a manifestazioni da eccesso di androgeni solo durante la seconda infanzia e la pubertà. La sindrome con perdita di sali deriva dall incapacità di convertire il progesterone in desossicorticosterone a causa del deficit totale di idrossilasi. La sintesi di mineralcorticoidi è virtualmente assente e contemporaneamente c è un blocco nella conversione dell idrossiprogesterone in desossicortisolo, con insufficiente sintesi di cortisolo. Durante la vita fetale, l equilibrio elettrolitico è mantenuto dal rene materno, ma alla nascita la sindrome si rende subito manifesta con perdita di sali, iponatremia ed ipercaliemia, cui consegue acidosi, ipotensione, collasso cardiocircolatorio e, talora, morte. Contemporaneamente, il blocco nella sintesi del cortisolo e l eccessiva produzione di androgeni induce virilizzazione, che nelle femmine può essere evidente già alla nascita o addirittura in utero, ma nei maschi è difficile da valutare. Nelle femmine si possono osservare vari gradi di virilizzazione, da una moderata ipertrofia del clitoride ad una completa fusione labioscrotale con ipertrofia clitoridea così marcata da inglobare l uretra, con formazione di un organo simil-fallico. Nei maschi, la sindrome passa inizialmente inosservata finché, 5-15 giorni dopo la nascita, compare la crisi da perdita dei sali. La sindrome androgenitale virilizzante semplice senza perdita di sali, che si presenta come ambiguità genitale, si manifesta quando il deficit di 21- idrossilasi è solo parziale. In tal caso, la produzione di minaralcorticoidi, anche se diminuita, è comunque sufficiente a garantire il riassorbimento dei sali; mentre il basso livello di glucocorticoidi è insufficiente a garantire un controllo inibitorio sulla secrezione di ACTH. Quindi, il livello di aldosterone è parzialmente ridotto, ma quelli di testosterone e ACTH sono entrambi aumentati, con conseguente iperplasia corticosurrenalica. Il virilismo 11

12 surrenalico non comune o ad insorgenza tardiva è molto più comune delle forme classiche appena descritte. Questi pazienti possono essere praticamente asintomatici o manifestare solo segni lievi di virilizzazione come l irsutismo. FIGURA 7: Genitali ambigui con ingrossamento del clitoride e scrotalizzazione delle grandi labbra Ipofunzione surrenalica Insufficienza corticosurrenalica primaria (malattia di Addison) La malattia di Addison è una rara condizione causata da progressiva distruzione della corticale surrenalica. In generale, le manifestazioni cliniche dell iposurrenalismo non si presentano fino a quando almeno il 90% del parenchima corticosurrenalico non risulti compromesso. Un gran numero di patologie possono colpire il surrene, tra cui linfomi, amiloidosi, sarcoidosi, emocromatosi, infezioni fungine ed emorragie, ma oltre il 90% dei casi di insufficienza cronica sono attribuibili alla surrenalite autoimmune, alla tubercolosi o a neoplasie metastatiche. La surrenalite autoimmune da sola è responsabile dal 60 al 70% dei casi, presentandosi in forma sporadica o familiare. Nella metà dei casi il surrene è l unico organo colpito dal processo autoimmune, ma nei rimanenti concomitano affezioni analoghe in altri organi, come la tiroidite di Hashimoto, l anemia perniciosa, il diabete mellito tipo I e l ipoparatiroidismo idiopatico. In circa la metà dei casi di surrenalite autoimmune sono presenti anticorpi anti-surrene in circolo, così come anticorpi diretti contro altri organi e tessuti. 12

13 FIGURA 8: Autoanticorpi anti-corteccia surrenalica (ACA) determinati tramite immunofluorescenza indiretta. Nei pazienti affetti c è una notevole incidenza di particolari antigeni di istocompatibilità, soprattutto HLA-B8 e DR-3, il che suggerisce l esistenza di una predisposizione genetica. Le infezioni, in particolare tubercolare e micotica, possono a loro volta essere causa della malattia di Addison. La surrenalite tubercolare è ora molto rara grazie allo sviluppo di agenti antitubercolari. Il coinvolgimento surrenalico deriva quasi sempre dalla disseminazione di un focolaio primario polmonare o del tratto genitourinario. L insufficienza cronica può essere causata anche da infezioni fungine diffuse, sostenute soprattutto dall Histoplasma capsulatum e dal Coccidioides immitis. La localizzazione metastatica è una potenziale causa di insufficienza surrenalica. I surreni rappresentano una sede abbastanza comune di metastatizzazione in pazienti con carcinomi disseminati. Nonostante in tali pazienti la funzionalità sia per lo più conservata, le metastasi distruggono occasionalmente una quantità tale di parenchima da determinare un certo grado di insufficienza funzionale. Quelle di più frequente riscontro sono di origine polmonare e mammaria seguite da carcinomi gastrointestinali, melanoma maligno e neoplasie emopoietiche. La malattia di Addison inizia insidiosamente e non richiama l attenzione finché oltre il 90% della corticale, bilateralmente, non è distrutta ed i livelli di steroidi circolanti non sono scesi notevolmente. Inizialmente si manifesta con facile affaticabilità e progressiva debolezza, sintomi ai quali non viene generalmente dato grande valore. Comuni sono i disturbi gastrointestinali, rappresentati da anoressia, nausea, vomito, perdita di peso e diarrea. Nei pazienti con malattia surrenalica primitiva, gli alti livelli circolanti di precursori dell ACTH stimolano i melanociti, con conseguente iperpigmentazione cutanea, soprattutto 13

14 nelle zone fotoesposte e dei punti soggetti a pressione, come collo, gomiti, ginocchia e nocche delle dita. Al contrario, l iperpigmentazione non si riscontra in pazienti affetti da insufficienza corticosurrenalica secondaria a malattie primitive della regione ipotalamoipofisaria. La riduzione dell attività mineralcorticoide nell insufficienza primaria porta a perdita di sodio e potassio, a cui segue ipercaliemia, iponatremia, diminuzione dei fluidi corporei ed ipotensione. Il cuore presenta spesso dimensioni ridotte, a causa dell ipovolemia cronica. L ipoglicemia è una conseguenza occasionale del deficit di glucocorticoidi e della diminuita gluconeogenesi. Gli stress costituiti da infezioni, traumi, manovre chirurgiche possono scatenare in tali pazienti una crisi surrenalica acuta, che si manifesta con vomito incoercibile, dolore addominale, ipotensione, coma e collasso vascolare. Questi pazienti vanno rapidamente incontro a morte a meno che non venga intrapresa immediatamente una terapia sostitutiva corticosteroidea. Insufficienza corticosurrenalica secondaria Una qualsiasi affezione dell ipotalamo o dell ipofisi, come una metastasi, un infezione, un infarto o danni da radioterapia, che causi una diminuzione del rilascio di ACTH può condurre allo sviluppo di un iposurrenalismo molto simile alla malattia di Addison. Analogamente agisce la prolungata somministrazione di glucocorticoidi esogeni, sopprimendo la secrezione di ACTH e la funzione surrenalica. Tuttavia se l iposurrenalismo è secondario, manca l iperpigmentazione cutanea, poiché i livelli di ormone melanotropo restano bassi. Inoltre l iposurrenalismo secondario è caratterizzato da deficit di cortisolo e di androgeni, ma la sintesi di aldosterone è nella norma. Quindi nell iposurrenalismo secondario a insufficienza ipofisaria non c è marcata iponatremia e ipercaliemia. Il deficit di ACTH si può manifestare da solo, anche se in molti casi rappresenta parte di un panipopituitarismo, associato a deficit multipli di altre tropine. Neoplasie corticali Le neoplasie surrenaliche funzionali possono sostenere una qualsiasi delle forme di ipersurrenalismo, anche se non tutte le neoplasie del corticosurrene elaborano ormoni steroidei. Gli adenomi corticosurrenalici sono per la maggior parte tumori non funzionanti 14

15 di riscontro incidentale. L adenoma corticale classico è una lesione nodulare, ben circoscritta, fino a 2.5 cm di asse maggiore, che provoca aumento di dimensione del surrene. Alcuni adenomi protrudono dalla capsula, altri sono contenuti nello spessore corticale, altri sembrano inglobati nella midollare. I carcinomi corticosurrenalici sono neoplasie rare che insorgono ad ogni età. Sono più frequentemente funzionanti degli adenomi e pertanto spesso associati a virilizzazione o altre manifestazioni cliniche di iperfunzione surrenalica. Questi tumori sono generalmente molto voluminosi (fino a oltre 20 cm) al momento della diagnosi, e hanno un alto grado di malignità (3) Incidentalomi Con questo termine si intendono masse surrenaliche riscontrate casualmente in occasione di esami per immagini eseguiti per motivi diversi, non inerenti a patologie del surrene. L occasionale osservazione di tali masse è stata stimata essere dello % di tutti i pazienti sottoposti a TAC dell addome superiore. Le dimensioni variano da pochi millimetri fino a 10 cm di diametro. Gli incidentalomi costituiscono attualmente la patologia surrenalica di più frequente riscontro clinico. Tali masse si rivelano essere adenomi (33-53%) o carcinomi (fino al 18% dei casi) del surrene, feocromocitomi (0-23%), metastasi (0.5-21%), cisti (3-8%), semplici iperplasie (0-14%) (2). 1.5 Il carcinoma adrenocorticale Il carcinoma adrenocorticale (CAC) è una affezione rara, la cui incidenza è circa di 1-2 casi per milione all anno (4). Insorge principalmente nei bambini sotto i 3 anni e negli adulti fra i 40 e i 50 anni, con una frequenza leggermente maggiore nel sesso femminile. Nonostante abbia solitamente origine sporadica, può far parte di patologie congenite o famigliari, come la Sindrome di Li-Fraumeni e la sindrome di Beckwith-Wiedemann. 15

16 FIGURA 9: CAC aderente al rene CAC associati ad iperfunzione I CAC ipersecretori sono comunemente caratterizzati da una secrezione aumentata combinata di glucocorticoidi ed androgeni. I glucocorticoidi sono responsabili della sindrome di Cushing, caratterizzata da obesità localizzata al tronco, perdita di proteine e conseguente formazione di strie cutanee, atrofia muscolare (miopatia) ed osteoporosi, aumentata suscettibilità alle infezioni, diabete, ipertensione, disturbi psichiatrici, disfunzioni gonadiche in uomini e donne. L ipersecrezione di androgeni può essere alla base di una serie di cambiamenti nella donna, caratterizzati da irsutismo, anomalie mestruali, infertilità ed eventualmente virilizzazione franca, caratterizzata da calvizie, abbassamento della voce ed ipertrofia del clitoride. Possono essere ipersecreti anche altri steroidi biologicamente attivi. L ipersecrezione di desossicorticosterone può portare ad un grave quadro clinico da eccesso di mineralcorticoidi, caratterizzato da ipertensione ed ipocaliemia. Eccezionalmente tumori con secrezione di estrogeni possono provocare ginecomastia nell uomo e metrorragia dopo la menopausa nelle donne. Un significativo sottogruppo di CAC secerne solo o prevalentemente una singola classe di steroidi biologicamente attivi, molto spesso androgeni, ma anche cortisolo (6, 8, 9, 10) CAC non associati ad iperfunzione Alcuni CAC non-ipersecretori non presentano un quadro clinico da eccesso ormonale, ma possono produrre precursori biologicamente inattivi di steroidi, come 17-16

17 idrossiprogesterone. Solitamente tali tumori vengono diagnosticati come incidentalomi (8, 11), in occasione di esami per immagini eseguiti per motivi non correlati a patologia surrenalica. Frequentemente i CAC non associati ad iperfunzione vengono diagnosticati grazie a sintomi dovuti all espansione del tumore. Essi riguardano manifestazioni locali, come dolore e palpazione della massa o metastasi a distanza, soprattutto a fegato, polmoni ed ossa. Il paziente può presentare febbre in concomitanza con la necrosi tumorale. Nella maggior parte dei casi lo stato generale del paziente non è deteriorato, perfino in presenza di una impressionante massa tumorale e di metastasi. Ciò spiega perché i CAC non associati ad ipersecrezione spesso vengano diagnosticati tardivamente (12) Diagnosi di CAC Le indagini indicate per la diagnosi di CAC sono lo studio completo della funzionalità adrenocorticale e gli esami per immagini. Studio della funzionalità adrenocorticale L indagine endocrinologica di routine valuta la secrezione di vari steroidi adrenocorticali. L ipersecrezione di cortisolo ACTH- indipendente è facilmente valutabile. Essa porta all aumento del cortisolo urinario, che non è sopprimibile con alte dosi di desametasone, associato a livelli plasmatici di ACTH non rilevabili. Anche i livelli plasmatici di 17-idrossiprogesterone sono elevati (di base e/o dopo stimolazione da ACTH), come lo sono quelli di deidroepiandrosterone solfato (DHEAS), androgeno surrenalico specifico, che portano all aumento della concentrazione plasmatica di testosterone nelle femmine. Altri steroidi, come DOC, Delta-4-androstenedione e, raramente, estrogeni, possono essere prodotti in eccesso dal tumore. Eccezionalmente può verificarsi la produzione di aldosterone. Ciò diventa clinicamente importante per tumori sopra i 3 cm, a causa degli alti livelli plasmatici di aldosterone e della possibile associazione con la secrezione di cortisolo o altri steroidi, che escludono la diagnosi di adenoma di Conn. Il tipo e l entità della secrezione ormonale non consentono la distinzione fra adenoma e carcinoma, ma sono utili dopo l'asportazione del tumore come marcatori di ripresa di malattia. La 17

18 valutazione della secrezione urinaria di adrenalina, noradrenalina, e dei loro metaboliti sono utili per la differenziazione da masse originanti dalla parte midollare del surrene. Diagnostica per immagini Per quanto riguarda la diagnostica per immagini si procede solitamente con ecografia associata a tomografia assiale computerizzata (TAC) o risonanza magnetica (RMN) addominale. I reperti tipici sono quelli di una massa, ben delimitata da una sottile capsula, che può presentare una zona centrale necrotico-emorragica e calcificazioni. La misurazione della massa è di particolare importanza perché grandi dimensioni sembrano essere predittive di malignità. È importante valutare il surrene controlaterale che può presentare una massa o un'ipotrofia, provocata dall'ipersecrezione controlaterale (13, 14). La TAC del surrene è il metodo di indagine più utilizzato (15). Tale tecnica è in grado di evidenziare i tipici caratteri che suggeriscono la malignità del tumore, rappresentati dalla disomogeneità del tumore con zone di necrosi, talvolta calcificazioni, margini irregolari. Nel tumore maligno la densità ai Raggi-X è alta (sopra 20 UG). Ciò indica un basso contenuto lipidico in opposizione a ciò che si evidenzia negli adenomi. La misurazione dinamica della densità mediante contrasto rappresenta la tecnica più sensibile per la distinzione fra lesione benigna e maligna. La TAC contribuisce inoltre alla evidenziazione di invasione locale e metastasi a distanza. L invasione dei vasi locoregionali attraverso le vene renali e la vena cava inferiore può risalire fino all atrio destro e causare embolismo metastatico polmonare (16). 18

19 FIGURA 10: CT scan: CAC destro con invasione contigua del fegato ed invasione della vena cava. La TAC del torace e la scintigrafia ossea sono raccomandate per escludere la presenza di metastasi polmonari e ossee. La scintigrafia del surrene con iodo-colesterolo non è essenziale, ma può aiutare in situazioni particolari di difficile diagnosi (17). La RMN e/o l ecografia possono contribuire alla diagnosi di noduli epatici ed invasione venosa. Recenti studi hanno dimostrato che i CAC quasi sempre presentano una elevata captazione di 18- fluorodesossiglucosio. Per tale motivo, la tomografia ad emissione di positroni con 18- fluorodesossiglucosio (18FDG-PET scan) può permettere di distinguere tra tumore adrenocorticale maligno e benigno. Tale procedura non invasiva contribuisce inoltre alla valutazione della estensione della massa (18, 19, 20). Una volta dimostrata l evidenza per CAC, è necessario procedere con la stadiazione e la valutazione prognostica, prima di decidere l approccio terapeutico. Un tumore eterogeneo sopra i 6 cm, con ipersecrezione combinata di cortisolo e androgeni permette una facile diagnosi, con o senza evidenza di metastasi a distanza. Un tumore piccolo (4-5 cm) senza evidente secrezione di steroidi o disseminazione locale o a distanza può essere un problema diagnostico (21). In caso di dubbio, la presenza di un singolo indizio che faccia sospettare malignità è indicativo per l intervento chirurgico. Un primo approccio per la stadiazione, e di conseguenza per la valutazione prognostica, è rappresentato dalle dimensioni del tumore e dalla presenza o assenza di metastasi a distanza. 19

20 1.5.4 Prognosi in pazienti con CAC La distinzione fra carcinoma e adenoma adrenocorticale è molto difficile. La dimensione del tumore è di per sé un eccellente indicatore di malignità (22). Mentre tumori sopra i 6 cm hanno il 25% di possibilità di essere maligni, tumori sotto i 4 cm hanno il 2% di possibilità di esserlo. Non vi è una singola caratteristica patologica che consenta di fare diagnosi di tumore adrenocorticale maligno. I patologi hanno elaborato paradigmi usando una combinazione di vari parametri istologici che rendono possibile stabilire un punteggio per un dato tumore. La scala più utilizzata è il punteggio di Weiss (23), che prende in considerazione nove differenti parametri: ad ognuno viene attribuito il valore 1 quando presente, 0 quando assente. Il punteggio finale si ottiene sommando i valori ottenuti per ogni parametro. Un punteggio superiore a 3 è solitamente associato a tumore maligno, nonostante ci sia una forte possibilità di associazione a malignità anche con valori inferiori (addirittura sotto 2). FIGURA 11: Criteri istopatologici proposti da Weiss per la diagnosi differenziale fra CAC e adenoma. 20

21 Ultimamente sono stati studiati molti marcatori molecolari come predittori di malignità nel CAC. Attraverso questi studi sono state evidenziate anomalie genetiche associate a prognosi sfavorevole: un alta espressione di IGF-2 è presente nel 90% dei CAC, ma non negli adenomi. Uno specifico riarrangiamento del gene a livello del locus IGF-2 (11p15) può portare sia alla perdita dell allele materno e alla duplicazione di quello paterno, sia alla perdita del normale imprinting materno, generando altre modifiche dell espressione del gene che favoriscono la crescita cellulare (5, 24); la perdita dell allele al locus 17p13 è presente nell 85% dei CAC e quasi mai negli adenomi con punteggio di Weiss inferiore a 1. Questo locus comprende il gene p53. Ciononostante, mutazioni di p53 sono state trovate in una piccolissima percentuale di CAC, suggerendo che in tale locus possa essere presente un non ancora identificato gene oncosoppressore. Uno studio prospettico ha inoltre evidenziato come la perdita di eterozigosi (LOH) in 17p13 sia un fattore predittivo indipendente di malignità del CAC (25); recentemente l overespressione della Ciclina E nelle cellule tumorali è stata fortemente associata a fenotipo tumorale maligno (26). Poiché tali anomalie molecolari sono state evidenziate prevalentemente in tumori con punteggio di Weiss inferiore a 3 o addirittura 2, è chiaro che tale punteggio non ha un ottimale sensibilità diagnostica. Per questo motivo è stata proposta una modifica del punteggio di Weiss, che prende in considerazione soltanto i parametri istologici più indicativi. Tali parametri sono l indice mitotico (2 punti), la presenza di cellule chiare 25% (2 punti), le mitosi atipiche (1 punto), la necrosi (1 punto) e l invasione vascolare (1 punto). Un punteggio superiore a 3 è solitamente associato a malignità. Le possibilità di guarigione sono legate all estensione della malattia. La maggior parte degli anatomopatologi basa le prognosi sulla seguente stadiazione, derivante dalla modifica della stadiazione secondo il sistema Mac Farlane (27): 21

22 STADIO I STADIO II STADIO III T1 N0 M0: tumore localizzato, con dimensioni < 5 cm; T2 N0 M0: tumore localizzato, con dimensioni > 5 cm; T1-2 N1 M0 / T3-4 N1 M0: tumore di qualsiasi dimensione che abbia infiltrato tessuti ed organi adiacenti e/o presenti invasione linfonodale o dei vasi ematici; STADIO IV T1-4 M1: tumore con metastasi a distanza. Le probabilità di guarigione variano dal 15% al 70% in rapporto principalmente alla radicalità dell asportazione chirurgica della massa ed alla presenza di metastasi. Altri fattori prognostici sono l età (bambini < 3 anni sembrano avere prognosi migliore), la secrezione di cortisolo (tali CAC hanno una sopravvivenza ridotta e sono caratteristici dell adulto; i CAC legati ad iperfunzione nei bambini presentano solitamente secrezioni di androgeni) e le dimensioni in peso e/o volume della massa asportata, dato importante anche per orientare la diagnosi differenziale fra adenoma e carcinoma. Una massa di piccole dimensioni orienta per una lesione benigna e questo rimane molto spesso l'unico criterio di distinzione benignità/malignità anche dopo l'asportazione. In genere neoplasie con volume < 200 cm 3 o con dimensione massima < 5 cm hanno possibilità di guarigione dell'80-90%; neoplasie al di sopra di tali limiti hanno prognosi peggiore (possibilità di guarigione del 40-50%). Gli aspetti istologici non rappresentano nel bambino criteri prognostici affidabili (12) Terapia in pazienti con CAC Il carcinoma adrenocorticale è una affezione con prognosi infausta (6, 21, 28). Ad oggi l asportazione completa del tumore è l'unica modalità terapeutica che consente di ottenere la guarigione. In assenza di metastasi, l'asportazione rappresenta di regola l unico trattamento. La massa dovrebbe essere rimossa intera, asportando tutte le aree sospette che la circondano ed i linfonodi regionali aumentati di volume. La migliore possibilità di cura si ha quando un tumore localizzato (stadio 1 o 2 del MacFarlane modificato) è soggetto a completa asportazione (chirurgia curativa ). Purtroppo almeno al 50% dei pazienti viene fatta diagnosi di CAC in stadi avanzati (tumore invasivo o metastatico), con probabilità di 22

23 sopravvivenza a 5 anni pari a 0% per carcinoma metastatico. Anche in seguito a chirurgia curativa di tumori localizzati, in più del 50% dei pazienti vi è recidiva della malattia. Vi è quindi necessità di disporre di trattamenti per i casi di CAC avanzato e di trattamenti adiuvanti che impediscano la recidiva del tumore dopo asportazione chirurgica. L'impiego di trattamenti medici è di dubbia efficacia e di regola raccomandato solo nei casi con metastasi alla diagnosi, nei tumori localizzati ma inoperabili inizialmente o in caso di residui dopo l'asportazione della massa. È controversa l'utilità della terapia medica dopo l asportazione completa di masse molto voluminose (superiori a 200 cm 3 ) o localmente invasive. In letteratura sono descritti l'impiego di mitotane, di chemioterapia o loro combinazioni. Il mitotane Il mitotane (1,1dicloro-2(o-clorofenil)-2-(p-clorofenil)etano;o,p DDD) è un isomero dell insetticida p,p DDD, chimicamente correlato al DDT. Più di 40 anni fa è stato descritto il primo efficace utilizzo di tale sostanza in pazienti con CAC metastatico, dimostrando la diminuzione dell ipersecrezione di cortisolo e l azione antitumorale del farmaco (29). FIG. 12: Mitotane (1,1dicloro-2(o-clorofenil)-2-(p-clorofenil)etano;o,p DDD) Il meccanismo d'azione di questa molecola non è stato ancora completamente chiarito, nonostante l'esteso uso clinico. Esso possiede attività adrenolitica con specificità per la corteccia surrenalica, inibendo la conversione intramitocondriale del colesterolo a pregnenolone e dell 11-desossicortisolo a cortisolo (30). È inoltre in grado di causare necrosi surrenalica selettiva, anche a livello di localizzazioni secondarie, e di contrastare la 23

24 chemioresistenza del tumore riducendo la fuoriuscita cellulare di farmaci per inibizione, almeno in vitro, dell espressione del gene MDR1 (31). L azione citotossica si evidenzia in animali da esperimento con accumulo di lipidi ed atrofia della corteccia surrenalica, soprattutto a carico delle regioni fascicolata e reticolare (32); le alterazione a carico della glomerulare sono relativamente poco evidenti. Alla microscopia elettronica si osserva distruzione delle creste mitocondriali seguita da rigonfiamento mitocondriale, lisi e quindi morte della cellula già dopo 12 ore di trattamento (33). L effetto inibitorio sulla steroidogenesi si esplica prevalentemente sulla conversione del colesterolo a pregnenolone, facendo presupporre un coinvolgimento dell enzima citrocromo P450scc (Cholesterol Side Chain Cleaveage Enzyme) (34). Il farmaco inibisce anche altri enzimi citocromo P-450 dipendenti (11- e 18-β-idrossilasi) e non P-450 dipendenti (3-β-idrossisteroidodeidrogenasi) (35). Il mitotane viene routinariamente somministrato in compresse da 500 mg (Lysodren, Bristol Meyer Squibb) in base alla tollerabilità ed ai livelli sierici del farmaco. Per via dell elevata tossicità, si consiglia di monitorare le concentrazioni ematiche del farmaco; livelli ematici superiori a 14 mg/l sono in grado di esprimere effetto antineoplastico. Valori superiori a 20 mg/l sono invece frequentemente associati ad effetti collaterali: solo pazienti che hanno raggiunto tali livelli sviluppavano tossicità neurologica di grado 3-4 (36). I livelli ematici non sono così chiaramente correlati alla dose somministrata e per questa ragione il monitoraggio può essere utile al fine di migliorare la qualità di vita dei pazienti. A causa della lunga emivita del o,p DDD, i livelli considerati terapeutici in genere vengono raggiunti dopo alcuni mesi di terapia (37). L uso di basse dosi per lunghi periodi, monitorandone i livelli plasmatici, rende inoltre il mitotane adatto alla terapia adiuvante (38), consentendo il raggiungimento di concentrazioni plasmatiche adeguate, sebbene non sia mai stato definito un valore soglia per l efficacia dell effetto antineoplastico del farmaco. È possibile che gli effetti terapeutici delle basse dosi possano rivelarsi migliori di quelli delle alti dosi grazie alla migliore compliance dei pazienti ad un trattamento continuativo. Il monitoraggio dei livelli plasmatici permette inoltre di raggiungere i livelli considerati terapeutici con dosi effettivamente più basse riducendo gli effetti collaterali ed 24

25 ottenendo una migliore tollerabilità. Gli effetti collaterali dipendono dalla dose e sono sostanzialmente di tipo gastroenterologico (diarrea, nausea, anoressia), frequenti a dosi pari a 12 g/die, o riguardanti il SNC (letargia, atassia, confusione, vertigini) (39, 40) e tendono a risolversi lentamente dopo la sospensione del farmaco (6, 41). La chemioterapia Per quanto riguarda la chemioterapia, i farmaci più frequentemente impiegati sono il cisplatino, l'etoposide, l adriamicina (o doxorubicina), il 5-fluorouracile e la vincristina. Solo l adriamicina ed il cisplatino hanno mostrato una qualche attività in monochemioterapia (42) 1.6 La chemioresistenza Il principale problema che si manifesta successivamente al trattamento dei pazienti affetti da diverse neoplasie endocrino-relate con chemioterapici è l insorgenza della chemioresistenza. Questo fenomeno, che vanifica i trattamenti con sostanze normalmente utilizzate nella terapia contro il cancro, è dato dalla diminuzione, nel lume cellulare, della concentrazione dei chemioterapici ed è dovuto in massima parte all aumentata espressione del gene Multidrug Resistance Type 1 (MDR1) localizzato sul cromosoma 7 e formato da 28 esoni. MDR1 codifica per la proteina Permeability Glycoprotein (P-gp), costituita da 1280 amminoacidi (43). P-gp è una glicoproteina transmembranaria appartenente alla superfamiglia dei trasportatori di membrana ATP Binding Cassette (ABC) di circa 170 chilodalton (44). P-gp è composta da 2 unità identiche ognuna costituita da sei domini transmembrana α-elica che formano la via di traslocazione ed un dominio citosolico che accoppia il legame con l ATP alla traslocazione del substrato (45). 25

26 FIGURA 13: Permeability Glycoprotein (P-gp). L espressione di questo gene è in grado di conferire il fenotipo chemioresistenza a cellule normalmente sensibili al trattamento con chemioterapici (46). P-gp conferisce infatti alle cellule tumorali la capacità di resistere a dosi letali di farmaci citotossici, pompando attivamente i farmaci al di fuori delle cellule e riducendone quindi la citotossicità. P-gp necessita dell energia derivante dall idrolisi dell ATP per espletare la sua funzione di pompa. I livelli di chemioresistenza alle differenti sostanze possono essere alterati da mutazioni spontanee del gene MDR1 (47). P-gp è omologa ad un gruppo di proteine di trasporto ATP-dipendenti associate alla membrana presenti nei batteri (48). Tale proteina ha la capacità di permettere il trasporto di sostanze diverse tra loro in composizione chimica, carica e dimensioni ed è implicata nel conferimento del fenotipo chemioresistenza in cancro, malaria ed infezioni batteriche (49, 50, 51). I substrati dei P-gp possono essere endogeni (ormoni steroidei, citochine) o xenobiotici (farmaci citostatici) (52). P-gp trasporta farmaci citotossici, allo stesso modo di sostanze esogene, come la digossina, gli oppioidi, gli idrocarburi policiclici aromatici, il tecnezio sestamibi e la rodamina 123. Questi ultimi due composti vengono utilizzati per visualizzare la funzione della nelle cellule normali e tumorali. È stato dimostrato che la proteina è maggiormente espressa nelle neoplasie derivanti da tessuti che esprimono normalmente MDR1, come le cellule del colon, del rene, del surrene, del pancreas e del fegato, dove trasporta attivamente gli xenobiotici lipofili. L espressione di P-gp è costitutiva, ma può essere anche indotta da varie sostanze. La 26

27 modulazione dell espressione di questa proteina può quindi influenzare l attività e la biodisponibilità dei farmaci a livello cellulare. Nell intestino la modulazione di P-gp può controllare il grado di assorbimento di vari farmaci. Presso la barriera emato-encefalica la proteina può influenzare la captazione dei substrati a livello cerebrale: un elevata espressione di P-gp può limitare la captazione di quantità sufficienti di farmaci nell encefalo, mentre un attività ridotta della stessa può portare ad un accumulo abnorme di farmaci a livello cerebrale e ad effetti collaterali (53). La P-gp umana è una proteina analoga ai trasportatori ABC dei batteri. Analogamente ad essi è formata da quattro distinti domini: due domini integrali di membrana altamente idrofobici e due domini idrofilici che legano i nucleotidi localizzati sulla faccia citoplasmatica della membrana. P-gp è formata da due subunità identiche, ciascuna composta da un dominio integrale di membrana e da un dominio che lega i nucleotidi; la sequenza amminoacidica delle due subunità è strettamente correlata, suggerendo una pseudo-simmetria della struttura della proteina. Le due metà sono separate da una regione di legame che è fosforilata in diversi siti dalla proteina chinasi C. La fosforilazione di questa regione non sembra essere necessaria per il trasporto attivo dei substrati, ma modula la capacità di P-gp di regolare i canali ionici eterologhi (54). I domini integrali di membrana di P-gp hanno due ruoli centrali nel processo di trasporto. In primo luogo essi formano il canale all interno del quale i soluti sono traslocati attraverso la membrana; in secondo luogo essi forniscono i residui amminoacidici che interagiscono direttamente con il substrato e formano i siti di legame per esso. Ogni dominio integrale di membrana della P-gp consta di sei α-eliche separate da residui idrofilici, per un totale di dodici α-eliche per molecola (Figura 13). I due domini di legame dei nucleotidi di P-gp condividono il 30-40% della sequenza amminoacidica tra di loro e con gli equivalenti domini di altri trasportatori ABC. Questi domini legano ed idrolizzano l ATP ed accoppiano l idrolisi dell ATP alla traslocazione dei soluti attraverso la membrana. È stato dimostrato che la superfamiglia dei trasportatori di membrana ATP-dipendenti trasloca un ampia gamma di substrati, tra i quali gli zuccheri, gli amminoacidi, gli ioni metallici, i peptidi e le proteine, composti idrofobici e metaboliti attraverso le membrane extracellulare ed 27

28 intracellulare. I geni che codificano per questi trasportatori sono fondamentali per molti processi nelle cellule. Mutazioni a loro carico possono infatti determinare o favorire molti disordini genetici umani, tra i quali la fibrosi cistica, disordini neurologici, degenerazione retinica, difetti di trasporto del colesterolo e della bile, anemia ed alterata risposta ai farmaci (55). Il trasporto delle sostanze attraverso la membrana plasmatica è molto complesso e coinvolge interazioni allosteriche tra diversi siti di riconoscimento delle sostanze traslocate e i due siti che legano l ATP (NBDs) (56). Il meccanismo di trasduzione dell energia è ancora sconosciuto, ma probabilmente esso coinvolge cambiamenti conformazionali indotti dall idrolisi dell ATP. Se osservata dalla superficie extracellulare della membrana la proteina è a forma circolare, con un anello proteico del diametro di circa 10 nm che circonda un largo poro centrale. L anello della proteina ha due importanti funzioni: è dotato di simmetria e può essere presente un gap che rappresenta probabilmente l accesso tra il poro centrale e la fase lipidica (56). La proteina cambia conformazione al passaggio delle sostanze. Esistono infatti una forma aperta ed una forma chiusa (57). A fronte dei progressi nel trattamento delle neoplasie, la chemioresistenza multifarmacologica rappresenta la principale causa di fallimento terapeutico. Essa è un fenomeno per cui le cellule tumorali, sottoposte ad un trattamento con un agente citotossico, sviluppano una reattività crociata nei confronti di un gruppo di composti non correlati né strutturalmente, né funzionalmente. Quando le cellule sono resistenti non rispondono a nessun agente antitumorale e quindi ogni trattamento risulta inefficace. Alcune neoplasie sono inizialmente resistenti alla maggior parte degli agenti antineoplastici mentre altre, inizialmente sensibili agli agenti citotossici, sviluppano frequentemente resistenza nei confronti di un elevato numero di agenti chemioterapici, compresi quelli utilizzati nel trattamento primario. Questo fenomeno è dovuto all autoinduzione del gene MDR1 (58). La chemioresistenza di cellule tumorali è il risultato dell overespressione dei trasportatori di membrana, quali P-gp. Quest ultima determina un aumentato efflusso di farmaci citotossici dalle cellule tumorali, riducendone quindi la concentrazione intracellulare. Inoltre, P-gp è espressa in alcune neoplasie in assenza di una precedente esposizione ad agenti 28