ALLERGENI MOLECOLARI - PROTEINE PLUNC - LATERINA DEI CAVALLI

 

ALLERGENI MOLECOLARI – PROTEINE FAMIGLIA PLUNC 

LA LATERINA DEI CAVALLI

 

Note Generali sulla famiglia delle  PLUNC proteine


La laterina è una proteina la cui struttura aminoacidica è rimasta altamente conservata, con pochissimi aminoacidi diversi,  in quattro specie di equini geograficamente dispersi : il cavallo (Equus caballius), la  zebra (Equus burchellii antiquorum), l’onagro persiano (Equus hemionus onager) e l’asino (Equus asinus asinus). Tale struttura biochimica la apparenta  con una larga famiglia di proteine che includono le proteine PLUNC (palate, lung and nasal epithelium clone), le PSP (parotid secretory protein), le LBP (lipopolysaccharide binding protein) e le BPI (bactericidal/permeability-increasing protein).

Sia le LBP e le BPI legano i lipopolissaridi batterici e sono quindi  considerate far parte del sistema immunitario innato.

Attualmente le proteine PLUNC sono considerate anch’esse parte del sistema immunitario innato, specializzate in azioni su superfici mucosali. Recentemente (2011) è stato dimostrato come esse siano dei surfattanti delle vie aeree (dove si riscontrano in concentrazioni elevate) , e in modo particolare siano in grado di inibire la formazione di biofilm da patogeni delle vie aeree.

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PLUNC inibisce la formazione di biofilm in vitro all'interfaccia aria/liquido da parte di Pseudomonas aeruginosa: nella parte superiore tre brodi di coltura del microroganismo in crescita per 48 ore con produzione di biofilm (pellicola) all'interfaccia aria/liquido; a differenza delle colture non trattate e di quelle trattate con il tampone l'accrescimento batterico in presenza di PLUNC (100 microgrammi/ml) evidenzia una significativa riduzione della formazione della pellicola. Nella parte inferiore la rimozione del medium  le colture trattate con PLUNC evidenziano una ridotta biomassa aderente alle pareti dei tubi di cultura dopo 72 ore di crescita.

 

la Laterina nei cavalli

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 LATERINA - struttura della laterina: in rosso: alfa-elica; in giallo: beta-foglietto; in verde: altri componenti

 

La laterina rappresenta il maggior componente proteico del sudore prodotto dai cavalli.

I cavalli sono animali che hanno un particolare problema nel dissipare efficacemente  il calore durante i periodi di intenso esercizio.

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Per fare ciò attuano una termoregolazione producendo copiose quantità di sudore (vedi sopra). Questo meccanismo viene usato dagli uomini, mentre è raro in altri animali.

I cavalli hanno tuttavia una pelle pelosa, spessa e impermeabile all’acqua, e normalmente ciò impedirebbe la rapida traslocazione dell’acqua del sudore dalla pelle alla superficie dei peli necessaria per il raffreddamento da evaporazione.

Per risolvere ciò, i cavalli si sono provvisti, evolutivamente, di una proteina tensioattiva o surfattante, che essi rilasciano ad una insolitamente elevata concentrazione nel loro sudore (il sudore umano invece è elevato in sale e basso in proteine).

Questa laterina verosimilmente agisce umettando i peli in modo che così viene facilitato il flusso d’acqua per la evaporazione, effetto collaterale  del quale è  la schiuma  spesso osservata sulla pelle  dei cavalli sudoranti, specialmente dove viene strofinata (vedi sotto).

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Gli studi sui surfattanti biologici hanno anche evidenziato una loro attività antimicrobica o un’azione antiadesiva verso i batteri.  In tal senso la laterina avrebbe un duplice ruolo nel sudore del cavallo quello del raffreddamento per evaporazione  e  quello di  controllo della crescita batterica  nella pelle, crescita che in un certo senso sarebbe favorita dai nutrienti presenti nel sudore.

La laterina è presente ad alti livelli anche nella saliva del cavallo, dove il suo ruolo sarebbe quello di migliorare la masticazione di materiali fibrosi, oltre a ridurre l’aderenza dei microbi ai denti e alle superfici orali.

 

Principali Fonti documentali specifiche

Bartlett J, Gakhar L, Penterman J, et al. PLUNC: a multifunctional surfactant of the airways. Biochen Soc Trans 2011; 39:1012-1016.

Beeley JG,Eason R, Snow DH. Isolation and characterization of latherin, a surface-active protein  from horse sweat. Biochem J 1986; 235:645-650.

Bingle CD, Craven CJ. PLUNC: a novel family of candidate host defence proteins expressed in the upper airways and nasopharynx. Hum Mol Genet 2002; 11:937-943.

Gakhar L, Bartlett JA, Penterman J, et al. PLUNC is a novel airway surfactant protein with anti-biofilm activity. PLoS ONE 2010, 5(2):e9098.

Kennedy MW. Latherin and other biocompatible surfactant proteins. Biochem Soc Trans 2011; 39:1017-1022.

McDonald RE, Fleming RI, Beeley JG, et al. Latherin: a surfactant protein of horse sweat and saliva. PloS ONE 2009; 4(5):e5726.

VANCE SJ. The relationship between structure and function in natural surfactant proteins. PhD thesis. 2012. University of  Glasgow.