Ozono intradiscale Rx guidato

Utilizzo dell’Ozonoterapia nell’ernia del disco intervertebrale

Il disco intervertebrale (IVD, intervertebral disc) è composto dal nucleo polposo centrale (NP), circondato dall’anello fibroso (AF, annulus fibrosus) e dalle piastre terminali di cartilagine ialina (CEP, cartilaginous endplates), che racchiudono queste due strutture alla giunzione tra le vertebre. Il disco intervertebrale è una struttura avascolare e, pertanto, dipende dai gradienti di concentrazione per la diffusione di nutrienti e ossigeno attraverso le piastre terminali adiacenti.

1.ANATOMIA DEL DISCO INTERVERTEBRALE

1.1 NUCLEO POLPOSO

Il nucleo polposo centrale contiene fibre di collagene (Tipo II), organizzate in modo casuale, e fibre di elastina disposte radialmente; queste fibre sono immerse in un aggrecan (un proteoglicano) altamente idratato.

 L’aggrecan è il principale proteoglicano (PG) nel nucleo polposo (NP). I proteoglicani sono macromolecole composte da un corpo proteico legato covalentemente a catene di polisaccaridi solfati chiamati glicosaminoglicani (GAG). 

Questi GAG solfati trasportano una carica complessiva negativa, responsabile dell’efficace ritenzione delle molecole d’acqua e della conseguente idratazione della matrice extracellulare (ECM). 

L’aggrecan svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento dell’altezza e del turgore del disco sotto carichi compressivi, attirando molecole d’acqua all’interno della matrice del NP. In particolare, questo contenuto d’acqua (77%), insieme alle fibre di collagene di tipo II, consente al NP di essere elastico e di deformarsi sotto sforzo. 

Le cellule del NP sono altamente specializzate e sopravvivono in un ambiente fortemente ipossico (1–2% di O2).  Pertanto, le cellule del NP possiedono un metabolismo unico che le consente di essere funzionalmente e costitutivamente adattate a un ambiente povero di ossigeno e di nutrienti. Alla nascita, le cellule del NP sono prevalentemente di origine notocordale, ma diventano quasi impercettibili entro la prima decade di vita. A questo punto, la regione del NP viene gradualmente popolata, soprattutto nelle zone vicine alle piastre terminali (CEP), da una significativa maggioranza di cellule arrotondate simili a condrociti (chondrocyte-like). Il NP contiene circa 3000 cellule per millimetro cubo.

1.2 ANELLO FIBROSO (ANNULUS FIBROSUS)

 Il NP è circondato dall’anello fibroso (AF), che impedisce l’estrusione del nucleo quando si applicano carichi eccessivi al disco. La complessa struttura dell’AF è spesso suddivisa in due regioni distinte: l’AF interno, che contiene principalmente collagene di tipo II, e l’AF esterno, che contiene principalmente collagene di tipo I. Nell’AF normale e sano risiedono quattro tipi distinti di cellule: cellule periferiche, annulociti esterni, annulociti interni e cellule interlamellari. Sono state identificate anche cellule staminali dell’AF e neuronali nel tessuto sano. Passando dalle regioni esterne a quelle interne dell’AF, il rapporto tra i collagene di tipo I e di tipo II diminuisce. Nell’adulto umano, la densità cellulare riportata varia tra 3000 e 9000 cellule per millimetro cubo.

Il contenuto d’acqua dell’AF è del 70%. Dalla regione esterna a quella interna dell’AF si osserva un marcato cambiamento della morfologia e del fenotipo cellulare, con una forma più arrotondata, simile a quella dei condrociti. 

1.3 PIASTRE TERMINALI CARTILAGINEE (CARTILAGE ENDPLATES) 

La terza regione morfologicamente distinta è la piastra terminale cartilaginea (CEP) di cartilagine ialina. Le cellule all’interno della CEP sono simili ai condrociti articolari, che sintetizzano una matrice extracellulare (ECM) ricca di collagene di tipo II e proteoglicani. In queste piastre, il rapporto tra PG e collagene di tipo II è di circa 2:1, e il contenuto d’acqua è del 50–60%. Le CEP sono anche la fonte primaria di nutrimento per il disco intervertebrale. La componente ossea della piastra terminale ha una struttura non dissimile dalla corteccia vertebrale e ricorda uno strato ispessito e poroso di osso trabecolare fuso, con osteociti racchiusi all’interno di lacune lamellari. Le piastre terminali vertebrali hanno anche il ruolo unico di fungere da principale via di trasporto per i nutrienti in entrata e in uscita dal disco. Esistono letti capillari specializzati tra il corpo vertebrale e la piastra terminale che consentono la diffusione passiva di nutrienti e ossigeno all’interno del disco intervertebrale.

2.FISIOLOGIA DEL DISCO INTERVERTEBRALE

Il disco intervertebrale è avascolare; esistono, dunque, ripidi gradienti di concentrazione di nutrienti e metaboliti che partono dall’apporto ematico ai margini del disco e raggiungono le cellule al suo centro. Questi gradienti si formano quando le cellule utilizzano i nutrienti e producono metaboliti a velocità superiori a quelle di trasporto nel disco e di diffusione nel tessuto.

Le concentrazioni effettive di glucosio, ossigeno e acido lattico nel disco dipenderanno, quindi, sia dai parametri che influenzano il trasporto dei nutrienti, sia dai tassi metabolici cellulari. Pertanto, si verifica un flusso di nutrienti per diffusione dai vasi pre-discali che raggiungono gli strati più esterni del disco. Un IVD sano è inoltre considerato un organo scarsamente innervato. L’innervazione è limitata agli strati esterni dell’anello fibroso e consiste in fibre nervose sensoriali e simpatiche perivascolari. Questa struttura fisiologica unica, priva di un’innervazione e vascolarizzazione significativa, ha portato a considerare l’IVD un organo immunologicamente privilegiato.

3.LA DEGENERAZIONE DEL DISCO INTERVERTEBRALE (IVDD)

Adams e Roughley hanno proposto una definizione utile di degenerazione del disco intervertebrale (IVDD): “il processo di degenerazione del disco è una risposta aberrante, mediata dalle cellule, a un progressivo cedimento strutturale“. L’IVD differisce dagli altri tessuti connettivi del corpo, poiché presenta condizioni degenerative e di invecchiamento precoci. Una maturazione dei dischi associata all’età, indicativa di degenerazione, è stata osservata già all’età di 11 anni; inoltre, prove istologiche di riduzione dell’apporto ematico alle piastre terminali vertebrali sono state riportate a partire dalla seconda decade di vita, con una prevalenza crescente con l’avanzare dell’età.

3.1 Eziologia della degenerazione del disco intervertebrale (IVDD)

La IVDD si verifica spesso quando il catabolismo della matrice extracellulare supera l’anabolismo. Diversi fattori predisponenti influenzano la IVDD: fattori genetici, età, stress meccanico persistente, fumo, stile di vita non salutare, esposizioni professionali, traumi e possibile infiltrazione di microrganismi infettivi dopo traumi minori. L’ereditarietà genetica è il fattore di rischio più prevalente, illustrato e confermato dall’analisi di diversi geni.

Dopo la predisposizione genetica, la causa principale della degenerazione discale è l’alterato apporto di nutrienti alle cellule del disco. Una diminuzione dell’apporto nutrizionale causa un calo della quantità di ossigeno e un aumento della concentrazione di lattato con conseguente alterazione del pH, influenzando la funzione cellulare e la sintesi della matrice extracellulare. A lungo termine, ciò conduce al processo degenerativo.

3.2. Cambiamenti morfologici nella degenerazione del disco

La degenerazione morfologica può includere il restringimento dello spazio discale, fibrosi, rigonfiamento diffuso dell’anello (bulging) oltre lo spazio discale, lacerazioni anulari e degenerazione mucinosa dell’anello, essiccazione, difetti e sclerosi delle piastre terminali. Clinicamente, si manifesta come sindromi dolorose, in particolare il mal di schiena, negli anziani.

Il NP mostra i cambiamenti più estesi nella IVDD ed è pertanto il più studiato. Sia l’AF che le CEP sono state oggetto di attenzione, tuttavia i cambiamenti in queste strutture sono meno documentati.

• Il NP degenerato è un tessuto fibroso disorganizzato che ha ampiamente perso la sua capacità di legare l’acqua (per perdita di proteoglicani) sotto compressione. Pertanto, la pressione intradiscale nel NP aumenta e l’altezza del disco si riduce.
• L’AF si deforma e mostra un progressivo aumento dei difetti strutturali.
• Si osserva un aumento del danno microscopico e macroscopico alle piastre terminali e un marcato aumento della sclerosi dell’osso subcondrale.

Sebbene l’ernia del disco sia solitamente dovuta a lesioni meccaniche e conseguente rottura dell’AF, è necessario un certo grado di degenerazione iniziale per permettere al NP di erniare attraverso le bande fibrose dell’AF nel canale vertebrale. Affinché un disco sano si rompa, è necessaria una forza enorme. In molti casi, le CEP vertebrali cedono prima dell’AF.

3.3. I principali eventi degenerativi

3.3.1. Cellule

I primi segni di IVDD iniziano a comparire con la maturità scheletrica nel NP. Fino a quel momento, due tipi di cellule popolano il NP: i condrociti e le cellule notocordali.

Le cellule notocordali sono responsabili del mantenimento dell’omeostasi, e la perdita di queste cellule durante la maturazione scheletrica potrebbe costituire uno dei primi cambiamenti nella cascata degli eventi degenerativi. Le cellule notocordali muoiono per apoptosi quando lo sclerotomo si condensa e si prolifera per formare i corpi vertebrali. Man mano che le cellule notocordali diminuiscono dopo la nascita e vengono gradualmente sostituite da condrociti più piccoli, il NP diventa disidratato e simile a cartilagine con l’età adulta. La degenerazione discale è un processo legato all’età. È difficile… distinguere il processo fisiologico di invecchiamento del disco dalla degenerazione patologica. In generale, quando un disco che presenta un cedimento strutturale manifesta anche segni di invecchiamento accelerati o avanzati, viene considerato un 

disco degenerato. Le caratteristiche patologiche significative della IVDD sono identificate dalla perdita progressiva del numero di cellule attive nel NP o nell’AF e dall’alterazione del fenotipo delle cellule discali normali. 

3.3.2. Mediatori dell’Infiammazione 

La secrezione di mediatori infiammatori tende a derivare dalle cellule degenerate del NP, così come dalle cellule immunitarie circolanti che infiltrano l’IVD a causa delle condizioni favorevoli create durante la IVDD. L’infiltrazione di immunociti attivati — inclusi macrofagi, cellule T e B e cellule natural killer — avviene in risposta all’espressione di una serie di citochine rilasciate dalle cellule del disco, ed è permessa dalla perdita di integrità strutturale dell’anello fibroso (AF) esterno. 

La presenza di cellule immunitarie che producono mediatori infiammatori all’interno dell’IVD (che, in condizioni fisiologiche, non contiene una popolazione residente di cellule immunitarie) potenzia l’infiammazione nei tessuti discali. Molti studi hanno dimostrato che i fattori infiammatori svolgono un ruolo chiave nel processo di IVDD. L’interazione e l’espressione anomala di questi fattori possono compromettere l’equilibrio del metabolismo della matrice extracellulare (ECM), favorire l’infiammazione e accelerare la IVDD. 

I principali fattori della reazione infiammatoria nell’IVD sono: 

• Fattore di necrosi tumorale (TNF–𝛼)
• Interleuchine IL
• Ossido nitrico
• Prostaglandina E₂

Le citochine innescano la cascata infiammatoria stimolando una serie di risposte patogene nelle cellule del disco che possono promuovere autofagia, senescenza e apoptosi. 

È stato studiato che l’espressione di 

IL1βIL

𝐼𝐿1R

TNFα 

aumenta nel tessuto discale degenerato e media effetti catabolici, diminuendo la produzione di proteoglicani e potenziando l’espressione delle metalloproteinasi della matrice (MMPs). La degradazione della ECM è dovuta principalmente alla sovraespressione delle MMPs, che porta alla perdita di aggrecan e collagene e alla disidratazione delle cellule del NP, con conseguente compromissione della funzione meccanica del disco.

4.LO STRESS OSSIDATIVO: UN INNESCO PER L’INFIAMMAZIONE

Il microambiente dei dischi sani è caratterizzato da ipossia (1–2%O2), scarsa nutrizione e pH acido dovuto all’accumulo di acido lattico. L’apporto insufficiente di nutrienti e l’accumulo di metaboliti determinano un microambiente ostile nel disco degenerato. Questo contesto locale particolare può fungere da innesco per la sovrapproduzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Sebbene il microambiente dell’IVD sia ipossico a causa della scarsa vascolarizzazione, è stato dimostrato che tutte le cellule residenti (NP, AF e CEP) non sono anaerobiche e possiedono processi metabolici che utilizzano ossigeno in vivo. Di conseguenza, è previsto che le cellule discali producano ROS; infatti, il perossido di idrogeno (H2O2 è stato identificato nei tessuti del nucleo polposo umano. 

Il sito principale di produzione di ROS nelle cellule non immunitarie è il mitocondrio. La disfunzione dei mitocondri dei condrociti è il punto d’origine primario della produzione di ROS. Quando nell’IVD si formano fessurazioni che portano alla neovascolarizzazione, le cellule del disco vengono esposte a livelli di ossigeno insolitamente elevati; ciò causa un aumento dei ROS e scatena l’infiammazione per stress ossidativo. La produzione di ROS ad alte tensioni di ossigeno è correlata anche a una ridotta sintesi di proteoglicani (PG) e a una maggiore espressione di fattori catabolici. Parallelamente, il contenuto di antiossidanti, sia enzimatici sia non enzimatici, si riduce, compromettendo la rimozione dei ROS. Questo può causare danni ossidativi a DNA, lipidi e proteine, potenziando ulteriormente la produzione di ROS nelle cellule discali e formando un ciclo di feedback positivo.

L’omeostasi redox intracellulare dipende dall’equilibrio tra generazione e rimozione dei ROS operata da antiossidanti come: 

• Glutatione (GSH)
• Superossido dismutasi (SOD)
• Catalasi (CAT)
• Glutatione perossidasi
• Vitamine C ed E

Trovare una risorsa terapeutica in grado di catturare i radicali liberi dai mitocondri potrebbe rivelarsi promettente per ritardare la degenerazione del disco. I ROS regolano l’apoptosi, poiché favoriscono la diminuzione delle cellule funzionali, accelerando la degenerazione; inoltre, regolano l’autofagia e innescano la senescenza. L’eccesso di ROS attiva diverse vie di segnalazione, tra cui la via del fattore nucleare kappa B (NF-κB) e la via della proteina chinasi attivata da mitogeni (MAPK). Di conseguenza, il fenotipo delle cellule discali muta da anabolico (costruttivo) a pro-infiammatorio e catabolico (distruttivo). Questo cambiamento causa una drastica perdita di matrice e aumenta l’infiammazione. Inoltre, le citochine secrete reclutano altre cellule immunitarie, alimentando un circolo vizioso. NF-κB è una molecola indispensabile per modulare la trascrizione di geni che codificano citochine pro-infiammatorie e rappresenta un possibile bersaglio terapeutico.

4.1 Disfunzione mitocondriale e stress ossidativo: un circolo vizioso 

La disfunzione mitocondriale nella IVDD favorisce la degenerazione riducendo la produzione di adenosina trifosfato (ATP), fondamentale per l’integrità della matrice mitocondriale. Tale disfunzione può portare a una morfologia mitocondriale anomala, a una diminuzione del potenziale di membrana e a difetti della catena respiratoria, inducendo l’apoptosi del NP, l’invecchiamento e la IVDD. 

4.2 Macrofagi e IVDD 

I macrofagi presentano un fenotipo altamente plasmabile e mostrano cambiamenti distinti di sottotipo e differenze funzionali in base ai diversi microambienti. Sono le uniche cellule infiammatorie in grado di penetrare nel nucleo polposo chiuso; la loro polarizzazione gioca un ruolo fondamentale nella IVDD e sono stati rinvenuti in gran numero nei dischi di pazienti affetti da questa patologia. I macrofagi M0 sono la forma non attivata, che può evolvere sia in attivazione classica (M1) che in attivazione alternativa (M2): 

• Macrofagi M1: Possono secernere una varietà di citochine pro-infiammatorie (𝑇𝑁F, IL1BETA, IL 6 E IL12, MCP1), mostrando un notevole effetto pro-infiammatorio e un’elevata attività battericida. I livelli di questi fattori sono risultati marcatamente elevati nella IVDD, promuovendo la degradazione della matrice extracellulare, favorendo il cambiamento del fenotipo cellulare e determinando uno sbilanciamento tra catabolismo e anabolismo.

• Macrofagi M2: Possono secernere fattori anti-infiammatori come  IL4. IL1R IL10 E TGFBETA PDGF, svolgendo principalmente un ruolo anti-infiammatorio e di promozione della riparazione tessutale. La polarizzazione M1 dei macrofagi può promuovere l’infiammazione e il danno alle cellule del NP, mentre la polarizzazione M2 potrebbe rappresentare un bersaglio terapeutico . Le cellule ospiti dell’IVD possono essere sensibilizzate da segnali infiammatori cronici e dalla maggiore presenza di macrofagi che rimangono nelle fasi pro-infiammatorie e di rimodellamento, senza tornare alle fasi antinfiammatorie di guarigione. È ampiamente noto che i dischi umani invecchiati e degenerati hanno una capacità di guarigione particolarmente scarsa a causa della bassa cellularità, dell’accumulo di difetti strutturali e dell’infiammazione cronica. Nell’essere umano, la fase di rimodellamento della lesione può protrarsi per anni

5.TRATTAMENTI PER LA DEGENERAZIONE DEL DISCO INTERVERTEBRALE

Al giorno d’oggi non esiste un trattamento, chirurgico o non chirurgico, totalmente efficace per la IVDD, il che è in gran parte dovuto alla mancanza di conoscenza dei meccanismi specifici della patologia e all’assenza di bersagli terapeutici specifici ed efficaci. 

5.1. TRATTAMENTI CONSERVATIVI E CHIRURGICI PER LA IVDD 

Nel 2010, Janna Friedly et al. hanno analizzato le tecniche di iniezione epidurale di steroidi, le iniezioni nelle faccette articolari, la denervazione a radiofrequenza (RFN), gli interventi chirurgici, la fisioterapia e l’uso di oppioidi. Hanno concluso che, nella maggior parte dei casi, lo stato cronico non può essere trattato con successo mediante singoli interventi. Più recentemente, Wu et al. hanno classificato le opzioni terapeutiche in: 

• Terapia conservativa per il sollievo dal dolore: rinforzo fisico, fisioterapia, farmaci orali, iniezioni antalgiche.
• Trattamenti per il ripristino e la rigenerazione: terapia cellulare, terapia con fattori di crescita e terapia genica.
• Tecniche percutanee: decompressione meccanica, termica o chimica e impianto di biomateriali.
• Gestione chirurgica.

La IVDD è considerata uno stato infiammatorio cronico. Il trattamento non chirurgico allevia solo i sintomi, mentre quello chirurgico presenta difetti come recidive, aggravamento della degenerazione del segmento adiacente e difficoltà nel ripristinare la normale funzione biologica della colonna vertebrale. Poiché lo stress ossidativo è un punto chiave nello sviluppo della IVDD, una terapia che lo regoli all’interno dello spazio intervertebrale appare come una risorsa potenziale. 

5.2. Ozono Medicale 

Negli ultimi decenni l’uso medico dell’ozono è aumentato in tutto il mondo per il trattamento di diverse malattie. L’ozono (O3) è una molecola composta da tre atomi di ossigeno; le sue applicazioni mediche risalgono all’inizio del secolo scorso. È un gas altamente instabile e viene impiegato clinicamente come miscela ossigeno-ozono a basse concentrazioni. 

L’ozono reagisce con i composti organici contenenti doppi legami, formando ozonuri mediante una reazione detta ozonolisi. I meccanismi d’azione nei mammiferi, se usato in dosi adeguate, si basano sul fatto che uno stimolo ossidativo breve e controllato porta alla formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e perossidi lipidici, che agiscono come secondi messaggeri. 

Si tratta di un concetto apparentemente paradossale: l’ozono può indurre una risposta antiossidante capace di invertire lo stress ossidativo transitorio, poiché, dopo tale stimolo, si osserva un aumento degli enzimi antiossidanti. Quando l’ozono entra in contatto con i tessuti, reagisce con gli acidi grassi polinsaturi (PUFA), creando perossido di idrogeno (𝐻2𝑂2 e prodotti di ozonizzazione dei lipidi (LOP). 

Lo stress ossidativo moderato causato dai ROS è contrastato da “spazzini” (scavenger) endogeni come la superossido dismutasi e la catalasi. È stato dimostrato che stress ossidativi brevi e ripetuti possono indurre l’attivazione del fattore Nrf2, coinvolto nella trascrizione degli elementi di risposta antiossidante (ARE). In condizioni basali, Nrf2 è sequestrato nel citoplasma dall’inibitore Keap1; sotto stimoli specifici, Nrf2 si dissocia, migra nel nucleo e attiva i geni protettivi.Di conseguenza, Nrf2 aumenta l’attività degli enzimi antiossidanti e disintossicanti di fase II, favorendo la sopravvivenza cellulare.

6. MALATTIE DELLA COLONNA VERTEBRALE E OZONO MEDICALE

6.1. ERNIA DEL DISCO E OZONO

L’efficacia dell’ozonoterapia nella patologia dolorosa della colonna vertebrale è stata ampiamente dimostrata. Nell’ernia del disco estrusa, quando il nucleo polposo (NP) viene esposto al sistema immunitario, si verifica una reazione antigene-anticorpo, seguita da una risposta infiammatoria e da una cascata di mediatori. Questo meccanismo autoimmune tenta di favorire il riassorbimento della porzione erniata, ma il processo è lento, doloroso e spesso incompleto.Dosi terapeutiche di ozono attivano il segnale antiossidante di Nrf2, attenuando l’attivazione di NF-κB (un regolatore chiave dell’infiammazione) e riducendo il dolore. A queste concentrazioni, l’ozono stimola la fagocitosi della porzione erniata da parte dei macrofagi e il suo completo riassorbimento, preservando il nucleo polposo vitalizzato all’interno dello spazio intervertebrale e migliorando la qualità della cicatrice finale.

6.2. DEGENERAZIONE DEL DISCO INTERVERTEBRALE (IVDD) E OZONO

Anni di osservazione e pratica clinica hanno confermato gli effetti terapeutici positivi dell’ozono nella IVDD, oggi giustificabili grazie ai progressi della biologia molecolare.

6.2.1. Ozono e ROS nella IVDD

È stato dimostrato che esiste uno stato di stress ossidativo significativamente diverso tra i tessuti discali normali e quelli affetti da IVDD, il che suggerisce che l’anomalia immunitaria svolge un ruolo importante nella patogenesi. La disfunzione mitocondriale causa una sovraproduzione di ROS, mentre gli enzimi antiossidanti vengono inibiti. Questo stress ossidativo induce infiammazione e alterazioni fenotipiche delle piastre terminali (CEP), portando a disturbi del metabolismo nutrizionale del NP che compromettono l’equilibrio della matrice extracellulare (ECM). L’eccesso di ROS induce apoptosi, senescenza e autofagia.

Inoltre, le lacerazioni dell’anello fibroso (AF) aumentano la permeabilità del disco, permettendo l’invasione di tessuto di granulazione, di vasi sanguigni e di innervazione patologica. I vasi portano cellule immunitarie che rilasciano mediatori infiammatori, generando ulteriori ROS e alimentando un circolo vizioso tra ROS e citochine pro-infiammatorie.

Diverse terapie antiossidanti sperimentali sono state testate nella IVDD (come N-Acetilcisteina, Resveratrolo e PQQ) con risultati promettenti. Allo stesso modo, l’ozono appare come una risorsa terapeutica ottimale: esso modula lo stress ossidativo attivando la via Nrf2, inducendo la sintesi di proteine citoprotettive che favoriscono la sopravvivenza cellulare. Questo meccanismo può ridurre l’apoptosi e l’autofagia eccessiva, che possono condurre alla morte cellulare.

Attraverso questo processo, l’attivazione di NF-κB diminuisce, controllando lo stato infiammatorio e interrompendo il circolo vizioso tra stress ossidativo e infiammazione. Per questo motivo, l’ozono può favorire un miglioramento del microambiente dello spazio intervertebrale, rendendolo più favorevole a terapie rigenerative (es. PRP, cellule staminali, fattori di crescita, esosomi, ecc.). 

6.2.2. Ozono e polarizzazione dei macrofagi

È stato dimostrato che i macrofagi sono l’unico tipo di cellule infiammatorie a infiltrare il disco degenerato e che la loro presenza è correlata alla progressione della malattia. Tradizionalmente si pensava che i macrofagi avessero principalmente una funzione fagocitaria, sebbene lavori successivi abbiano dimostrato numerose funzioni aggiuntive. Rispetto ai classici macrofagi fagocitari “M1“, i macrofagi polarizzati alternativamente, chiamati “M2“, fungono da modulatori dell’immunità cellulare e umorale e da mediatori della riparazione e del rimodellamento tessutale. È importante notare che la polarizzazione di tipo M2 induce la fibrosi, mediata principalmente dal segnale del 𝑇𝐺𝐹 𝛽. La polarizzazione M2 dei macrofagi, indotta da modulazioni epigenetiche, potrebbe avere un effetto terapeutico dimostrabile sulla IVDD. Poiché la IVDD è uno stato infiammatorio, l’ozono potrebbe agire come un modulatore epigenetico per indurre la polarizzazione dei macrofagi da M1 a M2, come avviene nell’ernia del disco estrusa. È stato descritto che l’ozono medicale riduce la fagocitosi dei polimorfonucleati (PMN) in vacche sane, ma l’aumenta in vacche affette da mastite e febbre da latte. Inoltre, Fernandez-Cuadros et al. descrivono che l’ozono riduce anche le MMPs (metalloproteinasi della matrice), che hanno un effetto catabolico sulla cartilagine articolare, dimostrando così che l’ozono medicale modula l’infiammazione. 

6.3. Il concetto di ozono a basse dosi 

Basse dosi di O₃ potrebbero avere un ruolo anche nella regolazione della sintesi delle prostaglandine, nel rilascio di bradichinina e nell’aumento delle secrezioni di macrofagi e leucociti. Basse concentrazioni di ozono stimolano le vie protettive cellulari e la trascrizione nucleare attraverso l’attivazione di una risposta antiossidante, inducendo un “eustress” ossidativo in grado di stimolare le difese cellulari senza causare effetti deleteri. 

Costanzo et al. hanno dimostrato che gli effetti della somministrazione di ozono dipendono dalla concentrazione del gas e che il nucleo e gli organelli citoplasmatici possono essere influenzati in modo diverso. Studiando gli effetti diretti di una lieve ozonizzazione su alcuni meccanismi cellulari, hanno provato che l’ozono a 10 μg/mL indurre risposte cellulari positive e durature nell’organizzazione del citoscheletro e nell’attivazione mitocondriale, così come nella trascrizione nucleare in colture cellulari. Al contrario, il trattamento con 1 μg/mL di 𝑂3 sembra rappresentare uno stimolo capace di attivare solo alcune risposte transitorie. Il concetto di ozono a basse dosi, con il suo stress ossidativo moderato, rappresenta una strategia di ormesi ideale. Le relazioni dose-risposta e concentrazione-effetto, nel contesto di applicazioni specifiche, permettono di fissare intervalli di concentrazione con beneficio terapeutico. Nel suo effetto farmacologico, l’ozono medicale segue il principio dell’ormesi: basse concentrazioni (o dosi) mostrano un’alta efficacia, che diminuisce all’aumentare della concentrazione.

CONCLUSIONI

L’ozono medicale rappresenta una risorsa terapeutica utile nel trattamento della discopatia degenerativa. Secondo la nostra visione, fino ad oggi i fondamenti dei meccanismi d’azione dell’ozono in questa patologia sono stati spiegati in modo insufficiente.

Attualmente, sappiamo che lo stress ossidativo cronico locale è uno dei fattori eziologici più importanti della IVDD. È ampiamente dimostrato in letteratura che l’ozono modula lo stress ossidativo e l’infiammazione attraverso la stimolazione di Nrf2 e l’inibizione di NF-κB (un regolatore chiave dell’infiammazione). Per questo motivo, l’ozono medicale può essere utilizzato come trattamento eziologico (che agisce sulle cause) della IVDD. In questo modo, esso potrebbe arrestare l’evoluzione della IVDD, che è una malattia degenerativa, cronica e progressiva.

Inoltre, è stato dimostrato che i macrofagi possono modificare il proprio fenotipo da M1 (fenotipo infiammatorio) a M2 (fenotipo anti-infiammatorio) in base alle condizioni epigenetiche dell’ambiente. L’ozono medicale potrebbe rappresentare il fattore epigenetico in grado di realizzare questo passaggio (switch).

Tuttavia, l’ozono medicale non può rigenerare il tessuto già danneggiato; pertanto, è necessario combinarlo con la capacità rigenerativa delle cellule progenitrici ottenute da cellule staminali mesenchimali.L’ozono modula il microambiente ostile del disco intervertebrale degenerato, permette l’impianto e la sopravvivenza delle cellule progenitrici e ne potenzia la capacità rigenerativa. L’ozono medicale, combinato con le cellule progenitrici, potrebbe riparare e rigenerare i tessuti colpiti da IVDD.