Rivista di formazione e aggiornamento di pediatri e medici operanti sul territorio e in ospedale. Fondata nel 1982, in collaborazione con l'Associazione Culturale Pediatri.
Maggio 2009 - Volume XII - numero 5
M&B Pagine Elettroniche
Il punto su
Il
ruolo esercitato dalla flogosi, dai geni e dal sesso nel rapporto
asma-obesità in età pediatrica
Broncopneumologia,
Allergologia e Fibrosi Cistica Pediatrica, Dipartimento di Pediatria,
Università di Catania
Indirizzo
per corrispondenza: viviana_tomarchio@yahoo.it
Parole
chiave: citochine, leptina, cromosomi, estrogeni
RIASSUNTO:
L’asma e l’obesità sono due condizioni di
rilevante importanza, ognuna delle quali esercita un impatto
significativo sulla salute pubblica.
Nell’obesità
l’accumulo di adipe a livello centrale è correlato con i
livelli circolanti di citochine ad attività pro-infiammatoria,
sarebbe, quindi, lo stesso tessuto adiposo a favorire la diffusione
dell’infiammazione sia localmente che a livello sistemico.
Recenti
studi hanno identificato polimorfismi in specifiche regioni dei
cromosomi 5q, 6p, 11q13 e 12q, ognuna di queste contiene uno o più
geni codificanti per molecole recettoriali, citochine ed altri
mediatori importanti nel determinismo dell’asma, dell’obesità,
dell’infiammazione e dei disordini metabolici conseguenti a
queste condizioni patologiche.
La messa
in luce da parte di alcuni studi dell’esistenza di differenze
nell’intensità del rapporto tra asma ed obesità
potrebbe indurre a focalizzare l’attenzione sul ruolo che
gli ormoni esercitano nel modulare l’entità di tale
associazione. Non sono del tutto chiari i meccanismi che spiegano
l’associazione esistente tra gli ormoni sessuali e l’asma,
ma sembra che gli estrogeni, possano giocare un ruolo rilevante nel
favorire l’insorgenza dell’asma modificando la risposta
infiammatoria a favore dei linfociti Th2.
ROLE
OF INFLAMMATION, GENES AND SEX IN CHILDHOOD ASTHMA-OBESITY
RELATIONSHIP
Key
words : cytokines, leptin, chromosomes, estrogens
ABSTRACT:
asthma and obesity are prevalent disorders, each with a significant
public health impact.
In
obesity, visceral adiposity is correlated with circulating levels of
proinflammatory cytokines, and adipose tissue propagates inflammation
both locally and systemically.
Recent
investigations have identified polymorphisms in specific regions of
chromosomes 5q, 6p, 11q13 and 12q, each of which contains one or more
genes enconding receptors relevant to asthma, inflammation, and
metabolic disorders.
The
finding in some studies that there are some differences in the
strength of the relationship between obesity and asthma could suggest
that sex hormones may play a role modulating this relationship. There
are no well-established mechanisms to explain the association of sex
hormones with asthma, but estrogen may play a role in asthma, and may
do so by modifying the inflammatory response to favour a Th2
response.
L’asma
e l’obesità sono due condizioni patologiche di
rilevante importanza, ognuna delle quali esercita un impatto
significativo sulla salute del bambino.1
Nonostante
l’asma sia una patologia cronica che affligge
soggetti appartenenti a tutte le fasce d’età, la sua
comparsa si manifesta con maggiore frequenza durante la prima
infanzia. E’ probabile, quindi, che una serie di eventi aventi
luogo direttamente a livello uterino possano contribuire a
giustificare l’associazione esistente tra l’asma e
l’obesità.
Nei
bambini che presentano un elevato peso alla nascita (superiore a 4,5
kg) è stato, infatti, riscontrato un aumento della frequenza
di attacchi acuti di asma nei primi dieci anni di vita e ciò
ha consentito di rilevare come, negli stessi, un incremento ponderale
di soli 0,10 kg possa aumentare del 10% il rischio di incorrere in un
attacco acuto di asma2
Oggi,
unitamente al dilagare della patologia asmatica, si sta assistendo
alla diffusione di quella che viene definita “epidemia”
dell’obesità; d’altra parte asma e obesità
risultano spesso associate.
L’esistenza
di tale associazione in età pediatrica risulta essere
suffragata da vari studi. Tra questi, riteniamo opportuno citarne uno
condotto su 9828 bambini di età compresa tra i 6 ed i 14 anni,
seguiti per un periodo di tempo pari a cinque anni, dal quale emerge
che i bambini obesi incorrano in un maggiore rischio di sviluppare
asma.3
Un
ulteriore lavoro condotto su 3792 bambini partecipanti al Children’s
Healths Study ha dimostrato come il sovrappeso e l’obesità
predispongano all’asma.4
Occorre,comunque,
precisare che non tutti gli studi condotti sui bambini attestano una
significativa associazione tra asma ed obesità. A tal
proposito lo studio eseguito da Chinn et all. su un gruppo di bambini
in età scolare non rileva alcun aumento nell’incidenza
di asma tra i soggetti aventi valori di BMI compatibili con
l’esistenza di obesità.5
Il legame
esistente tra asma ed obesità risulta essere giustificato
dalla condivisione di alcuni meccanismi fisiopatologici: la
disfunzione del sistema catecolaminergico, l’alterata
funzionalità dell’asse ipotalamo-ipofisi e
l’infiammazione sistemica.
Asma,
Obesità e molecole pro-infiammatorie
Quando il
tessuto adiposo bianco è presente in quantità eccessiva
diviene sede di un’aumentata espressione dei geni codificanti
per molecole aventi una spiccata attività pro-infiammatoria
(TNFα, l’IL-6, l’IL-10, l’IL-1). (6) (Figura
1)

Figura
1. Quest’ immagine mostra come in presenza di adiposità
centrale si instauri un processo flogistico che puo’ andare
incontro a diffusione sia locale che sistemica. Ciò può
realizzarsi o previa attivazione dei macrofagi o attraverso
l’elaborazione di citochine e chemochine quali l’Il-6, il
TNFα, il TGFβ e la leptina. La liberazione di queste
molecole favorirebbe l’intensificazione della risposta
immunitaria in senso Th2-mediato e quindi la comparsa dell’atopia,
probabile causa di asma nel bambino obeso.
Risulta
evidente come si tratti di molecole aventi un ruolo rilevante
nel determinismo dell’asma.
Il TNFα,
per esempio, induce nelle cellule dell’epitelio bronchiale un
aumento della produzione di citochine da parte dei linfociti Th2.7
Lo stato infiammatorio scatenato dall’azione di cui è
responsabile il TNFα appare, quindi, essere condiviso sia
dall’asma che dall’obesità, ed è plausibile
che esso possa risultare intensificato dalla coesistenza di entrambe
queste condizioni patologiche. Molti studi condotti sul ruolo
esercitato dal processo flogistico nella caratterizzazione del
rapporto asma-obesità hanno posto l’attenzione
sull’attività di cui la leptina è responsabile.
La leptina esercita un’importante influenza
sull’ipotalamo regolando l’insorgenza di sazietà e
le tappe di cui si compone il metabolismo energetico. Essa, inoltre,
regola la proliferazione e l’attivazione dei linfociti T,
modulando il reclutamento di monociti e macrofagi, inoltre, promuove
l’angiogenesi. Assicura, ancora, una normale dinamica di
sviluppo del polmone stimolando la differenziazione dei
lipofibroblasti in fibroblasti normali e la sintesi del surfactante.
La
concentrazione della leptina aumenta caratteristicamente non soltanto
nel soggetto obeso come conseguenza dell’instaurarsi di un
condizione di leptino-resistenza, ma anche nel bambino asmatico non
obeso8. Sembra infatti, che la leptina moduli la risposta
allergica a livello delle vie aeree a prescindere dall’esistenza
di obesità. A conferma di quanto appena affermato lo studio
condotto da Shore dimostra come la somministrazione di leptina si
associ ad un incremento dei livelli di IgE9. A differenza
di ciò che accade nel caso della leptina, la concentrazione di
adiponectina sembra ridursi con l’aumentare del grado di
obesità. L’adiponectina induce un aumento
dell’espressione del gene codificante per l’IL-10 ed un
aumentato rilascio dello stesso fattore da parte dei macrofagi.
L’IL-10
è la più importante citochina avente attività
antinfiammatoria, per tale motivo riveste un ruolo di primaria
importanza nella regolazione della risposta immunitaria. Uno degli
effetti di cui è, infatti, responsabile l’IL-10 è
quello di disattivare la risposta infiammatoria mediata dai linfociti
e dai macrofagi e di inibire il rilascio di citochine
pro-infiammatorie da parte delle stesse cellule. Questo significa che
nell’obesità viscerale i livelli di IL-10 risultano
essere marcatamente ridotti; ciò contribuirebbe, quindi, a
favorire la persistenza di uno stato di infiammazione, comune,
appunto, sia all’asma che all’obesità. (Figura
2)

Figura
2. Questa figura mostra le principali citochine ed adipochine ad
attività pro-infiammatoria secrete dal tessuto adiposo bianco.
Viene inoltre illustrata l’influenza che l’innervazione
autonomica, ed il sistema nervoso centrale esercitano sul sistema
immunitario..
Asma,
Obesità e geni codificanti
Studi
condotti sui gemelli dimostrano come geni implicati nel determinismo
dell’obesità possano aumentare la suscettibilità
a sviluppare l’asma10 (Figura 3)

Figura
3. Questo grafico pone in rilievo la relazione esistente tra il
BMI e la prevalenza di asma all’interno di un campione
costituito da gemelli danesi di età compresa tra i 12 ed i 40
anni.
Specifiche
regioni del genoma umano contenenti geni favorenti la comparsa
di obesità vengono riconosciute, infatti, anche per
l’importante ruolo che esercitano nel favorire l’insorgenza
dell’asma. Queste regioni sono contenute nei cromosomi 5q23-24,
6p21-23, 11q13 e 12q13-14. Il cromosoma 5q23-24 contiene i
geni codificanti per il recettore beta2-adrenergico e per il
recettore cui si legano i glucocorticoidi. Il primo è preposto
alla regolazione del tono della muscolatura annessa alle vie aeree ed
alla modulazione dell’attività metabolica che si
realizza previa attivazione del sistema nervoso autonomico. Il
recettore dei glucocorticoidi, invece, determina la severità
del processo flogistico sia nell’asma che nell’obesità.
Il
cromosoma 6p21-23 contiene il gene codificante per il TNFα
di cui numerosi polimorfismi risultano essere associati sia all’asma
che all’obesità. Il recettore a bassa affinità
per le IgE e le proteine UCP2 ed UCP3 vengono prodotti dalla
trascrizione di geni siti sul cromosoma 11q13 e specifici
polimorfismi di tali geni sono legati a particolari gradi di severità
dell’asma, dell’atopia e dell’obesità.
Inoltre molti geni codificanti per varie citochine e mediatori
cellulari come l’INFγ, L’IL1A, il LTA4H, sono siti
sul cromosoma 12q13-14; questi influenzano la comparsa e la
persistenza del processo infiammatorio. Dal processo trascrizionale
di altri geni origina un altro imporatante prodotto proteico: il
recettore β3-adrenergico, i pazienti che possiedono una
mutazione a livello di tale gene mostrano una spiccata tendenza ad
acquistare peso.
Asma
ed estrogeni
L’importanza
esercitata dal sesso, infine, nella caratterizzazione del rapporto
asma-obesità in età pediatrica è testimoniata
dalla più frequente ricorrenza di tale associazione tra i
soggetti di sesso femminile. (Figura 4).

Figura
4. Questa figura pone in rilievo i casi di asma persistente e di
recente insorgenza nei due sessi in relazione al valore assunto dal
BMI.
L’eccessiva
presenza di adipe intensificherebbe, infatti, l’attivita
dell’aromatasi, enzima deputato alla conversione degli
androgeni in estrogeni e l’insulino-resistenza, anomalia
metabolica caratteristicamente presente nell’obesità,
aumenterebbe il quantitativo di estrogeno libero e quindi
bilogicamente attivo11
L’aumento
degli estrogeni in circolo favorirebbe una modifica della risposta
immunitaria a favore dei linfociti Th2, responsabile della comparsa
di processi allergici.
Con
l’intento di sottolineare l’importanza esercitata dal
sesso nella caratterizzazione del rapporto asma-obesità in età
pediatrica, occorre, infine, citare il lavoro condotto da
Castro-Rodriquez. Questo dimostra come nonostante non esista alcuna
relazione tra l’ indice di massa coroprea e l’asma
all’età di sei anni, lo sviluppo di una condizione di
sovrappeso o di obesità tra i sei e gli undici anni
risulterebbe essere associato ad un incremento pari a sette volte del
rischio di sviluppare l’asma. Tale effetto apparirebbe più
marcato tra i soggetti di sesso femminile all’inizio della
pubertà, proprio in virtù dell’importante azione
promossa dagli estrogeni nel favorire la comparsa di atopia,
condizione quest’ultima, frequente causa di asma in età
pediatrica12
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