Obesit e disfunzioni motorie intestinali: quale possibile aiuto

dalla supplementazione dietetica con flavonoidi?

Sezione di Farmacologia e FarmacovigilanzaDipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale,

Universit di Pisa

Dr. Luca Antonioli

Crescere per competere sui mercati internazionali Business2Research

Salute, benessere, valorizzazione dei prodotti tipici: le sfide dell'agroalimentare 4.0

Pisa, 10 Marzo 2017

https://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCJ6FqMKv2McCFSIK2wodyokH2w&url=http://www.ilvenerdiditribuna.it/cronaca/un-importante-studio-rivela-48-nuove-varianti-genetiche-legate-alla-sclerosi-multipla/&psig=AFQjCNEmCyG3XPTU9gLBU6yR56_IdFJUdg&ust=1441283971327449

INTRODUZIONE

WHO Obesity and overweight report fact sheet #311 updated January 2015

Lobesit rappresenta uno dei principali problemi di salute pubblica a livellomondiale e pu essere definita come una condizione daccumulo anormaleo eccessivo di grasso nel tessuto adiposo

Lorganizzazione Mondiale della Sanit (WHO) riporta che pi di trecentomilioni di persone sono considerati obesi (BMI>30 Kg/m2) e che il numerodi bambini e adolescenti in sovrappeso in costante e progressivoaumento nei Paesi industrializzati

Cao Y, Nature Reviews Drug Discovery 2010; 9, 107-115

Lobesit comporta un aumentato rischio di insulino resistenza, diabete di tipo 2, disordini

cardiovascolari ed una aumentata incidenza di neoplasie maligne

Lobesit associata ad uno stato di infiammazione cronica di basso grado (metainfiammazione)

dovuto ad un aumento dello stress ossidativo (radicali liberi dellossigeno), ad unalterata

produzione e secrezione di citochine pro-infiammatorie (IL-6, IL-1 e TNF) e di molecole che

modulano la funzione del tessuto adiposo (MCP-1 e leptina)

Mohammed et al., Molecular Sciences 2016; 17,569Wellen KE et al. J Clin Invest 2003;112:1785-1788

INTRODUZIONE

Gallagher TK, et al. Obes Surg. 2007;17:1399-1407Mushref MA, Srinivasan S. Ann Transl Med. 2013;1:14

Le Pluart D. et al. Aliment Pharmacol Ther. 2015Ridha Z. et al. Pediatr Surg Int. 2015

Diversi studi hanno focalizzato la loro attenzione sulle regolazione centrale e ormonale del tratto digestivo in

presenza di obesit, tralasciando gli effetti diretti della HFD sul comparto neuromuscolare enterico

Sebbene non sia ancora stata chiarita definitivamente la presenza di unassociazione tra obesit e alterazioni

della motilit gastrointestinale, stato dimostrato sperimentalmente che una dieta ricca di grassi (HFD)

direttamente correlata con una condizione di dismotilit digestiva (alterato svuotamento gastrico e stipsi)

OBESITA E DISTURBI FUNZIONALI INTESTINALI Recenti dati epidemiologici hanno evidenziato unelevata prevalenza di disturbi funzionali digestivi nei

pazienti obesi

Symptoms Frequency

Functional esophageal disorders 31.3%

Functional gastroduodenal disorders 38.4%

Functional bowel disorders

Irritable bowel syndrome (17.9%)

Functional bloating (1%)

Functional constipation (28.6 %)

Functional diarrhea (18%)

Unspecified functional bowel disorder (35.7%)

83.9%

Functional anorectal disorders 40.2%

Fysekidis M et al., Obes Surg. 2012;22:403-10

120 patients with normal upper endoscopy (7.5% males, mean BMI 446 m/kg2)

OBESITA E INFIAMMAZIONE INTESTINALE

PloS One 2010;5(8):e12191

Bacteria and HFD interact to promote proinflammatory changes in the small intestine,which precede weight gain and obesity and show strong and significant associations withprogression of obesity and development of insulin resistance

Intestinal inflammation is an early consequence of HFD which may contribute to obesityand associated insulin resistance

Interventions which limit intestinal inflammation induced by HFD and bacteria mayprotect against obesity and insulin resistance

Current views suggest that obesity-associated systemic and adipose tissueinflammation promote insulin resistance, which underlies many obesity-linked healthrisks.

Diet-induced changes in gut microbiota also contribute to obesity. Recent findings support a concept that high fat diet and bacteria interact to promote

early inflammatory changes in the small intestine that contribute to development of orsusceptibility to obesity and insulin resistance.

Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2011;14(4):328-33

I flavonoidi (dal latino flavus, giallo) sono composti naturali

presenti ubiquitariamente nel regno vegetale

I flavonoidi abbondano nella frutta, nei vegetali, nei legumi e in

alcune bevande come t verde, caff e vino

I flavonoidi sono costituiti da due anelli fenolici legati ad un anello

piranosico. In questa classe confluiscono molte strutture che

differiscono tra loro per il numero e la posizione di gruppi ossidrili

(-OH) e metossi (-OCH3) sugli anelli aromatici

Havesten, Pharmacol. Ther 2002; 96,67-202Manach et al., Am J Clin Nutr 2004;79(5):727-47

I FLAVONOIDI

Lassunzione regolare di alcuni composti fenolici con la dieta ha effetti positivi nella prevenzione

e nel trattamento di diverse patologie in virt della loro azione antiossidante ed

antinfiammatoria

Mohammed et al., Molecular Sciences 2016; 17,569

I FLAVONOIDI NELLA DIETA

SCOPO DELLO STUDIO

1. La prima fase del progetto ha riguardato la valutazione degli effetti beneficidei flavonoidi (luteolina, apigenina e naringenina) sulle variazioni del pesocorporeo, del grasso epididimale e dei parametri metabolici (colesterolototale, trigliceridi e glucosio) in topi alimentati con dieta iperlipidica

2. Nella seconda fase stato valutato leffetto della supplementazione dieteticacon apigenina nel contrastare le alterazioni enteriche in topi sottoposti a dietaiperlipidica

MATERIALI E METODI

Animali: C57BL/6 topi maschi (et 4 settimane, peso corporeo di circa 20-22 g)

Induzione dellobesit: lobesit stata indotta mediante la somministrazione di una dieta ad altocontenuto di grassi (high fat diet HFD, TD.06414) con il 60% di calorie derivante da grassi per 8settimane. I topi usati come controllo sono stati alimentati con dieta standard (SD, TD.2018) con il18% di calorie derivante da grassi per 8 settimane

Supplementazione dietetica con flavonoidi: sottogruppi di topi SD o HFD sono stati trattati, permezzo di sonda intragastrica, con luteolina (10 mg/Kg/die), apigenina (10 mg/Kg/die) e naringenina(10 mg/Kg/die) per 8 settimane

standard diet

high fat diet SACRIFICIO

1 2 3 4 5 6 7

Settimane

8

Valutazione peso corporeo e grasso epididimale

Misurazione parametri metabolici

Valutazione danno intestinale (marker di danno ossidativo: MDA; markers infiammatori: IL-6 e IL-1)

Misurazione attivit contrattile intestinale di preparati di colon

Analisi immunoistochimica-tessuti colici (espressione Sostanza P)

LUTEOLINA

APIGENINA

NARINGENINA

0 2 4 6 8100

120

140

160

180

200HFD

HFD + luteolin

HFD + naringenin

HFD + apigenin

SD

Time (weeks)

Bo

dy

we

igh

t g

ain

(%

)RISULTATI

SD HFD HFD + luteolin HFD + apigenin HFD + naringenin

Total Cholesterol (mg/dL) 145 5.4 182 7.7a 146 7.5* 142 5.3* 152 3.2#

Triglycerides (mg/dL) 118 2.4 149.5 0.03a 143 8.5 122 6.8* 126 2.8*

Glucose (mg/dL) 114 7 166 4.8a 123 6* 128 7.3* 124.6 8.1$

Parametri metabolici

Peso grasso epididimalePeso corporeo

+ 31.5 %

+ 74.5 %

+ 46.0 %

+ 36.1 %+ 33.8 %

SD

HFD

HFD

+ lu

teol

in

HFD

+ a

pige

nin

HFD

+ n

arin

geni

n

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Ep

idid

imal

fat

weig

ht

(g)

cP < 0.001 vs SD*P < 0.05, $P < 0.01 vs HFD

c

*

$$

aP < 0.05 vs SD *P < 0.05, P $ < 0.01, #P < 0.001 vs HFD

aa

a

a

aa

a

*

**

*

*

**

** **

***

*

**

*

Parametri infiammatori-tessuti colici

RISULTATI

SD HFD

HFD

+ api

geni

n

0

20

40

60

80

100

MD

A (

nmol

/mg

tissu

e)

SD

HFD

HFD

+ ap

igen

in

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

IL-6

(pg/m

g t

issue)

SD HFD

HFD

+ api

geni

n

0

2

4

6

8

10

IL-1

(pg

/mg

tissu

e)

aP < 0.05; cP < 0.001 vs SD *P < 0.05; #P < 0.001 vs HFD

MDA tissue levels

IL-6 tissue levels IL-1 tissue levels

C

#

a

*

C

#

RISULTATI

aP < 0.05, bP < 0.01 vs SD *P

RISULTATI

Analisi immunoistochimica-tessuti colici

SD

HFD

HFD

+ a

pige

nin

0

5

10

15

20

25

SP

exp

ressio

n/

myen

teri

c g

an

gli

on

are

a a

*

aP < 0.05 vs SD *P < 0.05 vs HFD

SDH

FD

SP

HFD

+ a

pig

en

in

CONCLUSIONI

I topi alimentati con dieta ad elevato contenuto di grassi mostrano un marcatoaumento del peso corporeo e del grasso epididimale, seguito da una significativaalterazione di diversi indici metabolici come aumento dei livelli di glucosio, trigliceridi ecolesterolo rispetto al gruppo di topi controllo alimentato con dieta standard

Il tessuto colico di topi HFD caratterizzato da stress ossidativo (aumento dei livelli diMDA) e infiammazione (aumento dei livelli di IL-6 and IL-1)

I preparati di muscolatura liscia intestinale presentano un significativo aumento dellacomponente nitrergica e tachichininergica (tipicamente correlate con linfiammazione)

Luteolina, apigenina e naringenina contrastano laumento del peso corporeo elaumento del grasso epididimale nonch le variazioni dei livelli di glucosio, trigliceridi ecolesterolo dei topi sottoposti a dieta iperlipidica

La supplementazione dietetica con apigenina in grado di promuovere unadiminuzione dellinfiammazione intestinale con una concomitante normalizzazionedella dismotilit colica associata allobesit