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1 ESTRATTO numerotre DUEMILADOdici Resveratrolo, Lattoferrina, Zinco, Vitamine liposolubili ed Asma: nuove opzioni di trattamento M. Capasso 1, D. Del Gaizo 2, A. Varricchio 3 1 U.O. Pediatria Ospedale Ave gratia plena Piedimonte Matese (CE) 2 Pediatra di Libera Scelta ASL NA3 Sud 3 UOSD di Videoendoscopia delle VAS. - P.O. S.Gennaro - ASL Napoli1 Asma bronchiale: introduzione L asma è un problema di salute a livello mondiale, con una stima di 300 milioni di individui colpiti. È la più frequente malattia cronica dell infanzia nella maggior parte dei paesi industrializzati, con una prevalenza a livello mondiale che varia tra l 1%-18%; in Italia si attesta tra 10-20% 1. Negli ultimi anni, la prevalenza dell asma (specie nei bambini) sembra in ulteriore crescita, sia nei paesi industrializzati che in quelli in via di sviluppo, per motivi differenti. L asma bronchiale è una malattia infiammatoria cronica delle vie aeree caratterizzata da ostruzione bronchiale più o meno accessionale solitamente reversibile spontaneamente o in seguito alla terapia, da iperreattività bronchiale e da un accelerato declino della funzionalità respiratoria che può evolvere in alcuni casi in un ostruzione irreversibile delle vie aeree 2. È una malattia con significativi determinanti genetici ed ambientali il cui meccanismo patogenetico non è ancora del tutto chiarito, per cui gran parte della sua definizione è solamente di tipo descrittivo ed è basata sulle conseguenze funzionali dell infiammazione delle vie aeree. Clinicamente, si manifesta con dispnea, respiro sibilante, tosse, senso di costrizione toracica, la cui intensità varia in rapporto all entità dell ostruzione bronchiale ed al grado della sua percezione da parte del paziente 2. Lo spettro clinico dell asma è estremamente variabile, i sintomi insorgono più comunemente nel contesto di un infiammazione cronica e spesso sistemica, probabilmente presente anche in assenza di evidenti sintomi clinici. È importante precisare che allo stato attuale dell arte non esiste una chiara definizione del fenotipo asmatico. Sono stati identificati alcuni fattori di rischio che possono influenzare lo sviluppo di asma bronchiale. Questi possono essere classificati in fattori legati all ospite (soprattutto genetici) 3 e in fattori ambientali (infezioni virali, allergeni esterni e di ambienti chiusi, esercizio fisico, fumo di sigaretta e scarsa qualità dell aria) 2. La caratteristica fisiopatologica principale dell asma è l episodica ostruzione bronchiale, caratterizzata dalla limitazione espiratoria del flusso aereo. L aspetto anatomopatologico predominante è sempre l infiammazione delle vie aeree, a volte associata a mutamenti strutturali delle vie aeree. L asma nei bambini è particolarmente complessa perché numerosi elementi del sistema immunitario, tra cui la presentazione dell antigene, la funzione dei linfociti T numerotreduemiladodici 1

2 e la produzione di anticorpi, sono immaturi, facilitando, quindi, risposte atopiche 4. Le interazioni tra tasso di maturazione del sistema immunitario e crescita e sviluppo dei polmoni nei primi anni di vita sembrano essere determinanti nello sviluppo dell asma 5. Inoltre, le vie aeree di neonati e bambini sono più predisposte all ostruzione a causa delle loro ridotte dimensioni e la gabbia toracica molle offre poco supporto al polmone sottostante, che si ritira a volumi tali da causare con più probabilità la chiusura delle vie aeree 6. Tutti questi fenomeni sono influenzati dai geni del bambino 7 e dall interazione di fattori genetici, evolutivi ed ambientali 8. Asma bronchiale: infezioni Le infezioni da virus respiratori sono il fattore scatenante singolo più frequente nell asma infantile 9,10. In molti bambini rappresentano l unico fattore scatenante di respiro sibilante e tosse e possono esacerbare l asma atopico 11. I rinovirus umani (HRV) sono responsabili della maggior parte delle esacerbazioni di asma 12 e il virus respiratorio sinciziale (VRS) è una causa comune di sintomi respiratori gravi nella prima infanzia 13. Il considerare o meno l infezione virale sintomatica a carico delle basse vie aeree, durante la prima infanzia, come un fattore contributivo allo sviluppo di asma piuttosto che un fattore identificativo di predisposizione, rimane un punto molto controverso. Storicamente l infezione da VRS con wheezing è stata associata ad un maggior rischio per sviluppo di asma bronchiale in età scolare 14,15 ; tuttavia con lo sviluppo della diagnostica molecolare, l infezione da HRV con wheezing oggi viene identificata come fattore prognostico più sensibile e specifico rispetto a VRS 16,17. Nella seconda infanzia le Fig. 1. Meccanismo dell infiammazione delle vie aeree indotta da rinovirus. Il rinovirus umano si lega a ICAM-1 e ad altri recettori per iniziare il ciclo di replicazione. Le infezioni virali inducono una varietà di mediatori (citochine, chemochine dalle cellule epiteliali e leucociti nelle vie aeree), che iniziano una risposta infiammatoria, inclusa la chemiotassi dei neutrofili e degli eosinofili. Gli eosinofili delle vie aeree e la sensibilizzazione allergica sono fattori di rischio per le gravi malattie da rinovirus, anche a causa della soppressione delle risposte antivirali, che possono essere carenti nell asma. ICAM: molecole di adesione intercellulare; IL: interleuchine; LTC4: leucotriene C4; PG: prostaglandine; NO: ossido nitrico numerotreduemiladodici

3 Fig. 2. Effetti funzionali dello Zn nell epitelio delle vie aeree e nell interazione cellulare. Questo diagramma elenca alcune delle funzioni che possono essere influenzate dallo Zn nelle vie aeree in vari tipi di cellule (fibroplasti, linfociti T) e nelle cellule infiammatorie (eosinofili, mastociti) che influenzano o interagiscono con le vie aeree. Molti dei ruoli dello Zn coinvolgono citoprotezione o secrezione 34. infezioni respiratorie gravi sono associate a persistenza di asma, mentre quelle ricorrenti possono peggiorare ulteriormente i sintomi asmatici. L infezione respiratoria può danneggiare l epitelio delle vie aeree, provocare infiammazione e stimolare sia una risposta immune che iperreattività delle vie aeree 18,19. Una volta risolta l infezione, l iperreattività rimane per un periodo di tempo considerevole 20. Le infezioni rimangono un fattore scatenante importante per tutta l infanzia fino all età adulta. I bambini allergici, rispetto ai non allergici, presentano un maggior numero ed una maggiore gravità di infezioni respiratorie, ma anche una maggiore durata delle stesse; l infiammazione della mucosa predispone all infezione La flogosi allergica persistente è sostenuta da citochine proinfiammatorie che inducono nell endotelio l espressione di molecole di adesione (ICAM-1) le quali sono il principale recettore dei rhinovirus ed inoltre favoriscono una stretta adesione intercellulare e l espressione di varie attività pro-infiammatorie 25 (Fig. 1). Il ristagno di muco è un altro fattore favorente la proliferazione di patogeni delle vie aeree i quali, a loro volta, rilasciano sostanze in grado di mantenere ed alimentare tale circolo. D altro canto trattamenti anti-allergici mediamente riducono il numero e la severità delle infezioni respiratorie 22. Alcuni studi hanno analizzato la possibile diversità di risposta alle infezioni del tratto respiratorio fra soggetti asmatici e non asmatici; individuando la ridotta produzione di inteferone (IFN-β, IFN-λ, IFN-α), la maggior produzione di TGF- β, che favorisce la replicazione virale, e il polimorfismo dei Toll-like receptors come quelle maggiormente determinanti 23,24. Asma bronchiale: vitamina E Sulla base di dati oggettivi alcuni autori hanno dimostrato che i cambiamenti nelle abitudini alimentari del mondo occidentale, estrinsecatosi prevalentemente nella riduzione del consumo di frutta e verdura e quindi, a seguire, in un ridotto introito alimentare di antiossidanti, hanno preceduto l incremento dell incidenza dell asma e delle allergie in genere 26. Studi sottolineano come l assunzione crescente di frutta e verdura sia associata a valori maggiori di FEV1 (Volume Espiratorio Forzato nel 1 secondo) 27,28, sia inversamente associata a sibili 29 e ad asma 30. È dimostrato che l assunzione di antiossidanti è inversamente associata con l allergia. Uno studio condotto da un gruppo di ricercatori nel Regno Unito ha mostrato che, a fronte di una maggiore assunzione di vitamina E, vengono riscontrate una minore concentrazione nel siero di IgE ed una frequenza inferiore di sensibilizzazione allergenica 31,32. Un altro lavoro, ancora, mette in luce un associazione inversa tra i livelli sierici di vitamina E, β criptoxantina e α-carotene e sensibilizzazione allergica 33. numerotreduemiladodici 3

4 Fig. 3 La lattoferrina (LTF) inibisce la chemiotassi degli eosinofili. Test della chemiotassi per determinare a) migrazione degli eosinofili verso eotassina (100 nm) in presenza di LTF latte derivata o neutrofila-derivata (μm); *P<0,05 versus eotassina, b) chemiotassi degli eosinofili verso eotassina (100nM) in presenza di diverse concentrazioni di LTF umana purificata; *P<0,005 ersus eotassina. Asma bronchiale: zinco Lo zinco, minerale essenziale presente in tutti gli organi e tessuti umani, media una grande varietà di processi fisiologici particolarmente importanti nel mantenere l omeostasi del tessuto epiteliale. È un importante agente immunoregolatore, cofattore di crescita, citoprotettore, grazie alle proprietà antiossidanti ed antinfiammatorie 34. L epitelio respiratorio è vulnerabile ad un ampia gamma di agenti ossidanti, sia interni che esterni (Fig. 2). È stato dimostrato in vivo, che il deficit di zinco aumenta lo stress ossidativo del polmone e il rimpiazzo di tale deficit, invece, previene il danno da esposizione ad iperossia 35 ; questo effetto antiossidante viene spiegato attraverso la capacità di stabilizzare i lipidi a livello di membrana 36. Sempre in ambito polmonare lo zinco mostra effetti antinfiammatori, riducendo l infiltrazione neutrofila, bloccando a livello di trascrizione genomica la produzione di numerose citochine pro-infiammatorie, e l interazione tra leucociti o neutrofili e la molecola-1 di adesione intercellulare (ICAM-1) presente sulle cellule endoteliali dei capillari 37,38. Altri studi evidenziano come una dieta povera di zinco aumenti il rischio di iperreattività bronchiale e sintomi allergici; quindi alcuni autori hanno evidenziato, in un modello animale, dopo supplementazione di zinco, una diminuzione dell eosinofilia nel liquido di lavaggio broncoalveolare 39,40, e attraverso una riduzione dell attività del NF-KB (ubiquitario fattore di trascrizione di molti geni coinvolti nelle risposte immuni) una riduzione della reattività delle vie aeree associata a diminuzione della concentrazione delle IgE sieriche 41. Asma bronchiale: lattoferritina La lattoferrina è una proteina globulare appartenente alla famiglia delle transferrine, possiede una massa molecolare di 80 KDa, con due siti di legame per lo ione ferrico (Fe3+), similmente alla stessa transferrina. La lattoferrina non è mai satura di ferro e il suo contenuto ferrico varia. Si trova soprattutto nel latte, ma è presente in molte secrezioni mucose come le lacrime e la saliva, protegge inoltre i neonati da infezioni all apparato gastrointestinale. Oltre all attività antimicrobica, nota da tempo, recentemente è stato evidenziato come la lattoferritina agisca come un potente inibitore della migrazione degli eosinofili numerotreduemiladodici

5 Fig. 4. Effetti del Rasveratrolo sul reclutamento di leucociti nel tessuto polmonare. (A) L esame istologico del tessuto polmonare è stato eseguito 48 h dopo il trattamento del topo con Ovalbumina (OVA) per indurre l asma. IL tessuto polmonare è stato sezionato a 4 μm di spessore e colorato con una speciale soluzione (ingrandimento x 200). (B) Punteggio dell estensione dell infiammazione attraverso analisi quantitativa dell infiltrazione delle cellule infiammatorie nella sezione polmonare basata sul metodo di Myou et al. (A)l e (B)NC, topo normale di controllo (solo PBS - tampone fosfato salino); (A)II e (B)OVA; (A)III e (B) RES, rasveratrolo (30 mg/kg) + OVA; (A)IV e (B)DEX, desametasone (3 mg/kg) +. * differenza significativa da OVA, P<0, numerotreduemiladodici 5

6 Il reclutamento degli eosinofili verso i siti infiammatori avviene in risposta a segnali chemiotattici e di attivazione, mediati principalmente dall eotassina e dall interleuchina-5, attraverso un processo strettamente bilanciato 43,44. Una volta reclutati in un sito infiammatorio, gli eosinofili si comportano come cellule effettrici, rilasciando granuli contenenti proteine tossiche in grado di causare danno tissutale nelle reazioni allergiche. Tuttavia, i meccanismi che controbilanciano la chemiotassi positiva, impedendo l eccessiva infiltrazione di eosinofili, storicamente hanno ricevuto poca attenzione. Indipendentemente dalla sua origine (latte o derivati dei neutrofili), la lattoferritina inibisce lo stimolo dell eotassina e quindi la migrazione degli eosinofili, senza effetti sulla vitalità degli stessi (Fig. 3). La Transferrina invece non riesce a produrre un effetto analogo. Inoltre l effetto chemiottatico negativo nel reclutamento degli eosinofili sembra essere indipendente dallo stato di saturazione del ferro della proteina, dimostrando che la lattoferritina esercita il suo effetto indipendente dalla sua attività ferro-chelante. Questi risultati individuano nella lattoferritina una delle poche molecole in grado di regolare negativamente la migrazione degli eosinofili 36. In un altro studio inoltre, alcuni autori hanno evidenziato come la lattoferritina, grazie alla sua proprietà ferro-chelante, sia capace di ridurre l ossidazione della nicotinammide adenina dinucleotide fosfato (NADP (H)) che risulta aumentata nell infiammazione bronchiale polline indotta 45 ; pertanto, la lattoferritina ha un potenziale effetto terapeutico nel controllo dell infiammazione allergica, oltre che alle note proprietà di attività antimicrobica. Asma bronchiale: resveratrolo Il resveratrolo (3,5,4 -triidrossi-trans-stilbene) è uno stilbene polifenolico. Numerosi studi in vitro hanno descritto diversi effetti biologici del resveratrolo. Caratteristiche principali di interesse sono la capacità antiossidante, antinfiammatoria, gli effetti estrogenici, nonché antitumorali 46,47. Studi recenti hanno conferito al resveratrolo proprietà che potrebbero essere di beneficio nel trattamento di diverse malattie infiammatorie croniche come la malattia polmonare ostruttiva cronica, asma bronchiale e allergopatie varie 48,49. In modelli animali il resveratrolo ha mostrato di inibire, con risultati simili al desametasone e in maniera significativa, gli aumenti a livello sia sierico che nel liquido di lavaggio bronco- alveolare di linfociti TH2, di citochine come IL-4 e IL-5 50,51 (Fig. 4). A livello bronchiale è stato riscontrato una soppressione dell iperreattività delle vie aeree, riduzione dell eosinofilia e dell ipersecrezione di muco. Una parte di tali effetti anti-infiammatori è stata associata con l inibizione del fattore di trascrizione NF-kB 52, probabilmente mediando l inibizione della chinasi I-B. L attivazione del NF-kB è necessaria per l espressione di molte proteine proinfiammatorie, come granulociti-macrofagi, il fattore di stimolazione, l interleuchina-8, la COX-2, e l enzima inducibile dell ossido nitrico (inos) 53. Negli ultimi anni, altri studi hanno inoltre dimostrato che il resveratrolo inibisce la replicazione virale, ad esempio, influenza A virus, citomegalovirus umano, herpes simplex virus, e varicella- zoster virus, sia in vitro e in vivo 54. Conclusioni Alla luce di quanto sin qui espresso, il nutraceutico FLUoff ha già dimostrato, negli studi clinici condotti, di poter essere considerato come trattamento utile preventivo delle infezioni respiratorie ricorrenti (IRR) grazie alle proprietà, nel loro insieme, antiossidanti, immunoregolatorieimmunostimolanti, antimicrobiche ed antinfiammatorie dei suoi costituenti (Resveratrolo, Lattoferrina, Zinco, Vitamine A,C ed E). Altra possibile indicazione è l uso coadiuvante nella terapia di fondo dell asma bronchiale cronica allergica e non allergica sia per l effetto protettivo indiretto determinato dalla riduzione del numero d infezioni respiratorie sia per effetto protettivo diretto dell azione antinfiammatoria a livello bronchiale. 6 numerotreduemiladodici

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