13 C Lattosio breath test

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1 test per la determinazione di ipolactasia e intolleranza al lattosio L intolleranza al lattosio è una condizione patologica cronica caratterizzata da distensione e dolore addominale generalizzato, flatulenza e transito di feci acquose. Tale condizione è causata da una carenza geneticamente determinata nella produzione dell enzima lattasi. Tale deficienza è presente in circa il 15% della popolazione di origine nord-europea, fino all 80% nella popolazione africana o latina e fino al 100% nella popolazione asiatica (Swagerty, 2002). A causa della similarità dei sintomi, l intolleranza al lattosio viene con frequenza erroneamente diagnosticata come sindrome da intestino irritabile (IBS Irritable Bowel Sindrome), per la quale non esiste un marker fisiopatologico specifico. La relazione tra le due patologie resta ancora incerta, ma alcuni studi suggeriscono di testare tutti i pazienti di questo tipo per la determinazione di malassorbimento di carboidrati (van der Driesske, 2002). E stato riportato che più del 90% dei pazienti con malfunzionamento intestinale presentano malassorbimento di fruttosio, lattosio sorbitolo o saccarosio. La proporzione di diagnosi errate di questo tipo ha incidenza variabile e dipendente dalle metodologie diagnostiche. Solitamente la remissione dei sintomi in seguito a dieta priva di lattosio è una conferma di una corretta diagnosi di intolleranza al lattosio, mentre il malassorbimento è diagnosticabile mediante breath test all H o al 13C (Koetse, 1999; Vonk, 2000, Vonk 2003). METABOLISMO DEL LATTOSIO Il lattosio è digerito dall enzima lattasi, situato nella membrana dell orletto a spazzola nel piccolo intestino, che scompone tale zucchero nei due componenti più semplici glucosio e galattosio. I monosaccaridi vengono trasportati al fegato dove il galattosio è convertito con elevata clearance a glucosio. Il glucosio subisce infine ossidazione a CO 2 che viene eliminata per via polmonare. In carenza o assenza di lattasi, il lattosio resta nell intestino, determinando distensione, disturbi e diarrea per ritenzione di acqua. Durante transito intestinale il lattosio non digerito è convertito dai batteri a H 2, CO 2 e acidi grassi a catena corta. I gas prodotti determinano ulteriore distensione, crampi, flatulenza e dolore associato a diarrea. Pag. 1/5 PRODOTTO PER RICERCA

2 Test diagnostici per la determinazione del malassorbimento di lattosio Test istologico Mediante tecniche endoscopiche si può ottenere un campione di tessuto intestinale, che viene posto in vitro in contatto con lattosio. Dopo un periodo di incubazione, viene determinata la presenza di glucosio e galattosio. Questo test ha uno scarso grado di affidabilità, con gli svantaggi dell invasività. Test su sangue (LTT Lactose Tolerance Test) Il test richiede la somministrazione di 50 g di lattosio e il prelievo seriale di campioni di sangue ad intervalli di 30 min, per la durata di 2 ore. La digestione del lattosio determina aumento della glicemia: l assenza di tale aumento indica mancato assorbimento di lattosio. Tale test, data l elevata dose di lattosio somministrata, provoca severi disturbi al paziente intollerante, è un test invasivo e ha una sensibilità bassa in confronto ai breath test. Breath test I breath test per la valutazione della digestione dei carboidrati nel piccolo intestino sono metodi non invasivi che hanno avuto una rapida diffusione nella diagnostica clinica, in quanto caratterizzati da un elevato grado di sicurezza e utilizzabili anche in pazienti in età pediatrica e in donne stato di gravidanza (Hirshmann, 2001; Amarri S, 1999; Swart GR, 1998, Casellas F, 1998). Si possono utilizzare due tipi di breath test: il breath test all idrogeno, basato sulla misurazione del lattosio non assorbito nell intestino, e il 13 CO 2 breath test, basato sulla misurazione del lattosio digerito. H 2 Breath test H 2 e CH 4 vengono prodotti nel sistema digestivo principalmente dalla fermentazione batterica dei carboidrati. La presenza di tali gas nell aria espirata, indica che i carboidrati o frammenti di essi sono stati sottoposti ai batteri e degradati. L H 2 e CH 4 prodotti vengono riassorbiti, trasportati dal flusso sanguigno ed eliminati per via polmonare. Tale test può fornire risultati falsi-negativi in caso di presenza di flora batterica non- H 2 produttrice, in casi di abbassamento del ph, in casi di iperventilazione ed infine se il paziente utilizza antibiotici o altri farmaci (ad es. salicilati). 13 CO 2 Breath test Tale test è basato sulla misurazione del 13 CO 2 prodotto dopo somministrazione orale di lattosio marcato con l isotopo stabile (non radioattivo) 13 C. Sebbene la combinazione di entrambi i test dell H 2 e 13 CO 2 permette di ottenere una migliore sensibilità e specificità, la scelta del test dipende dal tipo di informazione diagnostica che si desidera ottenere. Entrambi i test sono normalmente utilizzati, anche se negli ultimi tempi si tende a preferire il 13 CO 2 breath test. Pag. 2/5

3 13C lattosio breath test Test basato sulla somministrazione orale di lattosio marcato con l isotopo stabile non radioattivo 13 C. Il test ha un basso grado di invasività e un elevato grado di sicurezza: è utilizzabile anche in pazienti in età pediatrica (Amarri, 1999; Casellas, 1999) e in donne stato di gravidanza. Il 13 C lattosio breath test è un metodo più diretto rispetto al test all idrogeno, in quanto dà una misura della quantità di glucosio e galattosio assorbiti. 13C lattosio: caratteristiche caratteri chimico/fisici polvere cristallina quasi bianca, molto solubile (anche se lentamente) in acqua, insolubile in alcool. peso molecolare 342 arricchimento isotopico: atomi% marcati 13 C. origine: da latte vaccino* *il 13 C lattosio viene preparato secondo un procedimento naturale che prevede l alimentazione delle mucche con mais, separazione del lattosio dal latte e liofilizzazione. Il mais, a differenza di altre piante, ha un ciclo metabolico di fotosintesi di tipo C4, che determina l utilizzo preferenziale di molecole marcate 13 C rispetto alle 12 C, con conseguente arricchimento. Analisi di controllo qualità sul prodotto La polvere di lattosio viene sottoposta ad analisi per la determinazione della percentuale di lattosio, residui di metalli pesanti, proteine, umidità, presenza di microrganismi. Per verificare la % di atomi 13 C (riportata in etichetta), la polvere viene sottoposta ad analisi elementare accoppiata ad IRMS METODOLOGIA DI ESECUZIONE DEL TEST Indicazioni per il paziente: Il paziente dovrebbe essere a digiuno da almeno 10 ore prima del test. Può bere solo acqua (non gassata). Il paziente non dovrebbe fumare, dormire o eseguire esercizi fisici impegnativi da almeno mezz ora prima e per tutta la durata del test. Indicazioni per l operatore: Annotare le informazioni sull anamnesi recente e sulle terapie a cui sia stato sottoposto il paziente. Riportare i dati del paziente sull etichetta della provetta o del sacchetto di prelievo. Dose di somministrazione del 13C lattosio Il 13 C lattosio breath test può essere utilizzato per la determinazione di intolleranza primaria al lattosio e di intolleranza secondaria a causa di atrofia villea dell intestino tenue Test per intolleranza primaria al lattosio: Viene somministrata una dose fisiologica di lattosio di 25 g / persona, solubilizzato in circa 200 ml di acqua. Test per intolleranza secondaria al lattosio: Se l ipolactasia è usata come indicatore di danno alla membrana dell orletto a spazzola, si utilizza una dose di lattosio elevata (2 g / Kg peso corporeo oppure 50 g / persona), per esaltare gli effetti. Solubilizzare la polvere di lattosio in circa ml di acqua subito prima della somministrazione al paziente. Pag. 3/5

4 RACCOLTA DEI CAMPIONI di espirato L analisi standard prevede la raccolta di campioni di espirato subito prima della somministrazione del substrato (tempo 0) e per le successive tre ore, durante le quali si esegue un prelievo ogni 15 minuti nelle prime due ore, dopo 20 minuti nell ora successiva. Lo schema di campionamento prevede la raccolta di 12 campioni di espirato: 0 min, 15 min, 30 min, 45 min, 60 min, 75 min, 90 min, 105 min, 120 min, 140 min, 160 min, 180 min. Se viene assunto cibo, la durata del test dovrebbe essere prolungata fino a 6 ore. Si raccomanda di eseguire ogni campionamento in doppio. Valutazione dei risultati Tab. 1 Tab. 2 Esempio di test a 12 punti su volontario sano. Dati di spettrometria infrarosso con analizzatore IRIS (Wagner Analysen Technik Bremen) Tab.1: velocità di metabolizzazione del substrato 13 C, espresso in dose/h(%) Tab.2: capacità di metabolizzazione del substrato 13 C, espresso in dose cumulativa. Analisi dei campioni di espirato L analisi per la determinazione del rapporto 13 CO 2 / 12 CO 2 può essere eseguita mediante spettrometria di massa (IRMS) o spettrometria all infrarosso (IR). Pag. 4/5

5 BIBLIOGRAFIA* Amarri S., Bergamini E., Franchini f. et al Usefulness of Breath Testing in Childhood. Gastroenterology Int. (1999) 12; Casellas F, Malagelada JR. R Applicability of short hydrogen breath test for screening of lactose malabsorption. Dig Dis Sci. (2003) 48(7); Di Stefano M, Veneto G, Malservisi S, Strocchi A, Corazza GR. Lactose malabsorption and intolerance in the elderly. Scand J Gastroenterol. (2001) Dec;36(12): Hirschman JD and Kresge JA. Synthesis of a Symposium: Innovative Non- or Minimally-Invasive Technologies for Monitoring Health and Nutritional Status in Mothers and Young Children J. Nutr : 1643S-1645S. Koetse HA, Stellaard F, Bijleveld CM, Elzinga H, Boverhof R, van der Meer R, Vonk RJ, Sauer PJ. Non-invasive detection of low-intestinal lactase activity in children by use of a combined 13CO2/H2 breath test. Scand J Gastroenterol Jan;34(1): Romagnuolo J, Schiller D, Bailey RJ. Using breath tests wisely in a gastroenterology practice: an evidence-based review of indications and pitfalls in interpretation. Am J Gastroenterol. (2002) 97(5); Swagerty DL, Walling AD, Klein RM Lactose intolerance Am Fam Physician (2002) 65(9): Swart GR, van den Berg JWO. 13C Breath test in gastroenterological practice Scand J Gastroenterol (1998) 33 suppl 225; Vonk RJ, Lin Y, Koetse HA, Huang C, Zeng G, Elzinga H, Antoine J, Stellaard F. Lactose (mal) digestion evaluated by the 13C-lactose digestion test. Eur. J Clin Investigation (2000) 30; Van Den Driessche M, et al Is lactose intolerance implicated in the development of post-infectious irritable bowel syndrome or functional diarrhoea in previously asymptomatic people? Eur J Gastroenterol Hepatol. (2002) 14(11): Vonk RJ, Lin Y, Koetse HA, Huang C, Zeng G, Elzinga H, Antoine J, Stellaard F. Lactose (mal)digestion evaluated by the 13C-lactose digestion test. Eur. J Clin Investigation (2000) 30; Vonk RJ, Priebe MG, Koetse HA, Stellaard F, Lenoir- Wijnkoop I, Antoine JM, Zhong Y, Huang CY. Lactose intolerance: analysis of underlying factors. Eur J Clin Invest. (2003) 33(1): Saltzman J.R. Lactose J Pediatr Gastroenterol Nutr (2000) 31; Shaw AD, Davies GJ. Lactose intolerance. Problems in diagnosis and treatment. J Clin Gastroenterol (1999) 28: Pag. 5/5