FC Strumenti ed Evidenze - n°1 Marzo 2008 by Sinergie Edizioni Scientifiche

TRIMESTRALE SCIENTIFICO

Anno II - n. 1, Marzo 2008

Alterazioni metaboliche degli acidi grassi nella fibrosi cistica Guest Editor Valeria Raia Dipartimento di Pediatria Università Federico II Napoli IL PROBLEMA La scoperta del gene che codifica per la CFTR ha avuto un forte impatto sulla ricerca nel campo della fibrosi cistica, fino a condizionare l’abbandono di alcuni filoni a vantaggio della comprensione dei meccanismi genetici che condizionano la patogenesi del danno a livello di vari organi. Uno dei filoni che hanno perdurato negli anni, con interessi altalenanti, ma che oggi trova rinnovato vigore è quello del metabolismo degli acidi grassi. Da oltre 40 anni si sa che i pazienti presentano anomalie nel metabolismo di queste sostanze. Inizialmente, si pensava di spiegare il tutto con il danno pancreatico che colpisce oltre l’80% dei malati e che determina un malassorbimento dei grassi. Nessuno pensava di collegare l’alterazione metabolica al danno genetico stesso a livello del gene CFTR. Negli anni successivi, invece, ha preso consistenza l’ipotesi che le anomalie nel metabolismo degli acidi grassi essenziali osservate nei pazienti potessero avere una causa direttamente legata al difetto genetico di base ed avere inoltre un ruolo importante nella progressione della malattia. Per esempio, bassi livelli di acido linoleico sono presenti fin dalla nascita e i livelli sono inferiori nei pazienti con ileo da meconio. Vari gruppi di ricercatori hanno evidenziato un turnover alterato a livello degli acidi grassi essenziali con un aumentato rilascio di acido arachidonico, principale metabolita dell’acido linoleico. Questo difetto è stato descritto in vitro in linee cellulari, quindi non può essere legato a problemi alimentari. Infine, più di recente, sono comparsi studi condotti su animali da esperimento con delezioni nel gene CFTR in cui è stato dimostrato un deficit di acido docosaesanoico (DHA) a cui la somministrazione esogena di questo metabolita ha migliorato il quadro patologico. Il deficit di DHA è stato dimostrato anche in studi umani. Si è giunti a pensare che l’alterazione metabolica che porta al deficit di DHA sia primaria e direttamente legata al danno genetico nel gene CFTR e che sia anche strettamente legata alla reazione infiammatoria aumentata dimostrata nella fibrosi cistica e che ha un ruolo rilevante nella progressione del danno respiratorio. I prossimi anni vedranno concludersi una serie di studi miranti a stabilire il nesso fra CFTR e alterazione del metabolismo degli acidi grassi essenziali e a determinare il ruolo terapeutico che alcune sostanze (omega-3, DHA) possono avere a livello clinico.

Anno II, N. 1 - Marzo 2008 Periodico trimestrale a carattere scientifico Registrazione Tribunale di Milano n. 341 del 28/05/2007

Guest Editor Valeria Raia Dipartimento di Pediatria Università Federico II Napoli Impaginazione Sinergie S.r.l.

Editore SINERGIE S.r.l. Sede legale: Corso Italia, 1 - 20122 Milano Sede operativa: Via la Spezia, 1 - 20143 Milano Tel./Fax 02 58118054 E-mail: sinergie.milano@virgilio.it

Stampa Galli Thierry Stampa S.r.l. Via Caviglia, 3 - 20139 Milano Tiratura 1.000 copie

Direttore responsabile Mauro Rissa

Redazione Sinergie S.r.l.

3 Alterazioni metaboliche degli acidi grassi nella fibrosi cistica 4 Metabolismo degli acidi grassi 5 Metabolismo degli acidi grassi nella fibrosi cistica 6 Alla ricerca di un’ipotesi 9 Analisi della letteratura 11 Strategie di intervento sul paziente 12 Prospettive di ricerca

FC Strumenti ed evidenze è una rivista monografica, trimestrale, dedicata al mondo della fibrosi cistica. Essa si prefigge di trattare argomenti solitamente “meno battuti” dal mondo medico e di offrire, quindi, un contributo originale a chi si occupa della cura dei pazienti o dell’organizzazione dell’assistenza. FC Strumenti ed evidenze si propone quindi come strumento per la ricerca clinica e per la valutazione dei sistemi assistenziali della fibrosi cistica. La rivista contiene articoli elaborati internamente dalla redazione con il contributo di esperti del settore, a livello nazionale ed internazionale. Ogni numero viene curato da un Guest editor che ne garantisce la validità scientifica e la completezza. L’editore sarà lieto di accogliere proposte ed eventuali contributi per la redazione di numeri monografici che verranno valutati dalla redazione. Sono anche accettati contributi di esperti che vogliano proporsi come Guest editor di una monografia. Le proposte possono essere inviate a sinergie.milano@virgilio.it Finito di stampare nel mese di Febbraio 2008

Anno II - n. 1, 2008

Alterazioni metaboliche degli acidi grassi nella fibrosi cistica Tabella 1. Visione d’insieme degli acidi grassi della serie omega 3-6 e 9.

Enzima

n-3

n-6

n-9

Acido α-linoleico (18:3)

Acido linoleico (18:2)

Acido oleico (18:1)

Acido octadecatetraenoico (18:4)

γ-Linoleic acid (18:3)

Acido octadecadienoico (18:2)

Acido eicosatetraenoico (20:4)

Acido diomo-γ-linoleico (20:3)

Acido eicosadienoico (20:2)

Acido eicosapentaenoico (20:5)

Acido arachidonico (20:4)

Acido eicosatrienoico (20:3)

∆-6-desaturasi

Elongasi

∆-5-desaturasi

Elongasi

Acido decosapentaenoico (22:5)

∆-6-desaturasi Retroconvertasi Acido docosaesaenoico (22:6)

Nella serie n-3 l’acido grasso essenziale alfa-linoleico viene trasformato in eicosapentaenoico e docosaesaenoico. Nella serie n-6, l’acido grasso essenziale linoleico viene trasformato in acido arachidonico. L’acido eicosatrienoico viene prodotto nella serie n-9 a partire dall’acido oleico. I livelli di alcuni acidi grassi, come quelli dell’eicosapentaenoico e del docosaesaenoico, possono essere modificati con l’apporto alimentare.

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Metabolismo degli acidi grassi Da tempo è sperimentalmente noto che alcuni acidi grassi sono essenziali, cioè dipendenti dall’apporto alimentare e non prodotti dall’organismo umano: sono gli acidi grassi insaturi della serie omega-6 e omega-3, l’acido linoleico (LA, C18:2 omega-6) e acido alfa-linolenico (ALA, C18:3, omega-3), con due e tre doppi legami, rispettivamente. Essi sono due precursori necessari per la sintesi di una serie di altri acidi grassi e vengono trasformati, attraverso una catena enzimatica che ne provoca l’allungamento o la desaturazione (aumento di doppi legami). La sequenza degli enzimi è, dunque, rappresentata da specifiche desaturasi ed elongasi che portano alla formazione degli acidi grassi polinsaturi a 10 e 22 atomi di carbonio. L’allungamento avviene per aggiunta di due atomi di carbonio per volta, sicché gli acidi grassi mantengono sempre un numero pari di questi atomi (lo schema metabolico degli acidi grassi è schematicamente rappresentato nella Tabella 1). L’importanza di questi acidi grassi nell’alimentazione umana è stata riconosciuta negli anni settanta quando ci si accorse che i lattanti alimentati con latti poveri di LA e adulti in terapia con soluzioni parenterali prive di lipidi sviluppavano dermatiti. I dati successivamente raccolti hanno portato ad attribuire agli acidi grassi della serie omega-3 ed omega-6 un ruolo notevole, sia nella fisiologia che nella patologia, chiarendo il loro fondamentale ruolo come costituenti dei fosfolipidi di membrana e le modalità attraverso cui essi possono determinare importanti proprietà delle membrane cellulari come la fluidità e la plasticità. La composizione fosfolipidica della membrana può influenzare la conformazione, la mobilità e la funzionalità di molte molecole ad essa legate, che hanno funzione di trasporto, di recettore, di canale o che svolgono attività enzimatiche. Alcuni acidi grassi a

lunga catena, per esempio, l’acido di-omo gamma linolenico (DGLA, C20:3 ω6), l’acido arachidonico (AA, C20:4 ω6) e l’acido eicosapentaenoico (EPA, C20:5 ω3) sono precursori di un gran numero di molecole come le prostaglandine, le prostacicline, i trombossani e i leucotrieni, insieme detti eicosanoidi. Gli eicosanoidi sono potenti messaggeri, implicati in variegati processi fisiologici come il controllo dell’integrità endoteliale, il controllo della pressione, la funzione riproduttiva, la contrazione uterina, la secrezione gastrica di acidi e l’infiammazione. Gli acidi grassi a lunga catena possono anche essere convertiti ad altre sostanze con importanti funzioni fisiologiche come le lipossine, le resolvine, i docosatrieni e le neuropectine. Un acido grasso a lunga catena, il DHA (22:6, omega 3) ha un ruolo fondamentale nello sviluppo del sistema nervoso centrale e della retina. Infine, di recente, i PUFA (acidi grassi polinsaturi) sono stati presi in considerazione come possibili modulatori dell’espressione genica per la loro capacità di interagire con particolari recettori (PPAR=peroxisome proliferator-activated receptors) o di esserne ligandi naturali, e di sopprimere l’espressione di elementi che regolano l’espressione degli steroli. Questi recettori attivati da lipidi hanno una funzione vieppiù riconosciuta nell’attivazione di una notevole serie di reazioni fisiologiche che vanno dalla lipogenesi, alla sensibilità all’insulina, al trasporto del colesterolo, alla crescita e alla differenziazione cellulare. La presenza di PUFA nell’organismo dipende dall’apporto alimentare, ma bisogna tener presente che i composti della serie omega-3 ed omega-6 devono essere bilanciati, dato che competono per enzimi comuni e hanno ruoli biologici diversi. Alcune condizioni patologiche, come per esempio il diabete, comportano, poi, una diminuita attività desaturasica che può sbilanciare il rapporto fra diversi eicosanoidi.

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Metabolismo degli acidi grassi nella fibrosi cistica Diminuiti livelli di acido linoleico nella fibrosi cistica sono stati descritti oltre 40 anni fa. Da allora, questo dato è stato varie volte confermato e sono disponibili numerose descrizioni dello stato degli acidi grassi circolanti o presenti nei fosfolipidi delle membrane cellulari tissutali o eritrocitarie. Questi studi hanno documentato alterazioni sia a livello della serie omega-6 che di quella omega-3, per questa, in particolare, del DHA. Le metodologie adottate dai vari studi possono essere una causa di confusione. Gli acidi grassi possono essere dosati in vari modi e in diverse frazioni o tipi di cellule. Pertanto, non tutti i dati sono direttamente confrontabili. Tuttavia, si può delineare un quadro, generalmente accettato, caratterizzato da bassi livelli di acido linoleico e dei suoi metaboliti e questo sembra potere essere messo in correlazione con la gravità del quadro clinico e con la presenza di mutazioni gravi o con l’insorgenza di ileo da meconio alla nascita. Livelli bassi di acido linoleico, in un primo tempo attribuiti a malassorbimento, sono stati trovati, invece, in pazienti ben nutriti e senza steatorrea. Si è quindi ipotizzato che questi bassi livelli possano essere conseguenza di un aumentato catabolismo o di un’aumentata tendenza alla loro

ossidazione che conduce alla produzione di eicosanoidi infiammatori. Nella serie omega-6 è stato documentato un diminuito rapporto AA/DGLA e ciò potrebbe essere dovuto a una bassa capacità di desaturazione (diminuita attività dell’enzima D-5 desaturasi). Questo è stato anche documentato in altre condizioni patologiche come il diabete e l’ipertensione (Das UN 2006, Coste TC et al. 2004). Per quanto riguarda la serie omega-3, numerose ricerche hanno documentato una diminuzione di livelli di DHA, anche quando i precursori ALA o EPA non erano diminuiti o, addirittura, quando erano aumentati. Ciò suggerirebbe una ridotta capacità di sintesi. Tuttavia, bisogna ricordare che alcuni studi hanno trovato livelli bassi di EPA, probabilmente dovuti a una ridotta capacità di assorbimento con la dieta, mentre altri non hanno confermato i bassi livelli di DHA. La questione degli omega-3 resta, quindi, più controversa. Complessa è anche la valutazione dei dati che riguardano le concentrazioni tissutali di PUFA. In alcuni studi sono stati riscontrati livelli diminuiti di LA e DHA e aumentati di AA, ma non si tratta di un dato univoco.

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Analisi della letteratura Freedman SD, Blanco PG, Zaman MM, Shea JC, Ollero M, Hopper IK, Weed DA, Gelrud A, Regan MM, Laposata M, Alvarez JG, O’Sullivan BP. Association of cystic fibrosis with abnormalities in fatty acid metabolism N Engl J Med 2004;350:560-9.

Acido arachidonico % mmoli

20 15 10 5 0

DHA % mmoli

4 3 2 1 0 Rapporto Acido arachidonico/DHA

Partendo dalla considerazione che i pazienti con fibrosi cistica hanno alterati livelli di acidi grassi e che, in animali da esperimento che riproducono il difetto genetico nel gene CFTR, nel plasma, l’acido arachidonico è elevato, mentre il DHA è basso, questo studio ha cercato di stabilire la composizione di acidi grassi nei tessuti di pazienti con fibrosi cistica. Sono stati analizzati i livelli plasmatici in campioni ottenuti da biopsie nasali (figura 1) e rettali, da scraping nasale in 38 soggetti con fibrosi cistica e in 13 eterozigoti. I dati sono stati confrontati con quelli di 24 soggetti sani, 11 con malattia infiammatoria intestinale, 9 con infezioni delle vie respiratorie e 16 con asma. I risultati mostrano che il rapporto acido arachidonico/DHA è aumentato nei campioni nasali e nelle biopsie rettali nei soggetti FC con o senza insufficienza pancreatica. A livello nasale, questo rapporto riflette un aumento di acido arachidonico e una diminuita presenza di DHA. Negli eterozigoti, questo rapporto presenta valori intermedi fra quelli dei pazienti e dei controlli. I bassi livelli tissutali di DHA nei pazienti con FC non possono essere ascritti ai bassi livelli circolanti, dato che il metabolismo a livello cellulare è specifico e non necessariamente riflette i livelli plasmatici. Infatti, gli stessi autori nel modello sperimentale di topo FC avevano riscontrato alterazioni negli acidi grassi dei tessuti, ma non in quelli circolanti (Freedman SD 1999).

20 15 10 5 0 Controlli sani

Soggetti FC e PS

Soggetti FC e PI

Figura 1. Livelli di acido arachidonico e DHA e rapporto acido arachidonico/DHA in campioni di biopsie nasali di nove soggetti con FC e insufficienza pancreatica (PI), sette soggetti con FC e sufficienza pancreatica (PS) e sette controlli sani. (Da Freedman et al 2004)

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Batal I, Ericsoussi MB, Cluette-Brown JE, O’Sullivan BP, Freedman SD. Savaille J, Laposata1, M. Potential utility of plasma fatty acid analysis in the diagnosis of cystic fibrosis Clinical Chemistry 53:1 78–84 (2007)

Analisi in aperto e in cieco 160 (18:2 n-6)x(22:6 n-3) Unità arbitrarie

140 120 100 80 60 40 20 0

In aperto

In cieco

Controlli

In aperto

In cieco

Pazienti FC

Figura 2. Valore del prodotto (18:2 n-6) x (22:6 n-3) entrambi come percentuale del totale di acidi grassi nel plasma nello studio in aperto e nello studio in cieco su pazienti FC e controlli sani. I soggetti controllo hanno valori significativamente superiori ai soggetti FC in entrambi gli studi

100 (18:2 n-6)x(22:6 n-3) Unità arbitrarie

Questo studio parte dalla considerazione che nella fibrosi cistica esista una anomalia primaria del metabolismo degli acidi grassi e, in particolare che vi sia una diminuzione delle concentrazioni tissutali di acido linoleico (18:2, n-6) e di acido docosaesaenoico (DHA; 22:6 n-3). Altri lavori hanno anche documentato un aumento delle concentrazioni tissutali di acido eicosatrienoico (20:3 n9). Queste alterazioni metaboliche sono più evidenti nei pazienti con mutazioni severe di CFTR e ciò suggerisce che esse siano direttamente connesse al difetto di base anche se questo nesso non è ancora compreso. Come corollario delle loro ricerche e di quelle di altri gruppi, questi autori si sono proposti di verificare se lo sbilanciamento nel metabolismo degli acidi grassi nella fibrosi cistica possa essere così specifico da essere usato come criterio di diagnosi. Ciò varrebbe per esempio in casi in cui il test del sudore sia ambiguo o normale, malgrado la presenza di due mutazioni e in casi in cui altre metodiche, come la misurazione dei potenziali nasali, siano soggette a falsi positivi, come in presenza di poliposi nasale. Lo studio è stato condotto in due parti. In un primo tempo sono stati analizzati i plasmi di 13 pazienti CF e di 11 soggetti di controllo. Su questi sono stati identificati i principali parametri che potessero servire a una differenziazione. Nella seconda parte dello studio, è stata condotta un’analisi in cieco su 10 pazienti con FC e 9 di controllo per verificare direttamente l’efficacia delle misurazioni nel differenziare le due condizioni. I risultati (Figure 2 e 3) ottenuti mostrano che il prodotto di (18:2 n-6) x (22:6 n-3) (entrambi in percentuale degli acidi grassi totali) rappresentava il miglior indicatore per distinguere i soggetti FC dai normali. Questo stesso prodotto è stato anche un ottimo indicatore della malattia nel secondo gruppo di pazienti.

80 60 40 20 0

Controlli FC Studio in aperto

Controlli FC Studio in cieco

Acidi grassi totali

Controlli FC Benabdelsalam et al Acidi grassi nei fosfolipidi

Figura 3. Valore del prodotto (18:2 n-6) x (22:6 n-3) entrambi espressi come percentuale del totale di acidi grassi in pazienti FC e non FC nello studio in cieco e in aperto. I dati sono presentati in medie e ES e sono confrontati con quelli di Benabdeslam et al 1998. In tutti gli studi i controlli avevano valori significativamente più elevati.

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Keen C, Olin A-C, Edentoft A, Gronowitz E, Strandvik B. Airway nitric oxide in patients with cystic fibrosis is associated with pancreatic function, pseudomonas infection, and polyunsaturated fatty acids. Chest published online March 30, 2007.

mente inferiori anche se non vi è una correlazione con la funzione polmonare o con i parametri infiammatori. Il rapporto acido arachidonico/DHA correla inversamente con NO nasale e l’NO esalato con l’indice di deficit di acidi grassi essenziali. (Figura 4). Esiste, quindi, un’associazione fra l’anomalia della produzione di NO e il pattern metabolico degli acidi grassi tipico della fibrosi cistica. Infatti, una delle spiegazioni per una diminuita produzione di NO nella fibrosi cistica potrebbe risiedere nel fatto che in questa malattia esistono livelli elevati di acido arachidonico che ha un’azione inibente sulla produzione di NO.

Questo studio parte dalla nota riduzione di produzione di NO nelle vie aeree di pazienti con fibrosi cistica (de Winter-de Groot KM et al 2005) e si propone di chiarire se la produzione di NO sia correlata alla genetica, alla funzione pancreatica, all’infezione batterica e all’aumentata concentrazione sierica di acido arachidonico. Sono stai misurati l’NO nasale ed esalato secondo gli standard dell’ERS/ATS in 59 pazienti pediatrici, l’80% dei quali con insufficienza pancreatica e 51% cronicamente infetti da P aeruginosa. I risultati mostrano che i pazienti con insufficienza pancreatica hanno livelli di NO nasale significativa-

nNO (ppb)

120 100 80 60 40 20 0

EFA 20:4n-6/22:6n-3 Figura 4. Correlazione fra NO nasale (nNO) e rapporto acidi grassi essenziali 20:4 n-6 / 22:6 n-3 in pazienti con fibrosi cistica Da Keen et al 2007 (r=-0.40, p=0.03). I triangoli rappresentano i livelli misurati in pazienti con sufficienza pancreatica; i punti quelli con insufficienza pancreatica

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Alla ricerca di un’ipotesi Il ruolo della colina

A questo punto si possono porre diverse domande. Quale rapporto esiste fra l’alterazione descritta nel metabolismo degli acidi grassi e il difetto genetico nella CFTR? Che rapporto esiste fra il metabolismo degli acidi grassi essenziali, dei PUFA e alcune caratteristiche clinicamente rilevanti nella fibrosi cistica come la tendenza ad una risposta infiammatoria imponente? Non è semplice rispondere a queste domande, anche se molti autori si pongono il problema e avanzano ipotesi. Alcuni dati, per ora considerati consolidati perché verificati in diverse casistiche e in molti studi sperimentali, sono stati già citati: nella fibrosi cistica vi sono bassi livelli circolanti di acido linoleico e bassi livelli di DHA. Fra le ipotesi avanzate ne citiamo due fra loro complementari. La prima è sostenuta da lavori pubblicati da Sheila Innis, la seconda sostenuta dai lavori di Freedman e Laposata.

Innis SM, Davidson AGF, Melynk MS, James SJ Choline-related supplements improve abnormal plasma methionine homocysteine metabolites and glutathione status in children with cystic fibrosis Le ipotesi della Innis partono dalla constatazione parallela e confermata nella fibrosi cistica e cioè che in questa malattia vi sia un’elevata concentrazione circolante di omocisteina, deficit di colina, ridotta concentrazione di fosfatidilcolina, diminuita concentrazione intraepatocitaria di glutatione ridotto. In questo studio Innis e coll. mostrano una connessione fra il ridotto pool di colina, l’alterazione dei livelli di omocisteina/metionina e glutatione ridotto. L’ipotesi può essere compresa considerando la figura 5. Le tappe fondamentali sono deficit di colina-aumento dei livelli di omocisteina- bassi livelli di S-adenosilmeS-AdenosylMethionine (SAM)

Phosphatidylethanolamine 1

PEMT

dimethylglycine

S-AdenosylHomocysteine

CDP-choline 3 Phosphorylcholine

Choline

10 11

Methionine tetrahydrofolate

Phosphatidylcholine

SAH 5 hydrolase

9 Betaine

5,10-methyltetrahydrofolate

5-methyltetrahydrofolate

Homocysteine

Cystathionine

Betaine Cysteine glycine

glutamylcysteine glutamate 13

Glutathione

Figura 5. Rappresentazione schematica della sintesi di fosfatidilcolina e rapporti con il metabolismo dei metili. Reazioni catalizzate da 1) fosfatidiletanolamina-N-metiltrasferasi (PEMT); 2) colina kinasi; 3) CTP:fosfocolina citidiltrasferasi; 4) citidina difosfocolina (CDP)–choline; 5) S-adenosilomocisteina (SAH) idrolasi; 6) 5-metiltetraidrofolato omocisteina metiltrasferasi (MTHFR); 7) 5,10-metilene tetraidrofolato reduttasi; 8) metionina adenosiltrasferasi; 9) betaina omocisteina metiltransferasi; 10) colina ossidasi; 11) betaina aldeide deidrogenasi; 12) cistationina-sintasi e 13) glutatione sintasi

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Tabella 2. Effetto della supplementazione con colina per 14 giorni sui tioli plasmatici in bambini con fibrosi cistica (n = 12) Day 0

Day 14

Methionine (µmol/L)

21.6 ± 1.03

24.7 ± 1.322

Hcy (µmol/L)

7.83 ± 0.32

7.52 ± 0.42

SAM (nmol/L) SAH (nmol/L) SAM:SAH Adenosine (µmol/L) Cysteine (µmol/L) Cyst-glyc (µmol/L) Free GSH (µmol/L) Free GSSG (µmol/L) GSH:GSSG

81.3 ± 2.27 29.4 ± 2.63 2.97 ± 0.23 0.52 ± 0.08 238 ± 9.8 39.2 ± 2.00 1.53 ± 0.17 0.38 ± 0.06 5.02 ± 0.74

95.4 ± 5.162 20.2 ± 1.842 5.16 ± 0.712 0.43 ± 0.07 248 ± 10.9 41.5 ± 1.72 1.80 ± 0.28 0.36 ± 0.08 8.09 ± 1.012

I valori sono riportati come media e ESM. SEM. Hcy, omocisteina; SAM, S-adenosilmetionina; SAH, S-adenosilomocisteina; Cyst-glyc, cisteinil-glicina; GSH, glutatione; GSSG, glutatione disulfide 2 Differenza significativa rispetto al tempo 0 P <0.05 (paired t test)

tionina, ridotta metilazione della fosfoetanolamina a formare fosfatidilcolina. La diminuzione di fosfatidilcolina avrebbe un ruolo importante per la progressione della malattia epatica nella fibrosi cistica. Essa potrebbe essere dovuta a un ridotto assorbimento di colina, che, si sa, non viene compensato dall’assunzione di enzimi pancreatici.La colina ha due vie metaboliche importanti. Una porta alla formazione di fosfatidilcolina, l’altra alla formazione di betaina. A sua volta, la betaina funge da donatore di gruppi metilici e porta alla formazione di metionina a partire da omocisteina. L’ipotesi prevede che somministrando colina si ottenga un aumento di fosfatidilcolina sia per sintesi diretta dalla colina, sia per attivazione dei processi di metilazione dell’omocisteina. In effetti, lo studio condotto su pazienti con fibrosi cistica dimostra che la somministrazione di colina aumenta la fosfatidilcolina, aumenta la S adenosilmetionina e diminuisce le concentrazione di omocisteina. L’ipotesi è più complessa perché si allarga poi a dare una spiegazione, a partire dal metabolismo dell’omocisteina e glutatione. Gli effetti di 14 giorni di apporto di colina con la dieta sono riassunti nella Tabella 2. Lo studio della Innis apre una strada non solo per inter-

pretare alcune anomalie metaboliche osservate nella fibrosi cistica, ma anche per disegnare possibili strategie di intervento. Tuttavia, l’apporto dietetico di colina per 14 giorni non ha modificato il profilo degli acidi grassi, dato che non si è assistito a un aumento di acido linoleico o di DHA, che pure, all’inizio erano bassi. Ma il tempo di trattamento può non essere stato sufficiente. L’aumento di fosforilcolina dovrebbe aumentare l’incorporazione nelle membrane di DHA. Qui i lavori della Innis si ricongiungono alle ipotesi avanzate da Freedman in una serie di lavori. Egli, infatti ipotizza che un apporto di DHA dovrebbe portare a un aumento di incorporazione nelle membrane, ma, dato il deficit di colina questo potrebbe non verificarsi a sufficienza con la sola supplementazione di DHA. Ecco, quindi, la possibilità di conciliare due ipotesi e sviluppare una possibile strategia di intervento: da una parte somministrazione di colina per reintegrare il pool e favorire la formazione di betaina arricchendo la via di donazione di metili, dall’altra parte somministrare DHA per aumentarne l’integrazione nelle membrane. Questa ipotesi di Freedman è ben illustrata nella sua relazione tenutasi alla CF North American Conference del 2007 ad Anaheim, CA, USA.

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Strategie di intervento sul paziente Grande importanza viene ora attribuita al DHA perché i lavori di Freedman e coll. hanno dimostrato che l’apporto dietetico di DHA può migliorare il quadro patologico in animali da esperimento, soprattutto a livello epatico. Un’aumentata assunzione di acido linoleico viene raccomandata nella fibrosi cistica già da molto tempo, dato che il gruppo di Farrell nel Wisconsin (van Egmond et al.) aveva dimostrato un’aumentata crescita nei lattanti con aggiunta di questo acido essenziale nella dieta. Le strategie più recenti si sono basate sulla diretta somministrazione di DHA. Esse sono riassunte nella Tabella 3. Il confronto fra questi studi è difficile, dato che sono state utilizzate dosi molto diverse di acidi grassi omega-3, da 300 mg a 5 g al giorno. Le formulazioni di EPA/DHA usate, come triacilgliceroli da olio di pesce, olii algali e etil-esteri, sono molto diverse, i pazienti presi in considerazione variano molto di

numerosità, gli effetti misurati sono anch’essi molto diversi. Tuttavia, se ne deduce un quadro complessivo. La composizione degli acidi grassi può essere variata con la supplementazione. La concentrazione di EPA/DHA può essere aumentata nei fosfolipidi plasmatici e negli esteri del colesterolo, nei lipidi totali e nelle membrane eritrocitarie, nei fosfolipidi dei neutrofili e in campioni di biopsia duodenale o rettale. Quando misurati, i mediatori dell’infiammazione sono diminuiti, come ci si può aspettare dal fatto che EPA ed Acido arachidonico competono e che il DHA inibisce le cicloossigenasi. I metaboliti dell’EPA portano alla formazione di sostanze con meno potere infiammatorio (LTB5). Quindi, complessivamente, gli studi disponibili mostrano un effetto antinfiammatorio della somministrazione di omega-3 sotto forma di EPA/DHA o DHA.

Tabella 3. Studi clinici sulla supplementazione di acidi grassi nella fibrosi cistica Durata del trattamento Dose di EPA (settimane) 4 32 6 6 6 4 52 6 24 24

Dose di DHA

Età (anni) N Range

Esiti biochimici

9 ↑ EPA, ↑DHA in PL e CE 30 ↑DHA , ↓AA in GR ↓IgG ↓alfa1-antitripsina nel siero 2.70 g NS 12-26 9 ↑chemiotassi dei neutrofili a LTB4 44 mkd 24 mkd 6-16 14 ↓ LTB4 nel siero 3.20 g 2.20 g Mean 12.2 12 ↑ EPA, ↑DHA in plasma e GR 27 mkd 41 mkd 10-37 18 ↑ EPA, ↑DHA in plasma 1.80-2.70 g 1.20-1.80 g 6-16 5 Non studiati 70 mkd 18-43 4 ↑DHA in plasma, GR e biopsia mucosa duodenale 50 mkd 8-20 20 ↑DHA in plasma, GR e biopsia rettale; ↓AA nei lipidi del sangue 0.20-0.60 g 0.10-0.30 g Mean 18 17 ↑EPA, ↓AA nei neutrofili, ↓rapporto LTB4/LTB5 0.37 g 1.28 g

0.33 g 0.93 g

7-20 0.8-24

Esiti clinici

Bibliografia

Non studiati Miglior. funzione polmonare, necessità di antibiotici Miglior. Funzione polmonare Nessun effetto polmonare Non studiati Nessun effetto polmonare Nessun effetto sul polmone Nessun effetto sul polmone

Christophe A et al. De Vizia B et al.

Nessun effetto sul polmone

LlyodStill et al.

Nessun effetto sul polmone

Panchaud et al.

Lawrence R et al. Kurlandsky LE et al. Henderson Jr et al. Katz et al. Thies et al. Jumpsen et al.

Anno II - n. 1, 2008

Prospettive di ricerca Possiamo concludere che esista un forte razionale per la somministrazione di acidi grassi della serie omega3 nella fibrosi cistica. Non è ancora stabilita la dose ottimale e, bisogna tener presente che a dosi molto elevate queste sostanze non sono scevre da effetti indesiderati come steatorrea, crampi addominali, nausea. La somministrazione di DHA per 12 settimane a

dosi anche basse (150mg/die) si è tuttavia dimostrata efficace nell’innalzare i livelli di fosfatidilcolina ricca in DHA nel siero di pazienti FC (Pacetti et al, 2004). Nel prossimo futuro sarà necessario condurre studi randomizzati e controllati con valutazione di esiti clinicamente rilevanti per stabilire il ruolo che queste sostanze possano avere nel trattamento della fibrosi cistica.

Bibliografia • Benabdeslam H, Garcia I, Bellon G, Gilly R, Revol A. Biochemical assessment of the nutritional status of cystic fibrosis patients treated with pancreatic enzyme extracts. Am J Clin Nutr 1998;67: 912–8. • Christophe A, Robberecht E, De Baets F, Franckx H. Increase of long chain omega-3 fatty acids in the major serum lipid classes of patients with cystic fibrosis. Ann Nutr Metab 1992;36:304-12. • Coste TC, Gerbi A, Vague P, Maixent JM, Pieroni G, Raccah D. Peripheral diabetic neuropathy and polyunsaturated fatty acid supplementations: natural sources or biotechnological needs? Cell Mol Biol 2004;50:845-53. • Das UN. Essential fatty acids: biochemistry, physiology and pathology.Biotechnol J 2006;1:420-39. • De Vizia B, Raia V, Spano C, Pavlidis C, Coruzzo A, Alessio M. Effect of an 8-month treatment with omega-3 fatty acids (eicosapentaenoic and docosahexaenoic) in patients with cystic fibrosis. J Parenter Enteral Nutr 2003;27:52-7. • de Winter-de Groot KM, van der Ent CK. Nitric oxide in cystic fibrosis. J Cyst Fibros 2005; 4 Suppl 2:25-29. • Freedman SD, Katz MH, Parker EM, Laposata M, Urman MY, Alvarez JG. A membrane lipid imbalance plays a role in the phenotypic expression of cystic fibrosis in cftr(-/-) mice. Proc Natl Acad Sci U S A 1999;96:13995-4000. • Henderson Jr WR, Astley SJ, McCready MM, et al. Oral absorption of mega-3 fatty acids in patients with cystic fibrosis who have pancreatic sufficiency and in healthy control subjects. J Pediatr 1994;124:400-8. • Jumpsen JA, Brown NE, Thomson AB, et al. Fatty acids in blood and ntestine following docosahexaenoic acid supplementation in adults with ystic fibrosis. J Cyst Fibros 2006;5:77-84.

• Katz DP, Manner T, Furst P, Askanazi J. The use of an intravenous fish oil mulsion enriched with omega-3 fatty acids in patients with cystic fibrosis. utrition 1996;12:334-9. • Kurlandsky LE, Bennink MR, Webb PM, Ulrich PJ, Baer LJ. The bsorption and effect of dietary supplementation with omega-3 fatty acids on serum leukotriene B4 in patients with cystic fibrosis. Pediatr Pulmonol 1994;18:211-7. • Lawrence R, Sorrell T. Eicosapentaenoic acid in cystic fibrosis: evidence of a pathogenetic role for leukotriene B4. Lancet 1993;342:465-9. • LlyodStill JD, Powers CA, Hoffman DR, et al. Bioavailability and safety of a high dose of docosahexaenoic acid triacylglycerol of algal origin in cystic fibrosis patients: a randomized controlled study. Nutrition 2006; 22:36-46. • Pacetti D, Malavolta M, Bocci F, Boselli E, Frega NG. High-performance liquid chromatography/electrospray ionization ion-trap tandem mass spectrometric analysis and quantification of phosphatidylcholine molecular species in the serum of cystic fibrosis subjects supplemented with docosahexaenoic acid. Rapid Commun Mass Spectrom 2004;18:2395-400. • Panchaud A, Sauty A, Kernen Y, et al. Biological effects of a dietary omega-3 polyunsaturated fatty acids supplementation in cystic fibrosis patients: a randomized, crossover placebo-controlled trial. Clin Nutr 2006;25:418-27. • Thies NH. The effect of 12 months' treatment with eicosapentaenoic acid in five children with cystic fibrosis. J Paediatr Child Health 1997;33:349-51. • van Egmond AWA, Kosorok MR, Koscik R, Laxova RA, Farrell PM.Effect of linoleic acid intake on growth of infants with cystic fibrosis. Am J Clin Nutr 1996:63:746-52.

RIASSUNTO DELLE CARATTERISTICHE DEL PRODOTTO

1. DENOMINAZIONE DEL MEDICINALE

2. COMPOSIZIONE QUALITATIVA E QUANTITATIVA

Istruzioni per la pulizia e la disinfezione del nebulizzatore

3. FORMA FARMACEUTICA

4. INFORMAZIONI CLINICHE 4.1 Indicazioni terapeutiche

4.2 Posologia e modo di somministrazione

4.3 Controindicazioni

4.4 Avvertenze speciali e opportune precauzioni d’impiego

Avvertenze generali

Broncospasmo

Disturbi neuromuscolari

Istruzioni per l’uso Nefrotossicità

Istruzioni per l’apertura del contenitore:

Ototossicità