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Risposta del sistema immunitario all’infiammazione di basso grado: relazione con le funzioni metaboliche

by luciano

(Immunology of chronic low-grade inflammation: relationship with metabolic function)
L’infiammazione fa parte della risposta immunitaria innata dell’organismo ed è un processo essenziale che non solo difende da batteri e patogeni nocivi, ma svolge anche un ruolo chiave nel mantenimento e nella riparazione dei tessuti. In condizioni patologiche, si verifica un’interazione bilaterale tra la regolazione immunitaria e il metabolismo aberrante, con conseguente infiammazione persistente in assenza di infezione. Questo fenomeno è definito infiammazione metabolica sterile (metainfiammazione) e si verifica se lo stimolo iniziale non viene rimosso o se il processo di risoluzione viene interrotto.

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Questa infiammazione metabolica cronica di basso grado non deve essere trascurata poiché è significativamente associata alla mortalità per tutte le cause nella popolazione generale (Fest et al. 2019), ha un impatto negativo sulla sensibilità all’insulina (Blaszczak et al. 2020) e aumenta il rischio di sviluppo del cancro (Li et al. 2023).
Immunology of chronic low-grade inflammation: relationship with metabolic function. Mari van de Vyver. Division of Clinical Pharmacology, Department of Medicine, Faculty of Medicine and Health Sciences, Stellenbosch University, Cape Town, South Africa. Journal of Endocrinology (2023) 257, e220271

Note:
1 – Funzione metabolica:
La funzione metabolica si riferisce ai processi chimici continui all’interno delle cellule e degli organismi che convertono il cibo in energia utilizzabile, costruiscono e riparano i tessuti e sostengono la vita. Ciò include processi vitali come la respirazione, la circolazione sanguigna e il mantenimento cellulare, anche a riposo. Le due principali categorie di reazioni metaboliche sono l’anabolismo, che costruisce molecole più grandi e consuma energia, e il catabolismo, che scompone molecole più grandi per rilasciare energia, come la digestione del cibo.

2 – L’immunologia dell’infiammazione descrive la risposta del sistema immunitario ai danni tissutali o alle infezioni, un meccanismo di difesa innato e non specifico che serve a eliminare gli agenti nocivi e a promuovere la riparazione. La flogosi, o infiammazione, coinvolge cellule e molecole immunitarie che richiamano più sangue nel sito danneggiato, causando arrossamento, calore, gonfiore e dolore. Sebbene sia un processo protettivo, un’infiammazione eccessiva o cronica può diventare dannosa e contribuire a malattie autoimmuni o altre patologie.

Infiammazione di basso grado e cervello

by luciano

Cos’è l’infiammazione?

Di solito parliamo di “infiammazione” in relazione a infezioni e lesioni. Quando il corpo è infetto, le cellule immunitarie riconoscono le molecole “non auto” e producono fattori infiammatori, chiamati “citochine”, per coordinare la lotta contro l’infezione. Le citochine avvertono altre cellule immunitarie e le portano al sito di infezione. L’infiammazione viene valutata clinicamente misurando le concentrazioni di citochine o altri marcatori infiammatori nel sangue ed è usata come segno di infezione.

Cos’è l’infiammazione di basso grado?

È una domanda a cui rimane difficile rispondere. L’infiammazione di basso grado è solitamente definita come “la produzione cronica, ma in uno stato di basso grado, di fattori infiammatori”. Le condizioni caratterizzate da infiammazione di basso grado sono ad esempio l’obesità (1), la depressione (2) o il dolore cronico (3). L’infiammazione di basso grado non deriva da un’infezione, ma sono coinvolti diversi meccanismi fisiologici. Le concentrazioni di fattori infiammatori in queste condizioni sono complessivamente leggermente più alte rispetto alle popolazioni sane, ma rimangono comunque negli intervalli di salute. È quindi difficile determinare se un paziente specifico mostra “infiammazione di basso grado”, ma può essere meglio definito a livello di un gruppo di pazienti.

Infiammazione e cervello

Quando siamo malati, spesso vogliamo dormire, abbiamo un appetito ridotto, preferiamo stare a casa da soli, abbiamo difficoltà a concentrarci e possiamo essere un po’ lunatici. Tutti questi sentimenti e comportamenti sono indotti dalle citochine! Infatti, oltre a coordinare la lotta contro le infezioni nella periferia del corpo, le citochine agiscono anche nel cervello e inducono cambiamenti comportamentali (4). Tutti questi cambiamenti comportamentali sono adattivi, con lo scopo di limitare la diffusione dell’infezione e consentire al corpo di risparmiare energia per combattere l’infezione invece di, diciamo, uscire a fare festa con gli amici.

Tuttavia, gli effetti comportamentali delle citochine non sono sempre benefici. Quando il segnale delle citochine è troppo forte o dura a lungo, come nei malati di cancro durante il trattamento con citochine, questi effetti possono diventare disadattivi e portare ad alterazioni comportamentali croniche e patologiche, come la depressione (5). L’infiammazione è quindi (si ipotizza che) un contributo alla depressione (4). Una differenza fondamentale tra l’infezione o la terapia del cancro e la maggior parte dei casi di depressione è, tuttavia, il livello di produzione di fattori infiammatori. I livelli di citochine sono alti durante l’immunoterapia, cioè “infiammazione”, mentre la depressione è caratterizzata da uno stato di “infiammazione di basso grado”.

La percentuale di soggetti che soffrono di depressione è più alta in condizioni caratterizzate da infiammazione di basso grado rispetto alla popolazione generale. Ad esempio, dal 20 al 30% degli individui obesi soffre di depressione mentre la prevalenza nella popolazione generale è del 5-10% (6). Mentre è molto probabile che i fattori psicologici siano coinvolti, noi e altri indaghiamo sulla possibilità che l’infiammazione di basso grado contribuisca a questa vulnerabilità psichiatrica (7). In particolare, abbiamo dimostrato che l’infiammazione di basso grado è associata a cambiamenti comportamentali negli individui obesi, come la stanchezza (8) o le funzioni cognitive alterate (9). Un’interpretazione di questa relazione è che la produzione di fattori infiammatori in uno stato di basso grado può essere sufficiente a indurre alterazioni comportamentali e quindi potrebbe essere un fattore che partecipa alla vulnerabilità alla depressione.

Infiammazione di basso grado e dolore cronico

L’associazione tra infiammazione di basso grado e alterazioni comportamentali ha indotto il team del Behavioral Medicine Pain Treatment Service presso l’ospedale universitario Karolinska di Stoccolma (Svezza) a chiedersi se l’infiammazione di basso grado possa modulare l’efficacia dei trattamenti comportamentali per il dolore cronico. Le strategie cognitive e comportamentali sono infatti gli obiettivi dei trattamenti comportamentali per il dolore cronico e l’infiammazione di basso grado potrebbe prevenire gli effetti di tali trattamenti.

In collaborazione con questo gruppo, abbiamo dimostrato che i risultati del trattamento sono migliorati nei pazienti con dolore cronico e bassi livelli di fattori infiammatori, mentre i pazienti con “infiammazione di basso grado”, cioè con livelli più elevati di marcatori infiammatori ma ancora nell’intervallo sano, hanno mostrato meno miglioramenti (10).

Sebbene questo studio sia stato solo esplorativo, i risultati suggeriscono che l’infiammazione di basso grado può promuovere uno stato di resistenza al trattamento comportamentale per il dolore cronico e dare una potenziale spiegazione per quanto riguarda i pazienti non rispondenti.

Informazioni su Julie Lasselin

La dottoressa Julie Lasselin è una “psiconeuroimmunologa”, che conduce ricerche che valutano le relazioni tra il cervello e il sistema immunitario. Ha conseguito il dottorato di ricerca nel 2012 presso NutriNeuro a Bordeaux, in Francia. Ha poi lavorato come post-dottorato presso il Dipartimento di Neuroscienze Cliniche (Divisione di Psicologia), Karolinska Institute e presso lo Stress Research Institute, Università di Stoccolma a Stoccolma, Svezia. Julie è attualmente un post-dottorato presso l’Istituto di Psicologia Medica e Immunobiologia Comportamentale di Essen, in Germania, ed è affiliata all’Istituto Karolinska e all’Università di Stoccolma. La sua ricerca si concentra sul contributo dell’infiammazione sullo sviluppo di sintomi neuropsichiatrici in popolazioni vulnerabili, come i pazienti affetti da obesità e diabete di tipo 2. Svolge sia studi osservazionali clinici che studi sperimentali utilizzando il modello di somministrazione di lipopolisaccaride (un componente del guscio batterico) nell’uomo. Valuta anche più specificamente il ruolo dell’infiammazione nella fatica e nei cambiamenti motivazionali, due sintomi che sono altamente sensibili all’infiammazione e possono spiegare la vulnerabilità psichiatrica dei pazienti obesi.

Riferimenti

1. Wellen, K.E. e G.S. Hotamisligil, cambiamenti infiammatori indotti dall’obesità nel tessuto adiposo. J Clin Invest, 2003. 112:1785-8.

2. Dantzer, R., Depressione e infiammazione: una relazione intricata. Psichiatria biologica, 2012. 71: pag. 4-5.

3. Parkitny, L., et al., Infiammazione nella sindrome del dolore regionale complesso: una revisione sistematica e una meta-analisi. Neurologia, 2013. 80:106-17.

4. Dantzer, R., et al., Dall’infiammazione alla malattia e alla depressione: quando il sistema immunitario soggioga il cervello. Nat Rev Neurosci, 2008. 9:46-56.

5. Capuron, L. e A.H. Miller, Sistema immunitario alla segnalazione cerebrale: implicazioni neuropsicofarmacologiche. Pharmacol Ther, 2011. 130:226-38.

6. Evans, D.L., et al., Disturbi dell’umore nei malati medici: revisione scientifica e raccomandazioni. Psichiatria biologica, 2005. 58:175-89.

7. Capuron, L., J. Lasselin e N. Castanon, ruolo dell’infiammazione guidata dall’obesità nella morbilità depressiva. Neuropsicofarmacologia, 2016 (in stampa).

8. Lasselin, J., et al., I sintomi di stanchezza si riferiscono all’infiammazione sistemica nei pazienti con diabete di tipo 2. Brain Behav Immun, 2012. 26:1211-9.

9. Lasselin, J., et al., L’infiammazione di basso grado è uno dei principali contributori allo spostamento del set di attenzione compromesso nei soggetti obesi. Immune al comportamento cerebrale, 2016. 58:63-68.

10. Lasselin, J., et al., L’infiammazione di basso grado può moderare l’effetto del trattamento comportamentale per il dolore cronico negli adulti. J Behav Med, 2016. 39:916-24.

Infiammazione cronica di basso grado (infiammazione silente)

by luciano

In evidenza – Perché è un tema centrale

Sebbene l’aumento intermittente dell’infiammazione sia fondamentale per la sopravvivenza durante lesioni fisiche e infezioni, recenti ricerche hanno rivelato che alcuni fattori sociali, ambientali e legati allo stile di vita possono favorire l’infiammazione cronica sistemica (SCI) che, a sua volta, può portare a diverse patologie che, nel loro insieme, rappresentano le principali cause di disabilità e mortalità in tutto il mondo, come malattie cardiovascolari, cancro, diabete mellito, malattia renale cronica, steatosi epatica non alcolica e malattie autoimmuni e neurodegenerative.

Riferimenti
Furman et al., Science, 2019
Calder et al., Nutrients, 2017

Che cos’è l’infiammazione

L’infiammazione è una componente centrale dell’immunità innata (aspecifica). In termini generici, l’infiammazione è una risposta locale al danno cellulare caratterizzata da aumento del flusso sanguigno, dilatazione capillare, infiltrazione leucocitaria e produzione localizzata di una serie di mediatori chimici, che contribuiscono all’eliminazione degli agenti tossici e alla riparazione dei tessuti danneggiati. È ormai chiaro che la cessazione (in alternativa nota come risoluzione) dell’infiammazione è un processo attivo che coinvolge citochine e altri mediatori antinfiammatori, in particolare lipidi, piuttosto che una semplice interruzione delle vie pro-infiammatorie. L’infiammazione agisce sia come “amica che come nemica”: è una componente essenziale dell’immunosorveglianza e della difesa dell’ospite, tuttavia uno stato infiammatorio persistente nel tempo è una caratteristica patologica di un’ampia gamma di condizioni croniche.

Riferimenti
Medzhitov, Nature, 2008
Serhan et al., Nature, 2007

Infiammazione acuta

L’infiammazione acuta è la risposta rapida e a breve termine dell’organismo a lesioni o infezioni, caratterizzata da arrossamento, gonfiore, calore e dolore. È un processo benefico che aiuta a proteggere dai patogeni e ad avviare la riparazione dei tessuti. Sebbene possa durare da poche ore a qualche giorno, è diversa dall’infiammazione cronica, che persiste per periodi più lunghi e può essere dannosa. (nota personale: I classici segni di un’infiammazione acuta – calore, arrossamento, gonfiore, dolore – indicano che il corpo sta combattendo e guarendo).

Riferimenti
Abbas et al., Cellular and Molecular Immunology
Serhan et al., Nature, 2007

Infiammazione cronica di basso grado

L’infiammazione di basso grado, o “silente”, è una risposta immunitaria cronica, non infettiva e di bassa intensità che persiste per mesi o anni. È spesso innescata da obesità, stress metabolico e una cattiva alimentazione, che include non solo la scelta di cibi poco sani, ma anche processi digestivi incompleti e squilibri del microbiota.

Questa condizione è caratterizzata da marcatori ematici leggermente elevati, ma spesso tecnicamente entro i limiti di normalità (come la PCR), rendendo la diagnosi clinica estremamente complessa. Agisce come un “killer silenzioso”, fungendo da precursore per patologie gravi come il diabete, le malattie cardiache e il dolore cronico.

Gli aspetti chiave dell’infiammazione di basso grado includono:

Cause multifattoriali: Oltre alla mancanza di attività fisica e ai fattori ambientali, giocano un ruolo cruciale i disturbi metabolici e le alterazioni della barriera intestinale. Quando il cibo non viene digerito correttamente, può innescare una reazione immunitaria persistente che alimenta lo stato infiammatorio.

Impatto sistemico: Questo stato cronico causa danni tissutali lievi ma continui, collegati direttamente a malattie come l’Alzheimer, il diabete di tipo 2, le patologie cardiovascolari e alcune forme di cancro.

Come diagnosticarla:

A. prima fase: Poiché gli esami standard non rilevano anomalie acute, la diagnosi deve basarsi sull’analisi di sintomi persistenti quali affaticamento ingiustificato, dolore cronico e alterazioni cognitive (nebbia cognitiva).

B. seconda fase: esame del sangue PCR ad alta sensibilità (hs-CRP). A differenza della PCR standard, la PCR ad alta sensibilità (hs-CRP) è in grado di misurare valori inferiori a 0.3 mg/dL, permettendo di vedere proprio quelle oscillazioni minime che altrimenti resterebbero invisibili.

C. terza fase: Interlukina IL-6. E’ un esame specialistico. Nella maggior parte dei laboratori, l’IL-6 è considerato “normale” fino a circa 5-10 pg/mL.

  • In un’infezione acuta, l’IL-6 schizza a 100 o 1000 pg/mL.

  • Nell’infiammazione di basso grado, l’IL-6 sale magari da 1 a 3 pg/mL.
    Sebbene sia triplicata (e quindi indichi un problema), il risultato del laboratorio dirà comunque “Sotto il limite: NORMALE”. Ecco perché è un marcatore “sfuggente” per il medico di base, ma un “biomarcatore avanzato” per lo specialista che sa leggere le variazioni minime. Lo specialista spesso valuta l’IL-6 insieme al Rapporto Neutrofili/Linfociti (NLR), un calcolo semplice dall’emocromo che conferma se il sistema immunitario è in uno stato di allerta cronica.

Riferimenti

Minihane et al. British Journal of Nutrition (2015), 114, 999–1012 doi:10.1017/S0007114515002093 q ILSI Europe 2015”.

Review Article Low-grade inflammation, diet composition and health: current research evidence and its translation. Anne M. Minihane, Sophie Vinoyet et al.

Hotamisligil, Nature, 2006

Pearson et al., Circulation, 2003
Lucius, Integrative and Complementary Therapies, 2023

Infiammazione cronica di basso grado e infiammazione sistemica

Quando lo stato infiammatorio coinvolge simultaneamente più distretti dell’organismo si parla di infiammazione sistemica. Tale condizione può derivare sia dalla generalizzazione di un processo infiammatorio acuto, sia dalla progressiva estensione di uno stato infiammatorio cronico di basso grado inizialmente localizzato. L’intestino rappresenta uno dei principali siti di origine, grazie alla sua estesa superficie, all’intensa attività immunitaria e all’interazione con il microbiota. Tuttavia, il processo interessa numerosi organi e tessuti (vedi approfondimento A).

Riferimenti
Furman et al., Science, 2019
Franceschi et al., Cell, 2018

Diffusione globale

Le malattie croniche associate all’infiammazione rappresentano la principale causa di mortalità mondiale. Si stima che circa 3 persone su 5 nel mondo muoiano per patologie legate a processi infiammatori cronici.

Chronic inflammatory diseases are the most significant cause of death in the world. The World Health Organization (WHO) ranks chronic diseases as the greatest threat to human health. The prevalence of diseases associated with chronic inflammation is anticipated to increase persistently for the next 30 years in the United States. in 2000, nearly 125 million Americans were living with chronic conditions and 61 million (21%) had more than one. In recent estimates by Rand Corporation, in 2014 nearly 60% of Americans had at least one chronic condition, 42% had more than one and 12% of adults had 5 or more chronic conditions. Worldwide, 3 of 5 people die due to chronic inflammatory diseases like stroke, chronic respiratory diseases, heart disorders, cancer, obesity, and diabetes. 2022”.

Riferimenti
Furman et al., Science, 2019

Cause e fattori scatenanti principali

  • Disbiosi intestinale: Alterazione della flora batterica intestinale, che può essere causata da dieta squilibrata, uso eccessivo di antibiotici o altre sostanze tossiche.

  • Dieta scorretta: Consumo eccessivo di cibi processati, ricchi di zuccheri raffinati e grassi saturi, che possono favorire l’infiammazione.

  • Stress: Lo stress cronico può influenzare negativamente il sistema immunitario e aumentare la suscettibilità all’infiammazione.

  • Inquinamento ambientale e tossine: Esposizione a sostanze chimiche presenti nell’ambiente o nei cibi può contribuire allo stress ossidativo e all’infiammazione.

    Fumo e alcol: Questi fattori possono aggravare lo stress ossidativo e danneggiare le cellule, favorendo l’infiammazione.

Riferimenti
Cani et al., Diabetes, 2007
Tilg & Moschen, Gut, 2014

Egger & Dixon, AJPM, 2014
Slavich & Irwin, Psychological Bulletin, 2014

Sintomi comuni

  • Disturbi digestivi: Gonfiore, crampi addominali, diarrea o stipsi, che possono variare in intensità e frequenza.

  • Affaticamento persistente: Stanchezza cronica, mancanza di energia e difficoltà di concentrazione.

  • Dolori articolari: Dolori muscolari e articolari diffusi.

  • Alterazioni della pelle: Eruzioni cutanee, eczemi o altre manifestazioni cutanee.

  • Problemi del sonno: Difficoltà ad addormentarsi o a mantenere un sonno profondo.

  • Manifestazioni cutanee

Riferimenti
Dantzer et al., Brain Behav Immun, 2008
Miller et al., Biol Psychiatry, 2009

Conseguenze a lungo termine

Se non trattata, l’infiammazione intestinale di basso grado può contribuire allo sviluppo di malattie croniche come:

Malattie cardiovascolari: Aumento del rischio di infarto, ictus e altre patologie cardiovascolari. Diabete di tipo 2: Maggiore probabilità di sviluppare resistenza all’insulina e diabete.

Malattie autoimmuni: Maggiore suscettibilità a malattie come artrite reumatoide, lupus, ecc. Patologie neurodegenerative: Rischio aumentato di sviluppare malattie come Alzheimer o Parkinson.

Alcuni tipi di cancro: Aumento del rischio di sviluppare alcuni tipi di tumore.

Misure generali che possono aiutare a ridurre l’infiammazione includono:

Seguire una dieta equilibrata: Ricca di fibre, frutta, verdura e alimenti integrali, con un basso indice glicemico.

Ridurre il consumo di cibi processati, zuccheri raffinati e grassi saturi .

Gestire lo stress: Attraverso tecniche di rilassamento, meditazione, yoga o altre attività che aiutano a ridurre lo stress.

Mantenere un peso sano: L’obesità e il sovrappeso possono aumentare l’infiammazione.

Limitare il consumo di alcol e smettere di fumare .

Integrare con probiotici: Possono aiutare a ripristinare l’equilibrio della flora batterica intestinale.

Riferimenti
Estruch et al., NEJM, 2018

Calder et al., Br J Nutr, 2011

Nota:

L’infiammazione cronica di basso grado (o “silente”) è un fattore chiave nello sviluppo e nella progressione delle malattie cardiovascolari, inclusa l’aterosclerosi, l’ipertensione e l’infarto. Questo processo, spesso asintomatico, provoca una disfunzione endoteliale, stimola la formazione e la rottura di placche aterosclerotiche e può causare sindromi coronariche acute

Riferimenti
Ridker et al., NEJM, 2017
Libby, Nature, 2002

Casi paradigmatici

Obesità. L’obesità, soprattutto quella viscerale, è accompagnata da uno stato infiammatorio cronico di basso grado. Il tessuto adiposo in eccesso secerne citochine pro-infiammatorie (come TNF-α e IL-6) che contribuiscono allo sviluppo di insulino-resistenza. Non a caso nei pazienti obesi si riscontrano spesso livelli elevati di proteina C-reattiva (marker di infiammazione sistemica) e un maggior rischio di diabete di tipo 2. Intervenire sullo stile di vita per ridurre il peso (dieta equilibrata e esercizio) aiuta a “raffreddare” questa infiammazione metabolica, migliorando anche i parametri clinici.

La sindrome metabolica è strettamente legata a uno stato di infiammazione cronica di basso grado (o “silente”), in cui il grasso viscerale in eccesso agisce come organo endocrino, secernendo citochine pro-infiammatorie (come IL−6 e TNF−α ). Questo processo persistente, spesso definito “meta-infiammazione”, promuove l’insulino-resistenza, disfunzioni vascolari e il rischio di diabete e malattie cardiovascolari. Artrite reumatoide (malattia autoimmune)

Riferimenti
Wellen & Hotamisligil, J Clin Invest, 2003
Shoelson et al., J Clin Invest, 2006

Artrite reumatoide

L’artrite reumatoide (AR) è una malattia infiammatoria cronica autoimmune che colpisce principalmente le articolazioni, provocando dolore, gonfiore e rigidità simmetrica, spesso con esordio tra i 40-60 anni. Il sistema immunitario attacca erroneamente i tessuti sani, creando un’infiammazione cronica di basso grado che, se non trattata, porta a deformità e danni articolari progressivi Biomarcatori I marcatori per l’infiammazione di basso grado più comunemente utilizzati includono la proteina C-reattiva (PCR), l’interleuchina-6 (IL-6), il fibrinogeno, e le specie reattive dell’ossigeno (ROS). Questi marcatori possono essere misurati attraverso esami del sangue e indicano uno stato infiammatorio cronico che può essere associato a diverse condizioni di salute .

Riferimenti
McInnes & Schett, NEJM, 2011
Smolen et al., Lancet, 2016