ASSOCIATION BETWEEN FATTY ACIDS PROFILE AND GUT MICROBIOTA COMPOSITION IN ELDERLY PATIENTS WITH CHRONIC KIDNEY DISEASE

Abstract

Il termine malattia renale cronica (Chronic Kideny Disease: CKD) si riferisce a differenti condizioni caratterizzate da un progressivo declino della funzione renale. Le linee guida internazionali hanno definito la CKD come una condizione in cui siano presenti marcatori di danno renale e/o la velocità di filtrazione glomerulare stimata (Estimated Glomerular Filtration Rtae: eGFR) sia inferiore a 60 ml/min/1.73 m2 per almeno 3 mesi. L’insufficienza renale in stadio terminale è associata ad un alto rischio di malattia cardiovascolare (Cardiovascular Disease: CVD), la più frequente causa di morte in questi pazienti. Fattori di rischio “non-tradizionali” come: infiammazione cronica, stress ossidativo, deplezione proteico-energetica, disordini del metabolismo minerale e deficit di inibitori della calcificazione, partecipano alla patogenesi della CVD. L’infiammazione gioca un ruolo cruciale nella risposta fisiologica all’infezione e al danno renale e partecipa anche nell’evoluzione del danno renale irreversibile con la produzione di diverse molecole infiammatorie a partire da acidi grassi polinsaturi a lunga catena (Long Chain PolyuUsaturated Fatty Acids: LCPUFA) della serie Omega-6. La supplementazione di Omega-3, con effetto antinfiammatorio, nei pazienti affetti da CKD è stata ed è oggetto di molti studi, nonostante ciò, l’effetto sul danno renale è ancora poco chiaro. Comunque, è ampiamente riconosciuto che un alterato profilo lipidico possa determinare la progressione della patologia, inducendo lo stato infiammatorio. Inoltre, elevati/normali livelli di Omega-3 potrebbero essere associati al miglioramento della funzionalità renale, diminuendo quindi il rischio di peggioramento della malattia. Le concentrazioni e il rapporto di Omega-3 e Omega-6 sono strettamente associati alla salute del rene, poiché svolgono ruoli importanti in differenti vie metaboliche. Un altro aspetto, preso poco in considerazione, è l’effetto dei livelli di acidi grassi circolanti e dei loro metaboliti sullo stato infiammatorio e sulla sua modulazione. Il primo scopo di questo studio è stato quello di analizzare il profilo degli acidi grassi in soggetti anziani affetti da CKD. Sono stati arruolati 57 pazienti afferenti agli ambulatori di Nefrologia dell’Ospedale Maggiore Policlinico di Milano e sono stati raccolti campioni di sangue su cui è stata effettuata l’analisi del profilo lipidico. Negli ultimi anni, diversi studi hanno sottolineato la stretta associazione tra infiammazione a livello intestinale e peggioramento del quadro in pazienti con CKD. Il mantenimento di un ottimo stato del tratto gastrointestinale è fondamentale per assicurare lo stato di salute dell’ospite, contribuendo ai processi metabolici, fisiologici e immunologici. Le comunità batteriche instaurano un rapporto mutualistico con l’individuo che colonizzano, giocando un ruolo importante negli stati di salute e malattia. Un’anomala colonizzazione o cambiamenti nella composizione del microbiota intestinale, determina disbiosi, uno squilibrio associato a diverse condizioni patologiche come obesità, diabete di tipo II, malattia intestinale cronica, CVD e anche CKD. Il rapporto tra intestino e rene è bidirezionale, nei pazienti affetti da malattia renale cronica, la composizione del microbiota intestinale risulta essere modificata rispetto a quella del soggetto sano. Alti livelli di urea che si riversano facilmente nel tratto intestinale modificano il microambiente chimico con conseguente innalzamento del pH del colon che esercita una pressione selettiva a favore di specie ureasi-positive, responsabili della conversione dell’urea in ammoniaca. Lo strato protettivo di muco viene degradato e la permeabilità della barriera intestinale viene compromessa. In conseguenza di ciò si ha il passaggio di materiale batterico attraverso la mucosa e l’attivazione di un meccanismo infiammatorio. Nei pazienti con funzionalità renale compromessa, il rene perde progressivamente la capacità di eliminare sia le sostanze provenienti dal metabolismo umano, sia quelle della comunità microbica intestinale. Alcune di queste sostanze sono rappresentate dalle tossine uremiche, tra quelle di derivazione intestinale le principali e più studiate sono p-cresil solfato (PCS) e indossile solfato (IS). IS e p-CS, strettamente legate all’albumina sierica (Human Serum Albumin: HSA), non vengono eliminate facilmente ma rimangono nel torrente ematico. HSA è la più abbondante proteina sierica ed è la principale trasportatrice di composti esogeni ed endogeni, inclusi gli acidi grassi che sembrano rappresentare il maggior ligando endogeno della proteina. Multipli siti di legame vengono utilizzati per gli acidi grassi monoinsaturi (MonoUnsaturated Fatty Acids: MUFA) e PUFA. Acidi grassi e tossine uremiche competono quindi per gli stessi siti di legame sulla proteina. Il potenziale ruolo degli acidi grassi nel contrastare l’accumulo di tossine uremiche derivate dalla comunità batterica intestinale ne giustifica l’importanza della valutazione dei loro livelli ematici. Secondo scopo di questa tesi di dottorato è stato quello di valutare la possibile correlazione tra i livelli di acidi grassi circolanti e la composizione del microbiota intestinale in soggetti affetti da CKD. Sono stati arruolati nello studio 64 pazienti anziani con CKD non dializzati e 15 soggetti anziani con normale funzionalità renale. La composizione del microbiota intestinale è stata precedentemente caratterizzata attraverso l’impiego delle tecniche di elezione: PCR-DGGE e la PCR quantitativa (qPCR). In accordo con la letteratura scientifica, è stata evidenziata una riduzione di batteri saccarolitici e produttori di butirrato nei pazienti con CKD rispetto al gruppo di controllo. Il butirrato sembra giocare un ruolo cruciale nel mantenimento delle ottimali condizioni della barriera intestinale. Tenendo ciò in considerazione è stato deciso di approfondire lo studio e valutare l’associazione tra la comunità microbica intestinale e i livelli di acidi grassi basali in tali pazienti. Come risultato più importante ottenuto, è stata osservata una correlazione positiva statisticamente significativa tra la specie batterica Faecalibacterium Prausnitzii e i livelli totali di Omega-3 entrambi associati a proprietà antinfiammatorie. La presente tesi di dottorato evidenzia la necessità di sostenere ulteriori ricerche per supportare i risultati qui presentati. Studi futuri potrebbero essere utili per migliorare la comprensione del ruolo degli acidi grassi circolanti e i loro metaboliti sulla composizione del microbiota intestinale, sullo stato infiammatorio e sulla malattia renale cronica.