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Obesità
Definizione Sommario I Epidemiologia Obesità = Problema Medico Complicanze CV Complicanze metaboliche Complicanze respiratorie Complicanze endocrine Sommario II Patogenesi Genetica dell’Obesità Obesità genetiche Ruolo del SNC Ruolo dell’adipocita = ghiandola endocrina Alterazioni metaboliche Terapia Strumenti classici & chirurgia Farmaci Nuove strategie Definizione Obesità = intake energetico spesa energetica Definizione obesita’ “patologia ad andamento cronico, evolutivo e recidivante, ad etiopatogenesi multifattoriale consistente in un’ alterazione della composizione corporea caratterizzata da un’ eccessiva massa rispetto ai limiti ritenuti normali per sesso, eta’, statura e costituzione. “ Formule matematiche Formula di Lorentz: Uomo: (statura in cm –100) - (statura in cm -150) 4 Donna: (statura in cm –100) - (statura in cm -150) 2 Formula di Broca: Uomo: statura in cm -100 Donna: statura in cm -104 Obesità: definizione DXA, Total Body Water, Total Body K, CT, MRI, Obesità: definizione Obesità: definizione obesita’ viscerale, centrale, androide o “distribuzione e mela” obesita’ a distribuzione intermedia obesita’ sottocutanea, periferica, ginoide o “distribuzione e pera” Obesità: definizione Distribuzione del tessuto addominale corporeo e rischio relativo BMI Classe di peso Circonferenza Vita uomini <102 cm uomini >102 cm donne <88 cm donne >88 cm Rischio relativo < 18,5 Sottopeso 18,5 - 24,9 Normopeso 25,0 - 29,9 Sovrappeso aumentato alto 30,0 - 34,9 Obesità 1° alto molto alto 35,0 - 39,9 Obesità 2° molto alto molto alto > 39,9 Obesità 3° altissimo altissimo aumentato Relative amount of adipose tissue subcompartments Subcutaneous Subcutaneous, proper Triangular pad Intramuscolar 67.1% 66,8% 0.3% 12.2% Visceral 20.7% Abdominal 18.9% Intraperitoneal 13.5% Retroperitoneal 5.4% 1.8% Thoracic Cardiac 0.2% Other thoracic 1.6% Chonidhury, et al, 1994 L’OBESITA’ E’ STATA DEFINITA UNA VERA E PROPRIA EPIDEMIA • Colpisce 250 milioni di persone adulte (OMS 1998) Provoca malattie croniche e costi sanitari maggiori di quelli legati al fumo di sigaretta, all’alcolismo o alla povertà (RAND Research; Health Affairs, 2002) • I numeri dell’obesità/sovrappeso: ~26% / 61% U.S.A. (NHANES III) ~25% / 60% Europa (IOTF, sito web) ~10% / 33% Italia (ISTAT, 2000) …ed è in aumento: (Yanovski, NEJM 2002) - E’ aumentata del 75% dal 1980 - Triplicata negli ultimi 30 anni • I bambini: - n° di bambini e adolescenti in sovrappeso duplicato dal 1976 - ~10-27% dei bambini italiani di 10 anni in sovrappeso/obeso (IOTF, sito web) OBESITÀ E RISCHIO DI MORTALITÀ Studio dell’American Cancer Society su 750.000 uomini e donne Rischio relativo di mortalità 2.5 Patologie gastrointestinali e polmonari Patologie cardiovascolari e della colecisti Uomini Diabete mellito 2.0 Donne 1.5 1.0 Moderato 0 20 Molto basso Basso 25 Moderato Elevato 30 35 Molto elevato 40 BMI Ristampato da Gray. Med Clin North Am. 1989; 73 (1): 1-13, basato su informazioni statistiche da Lew et al. J Chron Dis. 1979; 32: 563-576. CONSEGUENZE DELL’OBESITÀ • Aumento di malattie e mortalità1 • Aumento dei costi sanitari2 • Riduzione della produttività e della funzionalità2 • Discriminazione sociale ed economica2 1. Gray. Med Clin North Am. 1989; 73: 1-13 2. Gorstein et al. PharmacoEconomics. 1994; 5 (suppl 1): 58-61 Obesità: prevalenza Donne Obesità = Problema Medico Uomini Obesità e funzione CV Cardiopatia Ipertensiva Ipertrofia Cardiopatia Ischemica MORBILITA’ E MORTALITA’ASSOCIATI A DISTRIBUZIONE CENTRALE DELL’ADIPE: LO “STUDIO DI GOTHENBURG” Probabilità di non sviluppare infarto del miocardio 1.0 1.0 0.95 0 Probabilità di sopravvivenza WHR: I quintile < V quintile > 4 8 0.95 12 Follow up 0 (anni) WHR: I quintile < V quintile > 4 8 12 Lapidus, 1984 Trigliceridi e Ch-HDL plasmatici in donne normopeso e con obesità sottocutanea e viscerale mg % Trigliceridi 300 200 150 Ch-HDL 1,5 ** 250 mmol/l % * * 1,25 * 100 1 50 0 0,75 Normopeso Obesità S Obesità V * Normopeso Obesità S Obesità V p<0,05 (Deprés et al., 1995) Valori di circonferenza della vita e prevalenza di ipertensione 50 Rexrode et al, 1998 40 % 30 20 10 0 <71,1 71,1-76,1 76,2-81,2 81,3-86,3 86,4-91,3 91,4-96,5 circonferenza della vita - cm >96,5 Obesità and T2DM Valori di circonferenza della vita e prevalenza di diabete 20 % Rexrode et al, 1998 10 0 <71,1 71,1-76,1 76,2-81,2 81,3-86,3 86,4-91,3 91,4-96,5 circonferenza della vita - cm >96,5 Relative Risk for Type 2 Diabetes Mellitus 12 10 8 6 RR 4 2 0 • 42 504 male health professionals, 40 to 75 years of age, without diagnosed diabetes • 12 years of followup van Dam et al, 2002 < 25 > 30 OBESITA’ E DIABETE II TIPO L’obesita’ e’ - spettatore innocente? - complice indispensabile? - fattore responsabile? del diabete mellito tipo 2. Gli effetti metabolici dell’obesita’ sul metabolismo del glucosio sono responsabili del deterioramento della tolleranza al glucosio, dello sviluppo dell’insulinoresistenza e del danno della betacellula con la mediazione di un background genetico multifattoriale legato anche alla topografia del tessuto adiposo Insulin Resistance: Associated Conditions Type 2 diabetes Impaired Atherosclerosis glucose tolerance Dyslipidemia Decreased fibrinolytic activity Hypertension Insulin Resistance Obesity (central) Polycystic Microalbuminuria ovary disease Hyperuricemia CAUSE DI INSULINORESISTENZA 1. ANOMALIE DELLA SECREZIONE DELLA BETA CELLULA insulina anomala per mutazioni geniche iperproinsulinemia da alterata conversione 2. ANTAGONISTI DELL’AZIONE INSULINICA antagonisti immunologici anticorpali antagonisti ormonali: Cortisolo GH PRL Glucagone Orm. Tiroidei Androgeni Catecolamine antagonisti metabolici: iperglicemia ipernefemia altri antagonisti: TNFalfa PKC Rad 3. DIFETTI RECETTORIALI O POSTRECETTORIALI 4. FATTORI ACQUISITI eccesso ponderale, localizzazione viscerale del grasso dieta iperlipidica, sedentarieta’ fumo di sigaretta Iperinsulinemia Ipertensione arteriosa Resistenza insulinica Obesità viscerale Ridotta Tolleranza glucidica (diabete tipo 2) Aumento Small-Dense LDL Riduzione HDL Ipertrigliceridemia Sindrome Metabolica ATP III Guidelines, NIH, 2001 Associazione di BMI > 25 e almeno 2 alterazioni metaboliche, quali Ipertensione, Dislipidemia o Alterata Tolleranza Glucidica” “L’eccesso ponderale deve essere localizzato a livello centrale” La definizione dell’IDF Obesità e alterazioni funzione respiratoria Obesità e Calcolosi della colecisti: supersaturazione di colesterolo nei sali biliari soprattutto a digiuno ghiandole endocrine/ Normale funzionalità tiroidea metabolismo (recettori T3 ? Ridotti in monociti umani) Growth Hormone ridotto con IGF 1 normale Normale funzionalità corticale surrenale nel 90% diagnosi differenziale con Sindrome di Cushing test soppressione al desametazone overnight dubbio (consigliato il test “lungo”) Funzionalità testicolare Testosterone tot ridotto binding globulin molto ridotta free-testosterone aumentato Funzionalità ovarica nella norma; diagnosi differenziale con Ovaio Cistico Patogenesi dell’Obesità Obesità Genetica Un numero elevato di geni può avere un impatto potenziale sulla regolazione del peso corporeo Predisposizione genetica Little effect Predisposizione genetica interagisce con ambiente Obesità come tratto di Sindrome Pleiotropica Prader Willi Cohen Alstrom Bardet-Biedl Borjeson-Forssmann-Lehmann Lezioni dai modelli animali Lezioni dai modelli animali Obesità Genetica: riassunto Nuclei Ventro-mediale e laterale Tessuto Adiposo Feed-back Tessuto Adiposo SNC Ruolo del SNC Ruolo del SNC e Periferico Ghrelina Blood Nutrients Glucose Fatty Acids Amino Acids ……….. ……….. Hormones Glucocorticoids Aldosterone Estrogens Insulin GH ….. ….. ….. Hormone processing enzymes Aromatase 11β-HSD 1 …………. Nutrients Fatty Acids Lactate ……….. ……….. Hormones Leptin Adiponectin Adipsin Resistin Visfatin TNF MCP PGs IL-6 ….. ….. Body Energy Stores of Lean 70-kg Man Liver triglyceride = 450 kcal Muscle triglyceride = Liver glycogen = 400 kcal 3000 kcal Muscle glycogen = 2500 kcal Adipose tissue triglyceride = 120,000 kcal WHAT’S THE PRIMARY ROLE OF ADIPOSE TISSUE ? • Adipose tissue is an organ for energy storage, a function which is supported by the secretory function of its adipocytes and cannot be detached from intracellular lipid storage and handling. • The secretory function of adipocytes need to be considered as a system at the level of a cell, in which various molecular process function in a coordinated way. • The secretory function should be viewed similarly at the whole body level and include organ-organ interactions. • In this respect, the paracrine and autocrine activities of adipocytes are nowadays underestimated. Cellular components (%) of human adipose tissue Mature adipocytes 50–70 Stromal ‘preadipocytes’ 20–40 Endothelial cells 1–10 Macrophages 1–30 Other cell types ? Hauner H, Proc Nutr Soc 2005 FFA ESTERIFICAZIONE LPL trasporto ? + Glucosio LIPOLISI + FA Glu _ HSL Insulin Glicerolo-3P ADIPOCITA TG + intracell DGAT Ruolo Endocrino del Tessuto Adiposo Leptin Adiponectin Resistin Omentin alpha-TNF, IL6 LEPTIN LA LEPTINA RAPPRESENTA UN MARKER SPECIFICO DI ESPANSIONE DEL TESSUTOADIPOSO RISPONDE IN MANIERA RAPIDA ALL’IPERAFFLUSSO DI LIPIDI ALLA CELLULA VIENE RIDOTTA DALLA RESTRIZIONE CALORICA E DAL CALO PONDERALE AUMENTA L’UPTAKE DI GLUCOSIO E LA LPL NEL BAT E LA CONSEGUENTE OSSIDAZIONE LIPIDICA POSSIEDE UNA CHIARA AZIONE ANTIPROLIFERATIVA SULLA CELLULA ADIPOSA UNO STATO DI LEPTINA RESISTENZA DELLA CELLULA ADIPOSA LIMITA QUESTI EFFETTI PERPETUANDO L’OBESITÀ Body weight regulation Metabolic factors Diet Genetic & environmental factors Physical activity Social factors Energy Intake Energy Expenditure Energy expenditure Resting energy expenditure Postprandial thermogenesis Physical activity Resting energy expenditure Postprandial thermogenesis Physical activity Non-obese Non-obese Obese kcal/[kg LBM]/day kcal/day Obese Resting energy expenditure Postprandial thermogenesis Physical activity Ravussin E et al. Short-term mixed-diet overfeeding in man: no evidence for “luxuskonsumption”. Am J Physiol 249: E470-E477, 1985. Resting energy expenditure (REE) Postprandial thermogenesis (PT) Physical activity (PA) ?? Energetic efficiency Non-obese Obese 25 % ?? Reduced physical activity (sedentary lifestyle) REE REE PT PA PT PA PA Total energy expenditure Non-obese Obese Metabolic factors Diet Genetic & environmental factors Physical activity Social factors Energy Intake Energy Expenditure Body weight regulation Energy intake Models of weight gain Models of weight reduction Role of macronutrients Models of weight gain Models of weight reduction Role of macronutrients weight gain obese non-obese FFM (kg) Models of weight gain Models of weight reduction Role of macronutrients obese non-obese weight reduction FFM (kg) Models of weight gain Models of weight reduction Role of macronutrients High carbohydrate meal plasma glucose and insulin Glucose oxidation plasma free fatty acids Lipid oxidation plasma glucose plasma lipids High fat meal plasma lipids and insulin Lipid storage Lipid oxidation Models of weight gain Models of wt reduction Role of macronutrients Isocaloric Diet Hypercaloric Diet Net lipid uptake Lipidi Glucidi Protidi Genetic & environmental factors ?? Metabolic factors Diet Physical activity Social factors Energy Intake Energy Expenditure Body weight regulation Weight Gain Role of Increasing Proportion of Dietary Fat Higher energy density of high-fat foods Delayed gastric empting satiation intervenes too late UK adult males Low fat diet Obesity virtually absent High fat diet Minor proportion of obesity Zurlo F et al. Low ratio of fat to carbohydrate oxidation as predictor of weight gain: studyof 24-hour RQ. Am J Physiol 59: E650-E657, 1990 Lipid ? Oxidation Don’t forget Cicli futili Na-K ATPase (?? determinazione extra-eritrocitaria) Tessuto adiposo bruno (modelli animali) Abnormal eating patterns (SNC) Dimensioni, numero e distribuzione delle cellule adipose obesità iperplastica (early onset, uniforme) obesità ipertrofica (late onset, centrale) Obesità: terapia Evidence-based medicine Hypo-caloric Diets Behavioral therapy Exercise Chirurgia: bendaggio gastrico Obiettivi della terapia Storia naturale del peso corporeo BMI >30 >25 20 ( 0,25 Kg/anno) < 5% dimagrimento senza riduzione del rischio (insoddisfacente) Stabilizzazione del peso (Obiettivo della popolazione) > 15% dimagrimento con significativa riduzione del rischio (Eccellente) 5-10% dimagrimento (Sufficiente) 10-15% con riduzione del rishio (Buono) Normalizzazione del peso (Ideale ma rara) Rossner. Obesity. 1992. Factor determining the long-term outcome of obesity treatment. Obesity. J.B. Limpincott Co; 119 (7 pt 2): 712-719. MANAGEMENT TERAPEUTICO NON FARMACOLOGICO Stile di vita Attivita’ fisica terapia dietetica Approccio psicocomportamentale FARMACOLOGICO Farmaci attivi sul calo ponderale: Sibutramina, Orlistat, ?rimonabant? Farmaci attivi sulle comorbilita’: Statine, Antipertensivi, ASA, etc Farmaci attivi sull’insulinoresistenza: Metformina, Tiazolidinedioni STRATEGIE DI INTERVENTO Valutazione dello stile di vita del paziente: 1- identificare il livello di attività fisica svolta, strutturata e non 2- abitudini voluttuarie Eventuali modifiche proposte: 1- incrementare il movimento nelle attività quotidiane 2- proporre attività fisica aerobica adeguata 3- scoraggiare le abitudini deleterie quali il fumo di sigaretta e l’abuso di caffe’ e alcoolici STILE DI VITA • Nello studio DPP i soggetti con sola modifica dello stile di vita riducono del 58% l’incidenza di comparsa di NIDDM , meglio di quanto ottenuto con la metformina (DPP group, N Engl J Med 306, 393—403 2002 • Nel Finnish diabetes Prevention Study i risultati sono analoghi (Tuomilehto et al N Engl J Med 344 1343—1350 2001 ATTIVITÀ FISICA: IMPATTO SULLE COMORBILITÀ • Migliora la funzione cardiorespiratoria1 • • • • Migliora il profilo lipidico1 Riduce la pressione arteriosa2 Aumenta la sensibilità insulinica2 Migliora il controllo glicemico2 1. Grilo et al. In: Stunkard, Wadden. Obesity: Theory and Therapy; 1993: chap 15. 2. Pi-Sunyer. In: Frankle, Yang. Obesity and Weight Control: The Health Professional's Guide to Understanding and Treatment; 1988. ATTIVITA’ FISICA • L’esercizio fisico e’ una componente essenziale della terapia della sindrome metabolica • E’ stato notato che il solo esercizio fisico e’ in grado di ridurre il grasso addominale • (Ross et al, Ann Int Med 133, 92—103 2000) • Nello studio familiare HERITAGE e’ stato riscontrato che l’esercizio normalizza i trigliceridi ed eleva l’HDL ma solo nei soggetti con entrambe le anomalie (Couillard et al, Atheroscler Thromb Vasc Biol 21, 1226—1232 2001) Strategia: dieta “punitiva” VLCD O VLED -DIETA FORTEMENTE IPOENARGETICA ( < 800 Kcal) DIETA IPOLIPIDICA -DIETA A BASSO CONTENUTO LIPIDICO (grassi totali < 25% Kcal totali/die) DIETA A BASSO CONTENUTO DI CARBOIDRATI- Apporto di carboidrati pari a 20-50 g/die, in proporzione elevato apporto di proteine e grassi IPERPROTEICA- formulata con apporto elevato di proteine, moderato di grassi e carboidrati Strategia: educazione alimentare IN CHE COSA CONSISTE? L’educazione alimentare è il processo informativo ed educativo per mezzo del quale si persegue il generale miglioramento dello stato di nutrizione degli individui, attraverso la promozione di adeguate abitudini alimentari, l’adozione di manipolazioni più igieniche degli alimenti ed un efficiente utilizzo delle risorse alimentari. OMS/FAO TERAPIA DIETETICA 1 • E’ nota da tempo l’inefficacia degli approcci dietetici convenzionali nel medio e lungo termine • questo potrebbe dipendere da numerosi fattori: monotonia nell’alimentazione, regimi dietetici troppo ristretti, follow-up dei pazienti inadeguato, obiettivi terapeutici non realistici TERAPIA DIETETICA 2 • I regimi dietetici proposti spesso sono inadeguati dal punto di vista nutrizionale e non razionali • Molto frequente il fenomeno del “weightcycling”, che porta ad un ulteriore incremento di Fat Mass • Molto spesso i pazienti hanno difficoltà a seguire i regimi dietetici prescritti per problematiche connesse all’attivita’ lavorativa TERAPIA DIETETICA 3 - CHE FARE?• Proporre obiettivi realistici: e’ noto da tempo che cali dell’ordine del 5-10% dell’eccesso ponderale riducono significativamente l’insorgenza delle patologie correlate (1) • Cali ponderali intenzionali di 9 Kg sono associati a riduzione della mortalità del 24% (2) • • 1- Sarwer DB, Wadden TA, J Womens Healt Gend Based Med 1999, May; 8(4): 483-93 2- Gregg EW et al, Ann Intern Med 2003; 138: 383-89 Obesità: drug therapy Sibutramina - inibisce il re-uptake di neurotrasmettitori come serotonina e noradrenalina - riduce assunzione di cibo - riduzione dose dipendente fino al 9% del basale - STORM trial evidenzia una maggiore efficacia nel mantenere la riduzione ponderale ottenuta - secchezza fauci, insonnia, rialzi PA persistente Obesità: drug therapy Orlistat - inibisce la lipasi pancreatica - riduce assorbimento degli acid grassi introdotti con i trigliceridi della dieta - riduzione fino al 10% in 2 anni (vs. 4-6% placebo) - steatorrea Obesità: drug therapy Efedrina & Caffeina - aumenta il consumo di O2 del 10% per ore - aumento fc e palpitazioni METFORMINA • Riduce la produzione epatica di glucosio • Riduce l’assorbimento intestinale di glucosio + • Aumenta la captazione periferica di glucosio • Aumenta l’utilizzazione di glucosio in periferia = Miglioramento della sensibilità all’insulina Recettore cannabinoidi CB1 Sistema degli endocannabinoidi: fosfolipidi prodotti localmente con breve emivita che del rispettivo recettore G-protein associato (CB1). CB1 è espresso in diverse aree del SNC e SNP, fegato, muscolo, tessuto adiposo e tratto gastro-enterico Effetti centrali vs. effetti periferici CB1 knock-out mice sono magri e questo fenotipo non si spiega solo con la ridotta assunzione di cibo Stimolazione di CB1 a livello del tessuto adiposo induce lipogenesi e ridotta produzione di adiponectina RIMONABANT: CB1 receptor blockade Anthropometry and lipids Despres NEJM 353:2121, 2005 RIMONABANT: CB1 receptor blockade Glucose metabolism and adiponectin Despres NEJM 353:2121, 2005 Drug therapy: new strategies Drug therapy What’s going on La chirurgia bariatrica • Quale è il candidato? – ??? • Quale intervento migliore ? – Interventi di tipo restrittivo • gastroplastica verticale e sue varianti • bendaggio gastrico – Interventi di tipo malassorbitivo • by-pass digiuno-ileale Indicazioni alla chirurgia bariatrica 1. BMI >40 2. BMI >35 con comorbidita’ o indicazione a chirurgia addominale 3. Obesità presente da almeno 5 anni 4. Eta’ 18-65 5. Criteri dietologici LAP BAND ® dopo chiusura del bendaggio Valutazione preoperatoria Internistica Psicologica Dietologica Psichiatrica Gastroenterologica (EGDS) Radiologica (Eco, RxTdT) Fisiopatologia respiratoria Anestesiologica Chirurgica BMI medio post-operatorio (2176 pts) 48,0 44,0 Gruppo Italiano LAP-BAND® 43,7 39,3 40,0 36,2 36,0 33,9 BMI 31,5 32,0 32,4 31,7 30,6 28,0 24,0 20,0 0 6 12 18 24 Mesi 36 48 60 Le magrezze • Peso reale inferiore all’85- 90% di quello ideale • Presenza di massa adiposa inferiore al 5% della massa corporea • BMI inferiore a 18 Magrezza costituzionale • Frequente familiarita’ • Assenza di disturbi organici • Se presente ridotto sviluppo delle masse muscolari e dello scheletro, ipotensione, visceroptosi, si parla di “magri ipostenici” in questi soggetti vi e’ una risposta torpida dell’asse ipotalamo-ipofisi e dell’insulina vari test di stimolo. Magrezza costituzionale II • Scarsamente responsiva alla terapia dietetica e farmacologica (sconsigliata!!!!!!!) gli aumenti spesso sono transitori • La dieta deve essere ipercalorica e ricca in carboidrati per il loro effetto di stimolazione dell’insulina, ormone classicamente anabolizzante • Utile consigliare esercizio fisico adeguato all’incremento della massa muscolare (utilizzo di pesi ed analoghi) Magrezze secondarie • Le magrezze secondarie si manifestano ogniqualvolta si instauri un bilancio energetico negativo sufficientemente prolungato; sono frequentemente la spia di situazioni patologiche spesso di notevole gravità,. Le magrezze da insufficiente apporto calorico sono le più diffuse nel mondo. Il quadro clinico può variare in rapporto all’entità e alla qualità del deficit calorico e ali’ età di insorgenza. Nelle magrezze secondarie la terapia più razionale è quella di individuare e rimuovere le cause del dimagramento. Magrezze secondarie II • Le alterazioni endocrino-metaboliche che si instaurano nelle magrezze da ipoalimentazione involontaria o forzata (amenorrea, ipercortisolismo, sindrome a bassa T3, ridotta o alterata secrezione di ADH, bassi livelli di fattore di crescita insulino-simile, IGF-I; con aumentati livelli di GH, anemia, ipoalbuminemia, ridotta massa muscolare, osteoporosi) non differiscono dalle alterazioni indotte da ipoalimentazione volontaria, quale l’anoressia nervosa. Magrezze secondarie III • Diabete lipoatrofico: questa è una sindrome rara nella quale il DM insulino-resistente è associato a un'estesa scomparsa simmetrica o pressoché completa del tessuto adiposo sottocutaneo. Essa è stata messa in relazione con alterazioni genetiche del recettore insulinico. Magrezze secondarie IV • • • • • Ipertiroidismo enteropatie causanti malassorbimento Cachessia neoplastica Cachessia cardiaca BPCO (blue bloater)