Ocena stężeń wybranych adipocytokin i białka C reaktywnego (CRP) u chorych na astmę oskrzelową

diagnostyka laboratoryjna Journal of Laboratory Diagnostics Diagn Lab 2014; 50(3): 213-220 Praca oryginalna Original Article Ocena stężeń wybranych adipocytokin i białka C reaktywnego (CRP) u chorych na astmę oskrzelową Evaluation correlation between selected adipocytokines, C-reactive protein (CRP) and BMI in patients with bronchial asthma Anna Jasińska 1, Łukasz Kraszula 1, Makandjou-Ola Eusebio 1, Maciej Kupczyk 2, Piotr Kuna 2, Mirosława Pietruczuk 1 1 Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej II Klinika Chorób Wewnętrznych UM w Łodzi 2 Klinika Chorób Wewnętrznych, Astmy i Alergii, II Klinika Chorób Wewnętrznych UM w Łodzi Streszczenie Wprowadzenie: Dokładny mechanizm związku astmy z otyłością nie został do końca poznany. Badania prowadzone w ostatnich latach wskazują na udział mediatorów tkanki tłuszczowej adipocytokin w regulacji procesów zapalno-immunologicznych w przebiegu tego schorzenia. Cel badania: Celem podjętej pracy była ocena stężeń surowiczych wybranych adipocytokin leptyny, adiponektyny, rezystyny oraz białka C-reaktywnego (CRP) i określenie korelacji ze wskaźnikiem masy ciała (BMI) i ciężkością choroby pacjentów chorych na astmę oskrzelową. Materiał i metody: Badania przeprowadzone były w grupie 30 osób chorych na astmę oskrzelową ciężką i 25 chorych na astmę umiarkowaną łagodną. Wszyscy chorzy leczeni byli glukokortykosteroidami. W grupach badanych i grupie kontrolnej wykonano w surowicy oznaczenia adipocytokin leptyny, adiponektyny, rezystyny i białka CRP techniką immunoenzymatyczną. Wyniki: Zarówno u kobiet jak i mężczyzn chorych na astmę stwierdzono istotnie wyższe stężenie w surowicy leptyny i białka CRP w porównaniu do grupy kontrolnej. Dodatkowo w grupie chorych kobiet zaobserwowano wprost proporcjonalną zależność między stężeniami tej adipocytokiny i białka C-reaktywnego a BMI pacjentek. W przypadku dwóch pozostałych adipocytokin adiponektyny i rezystyny, nie zaobserwowano znaczących zmian stężeń w surowicy w grupach badanych i kontrolnej. Wnioski: Obserwacje wskazują, że leptyna w powiązaniu z CRP i BMI może być ważnym wskaźnikiem prognostycznym w ocenie stopnia zaawansowania astmy oskrzelowej, szczególnie u chorych kobiet. Summary Background: The exact mechanism of obesity-asthma relationship is not fully understood. Research conducted in recent years indicate the role of mediators secreted by adipose tissue adipocytokines in the regulation of inflammatory and immune processes in the course of the disease. Aims: We evaluated serum concentrations of selected adipocytokines leptin, adiponectin, resistin and C-reactive protein (CRP) in patients with asthma vs control group, and estimated their correlation with body mass index (BMI) and disease severity. Methods: The studies were performed in 30 patients with severe bronchial asthma and in 25 patients with mild-moderate asthma. All patients were treated with glucocorticosteroids. We estimated the adipocytokines leptin, adiponectin, resistin and CRP using immunoassay technique. Results: Both women and men with asthma had significantly higher serum leptin and C-reactive protein (CRP) levels in comparison with controls. Additionally, in the group of women with asthma, we observed a correlation between serum concentration of adipocytokine, C-reactive protein (CRP) and BMI. For the other adipocytokines adiponectin and resistin, we did not observe any significant changes in serum concentration in the treated groups and the control group. Conclusion: Our studies indicate that leptin, CRP and BMI may be important prognostic indicators in assessing the severity of asthma, especially in women. Słowa kluczowe: adipocytokiny, adiponektyna, astma oskrzelowa, białko C-reaktywne (CRP), BMI, leptyna, rezystyna Key words: adipocytokines, adiponectin, BMI, bronchial asthma, C-reactive protein (CRP) leptin, resistin 213

www.diagnostykalaboratoryjna.eu Wstęp W ostatnich latach niepokojąco wzrasta częstość występowania zarówno astmy oskrzelowej, jak i otyłości. Z licznie przeprowadzonych badań epidemiologicznych i przekrojowych wynika, że ta obserwowana tendencja dotyczy głównie populacji krajów wysokorozwiniętych, o wysokim standardzie życiowym, głównie Europy i USA [1, 2]. Stwierdzono, ze astma jest schorzeniem częściej występującym u osób otyłych (BMI>30 kg/m 2 ) i jest znacznie trudniejsza do kontroli [1, 3, 4]. Otyli chorzy na astmę mają często zaburzoną funkcję płuc, znacznie gorsze wyniki badań spirometrycznych i więcej chorób współistniejących w porównaniu do chorych z prawidłową wagą ciała [5, 6, 7, 8, 9]. Zastosowanie systemowych glukokortykosteroidów w leczeniu, mało aktywny tryb życia mogą być dodatkowymi czynnikami sprzyjającymi nasilenie otyłości u chorych z astmą ciężką. Z przeprowadzonych badań wynika, że w większości przypadków stan otyłości przyśpiesza rozwój astmy [10, 11, 12, 13]. Wykazano, że otyłość zaostrza przebieg astmy, jednak mechanizmy i zależności między nimi nie są do końca jasne i wymagają dalszych obserwacji. Ponadto wyniki wielu obserwacji wskazują na poprawę kontroli astmy po obniżeniu masy ciała u otyłych chorych [14]. W kontekście wielu badań prowadzonych w ostatnich latach nad otyłością, zmieniło się również podejście do tkanki tłuszczowej, która jeszcze do niedawna traktowana była jedynie jako ogólnoustrojowy magazyn energetyczny. Jednak od kilkunastu zwraca się uwagę na jej endokrynną rolę. Wykazano, że komórki tkanki tłuszczowej adipocyty są źródłem kilkudziesięciu aktywnych metabolicznie białek adipocytokin, które uwalniane są do krwi obwodowej. Dodatkowo tkanka tłuszczowa otyłych jest nacieczona makrofagami, które są źródłem cytokin prozapalnych odpowiedzialnych za rozwój ogólnoustrojowego przewlekłego procesu zapalnego o miernym stopniu nasilenia [14, 15, 16, 17]. Wykazano, że stan otyłości jako podprogowy proces zapalny indukuje przebudowę (remodeling) w drogach oddechowych, prowadząc do rozwoju astmy [18, 19, 20]. Zaobserwowano, że u otyłych chorych na astmę stężenia TNF-α, IL-6, leptyny są znacznie wyższe w porównaniu do chorych nieotyłych [21]. Coraz częściej postuluje się wyodrębnienie fenotypu astmy z towarzyszącą jej otyłością obesity-associated asthma, w którym m.in. zostały uwzględnione procesy systemowego zapalenia i prozapalne działanie adipocytokin leptyny, rezystyny i adiponektyny [22, 23, 24]. Mimo, że w patogenezie astmy zwraca się uwagę na udział białek wydzielanych przez tkankę tłuszczową adipocytokin, to znaczenie ich nie jest to końca poznane i jasne. Leptyna i jej receptory wykazują ekspresję m.in. w tkance płucnej. Ta adipocytokina mająca właściwości prozapalne może być jednym z istotnych czynników w patogenezie astmy oskrzelowej m.in. poprzez indukcję syntezy i sekrecji mediatorów zapalnych z tkanki tłuszczowej oraz inicjację procesów zapalnych w płucach [25] Rezystyna, należąca do rodziny białek bogatych w cysteinę, podobnie jak leptyna, wykazuje działanie prozapalne. Wykazano, że ekspresja tej adipocytokiny jest znacznie podwyższona w hipertroficznym nabłonku oskrzelowym objętym procesem zapalnym [26]. Rola ludzkiej rezystyny nie jest w pełni wyjaśniona, niewiele jest publikacji dotyczących roli tego białka w astmie, a wyniki badań są często sprzeczne i kontrowersyjne [26, 27]. Adiponektyna i jej receptory wykazują ekspresję na mięśniach gładkich płuc [20, 27]. Mimo, że jest ona uważana przede wszystkim za adipocytokinę przeciwzapalną, to ostatnie badania wykazały, że białko to może wywierać również efekty prozapalne u chorych z reumatoidalnym zapaleniem stawów (rzs) poprzez indukcję IL-6 i prekursora metaloproteinazy 1 [28]. Przypuszcza się, że wysokocząsteczkowa izoforma adiponektyny (HMW), która przeważa u kobiet, może być bardziej związana z rozwojem astmy [28,29,30]. Przyczynowa rola adiponektyny w chorobach płuc jest lepiej poznana u myszy niż u człowieka. Uważa się również, że krążące białko C-reaktywne (CRP), produkowane w wątrobie w odpowiedzi na ostry proces zapalny przy udziale TNF-α, IL-6 i innych cytokin prozapalnych jest czułym wskaźnikiem zapalenia w astmie oskrzelowej [31, 32]. Celem podjętych badań była ocena stężeń w surowicy wybranych adipocytokin leptyny, adiponektyny, rezystyny oraz białka CRP i określenie stopnia korelacji ze wskaźnikiem masy ciała (BMI) i ciężkością choroby u pacjentów chorych na astmę oskrzelową. Materiał i metody Grupy badane stanowili pacjenci z rozpoznaną astmą oskrzelową: 30 niepalących chorych z ciężką postacią będących w stabilnym stanie klinicznym, w tym 17 kobiet i 13 mężczyzn 25 niepalących chorych z umiarkowaną łagodną postacią, w tym 13 kobiet i 12 mężczyzn. Grupę kontrolną stanowiło 27 zdrowych, niepalących osób w zbliżonym do grup badanych przedziale wiekowym i rozkładzie płci. Do grupy kontrolnej zakwalifikowano osoby po uprzednim wykluczeniu u nich istnienia schorzeń o podłożu zapalnym. Osoby z grupy kontrolnej w przeprowadzonym wywiadzie nie skarżyły się na incydenty związane z uczuleniem na alergeny wziewne bądź pokarmowe. Nie wykazano u nich obciążeń rodzinnych o charakterze atopowym. Kwalifikacji osób zarówno do grup kontrolnych jak i badanych dokonał lekarz specjalista. W rozpoznaniu astmy oskrzelowej oparto się na wywiadzie przeprowadzonym przez lekarza specjalistę i ocenie zmienności obturacji dróg oddechowych, zgodnie z obowiązującymi zaleceniami GINA 2012 [33]. Oceny stopnia zaawansowania choroby dokonano na podstawie definicji wykorzystanej w badaniach grupy ENFUMOSA [34]. W grupie pacjentów z ciężką astmą zastosowano stałe leczenie wysokimi dawkami sterydów wziewnych (co najmniej 1600 μg/ dobę budesonidu lub beklometazonu, 800 μg/dobę flutikazonu lub równoważnika). W przewlekłej terapii doustnej wymagane dawki leków sterydowych były dwukrotnie mniejsze odpowiednio wynosiły 800 μg/dobę budesonidu lub beklometazonu oraz 400 μg/dobę flutikazonu lub równoważnika. Dodatkowo u pacjentów z ciężką astmą włączono do leczenia teofilinę lub długo działającego β2-agonistę. W tej grupie pacjentów odnotowano co najmniej jedno zaostrzenie choroby podstawowej w roku poprzedzającym przeprowadzone badania. Pacjenci zakwalifikowani do grupy z astmą umiarkowaną łagodną leczeni byli budesonidem lub beklometazonem w dawce mak- 214

Diagn Lab 2014; 50(3): 213-220 Parametr Mężczyźni Kobiety Astma ciężka (SA) Astma Umiarkowana-Łagodna (MA) Astma ciężka (SA) Astma Umiarkowana-Łagodna (MA) n 13 12 17 13 wiek 48± 13,5 41 ± 12,5 50± 15,5 43 ± 13,5 czas trwania choroby 17± 9,7 11± 6,3 15± 7,5 9± 5,1 atopia 80% 89% 81 87% BMI 26,5 24 29,2 22,8 FEV1 % 63 79,6 67 75 PEF % 53 90,5 59 90,5 Tabela I. Charakterystyka grup badanych BMI (Body Mass Index) wskaźnik masy ciała. FEV1 (Forced Expiratory Volume) natężona pierwszosekundowa objętość wydechowa. PEF (peak expiratory flow) szczytowy przepływ wydechowy symalnej 800 μg/dobę oraz flutikazonem lub równoważnikiem w dawce 500 μg/dobę. Pacjenci stanowiący grupy badane nie otrzymywali innych, poza glikokortykosterydami, leków o działaniu immunosupresyjnym. Podłoże atopowe astmy wykazano u 82% pacjentów z postacią ciężką i 88% z umiarkowaną łagodną. W grupie chorych z postacią ciężką wartość FEV1% wyniosła 51,4% +/ 13,7 normy należnej i 78,6% +/ 9,04 u chorych z astmą umiarkowaną łagodną. Grupy badane i grupę kontrolną poddano analizie antropometrycznej. U każdego pacjenta dokonano pomiaru masy ciała ciała (kg) i wzrostu (m) w celu wyliczenia wskaźnika masy ciała BMI (body mass index) masa ciała (kg) BMI = [wzrost (m)] 2 Na podstawie uzyskanych wyników grupy badane i kontrolną sklasyfikowano pod względem stopnia otyłości. U pacjentów chorych na astmę i osobom zdrowym, stanowiących grupę kontrolną, pobierano krew z żyły łokciowej do próżniowych probówek w systemie zamkniętym z wykrzepiaczem (mikrogranulki). Probówki z wykrzepiaczem wirowano przy 3000 obr./min. przez 10 minut, następnie oddzielano w celu uzyskania surowicy. Uzyskaną surowicę mrożono w temp. -20 o C, a następnie rozmrożono w celu wykonania oznaczeń wybranych adipocytokin i białka C-reaktywnego (CRP). Do oceny stężenia wybranych adipocytokin i białka CRP wykorzystano testy immunoenzymatyczne ELISA. Stężenia leptyny, adiponektyny i rezystyny oraz białka C-reaktywnego w surowicy w grupie badanej i kontrolnej zostały oznaczone przy użyciu zestawów odczynnikowych firmy R&D Systems. Podczas wykonywania oznaczenia postępowano zgodnie z zaleceniami producenta zawartymi w instrukcji dołączonej do zestawu. Odczytu pomiaru absorbancji powstałego produktu barwnego reakcji enzymatycznej dokonano na czytniku ELISA ELx 800 firmy Bio Tek Instrument. Stężenie adipocytokin i białka C-reaktywnego w badanych próbkach odczytano z krzywej kalibracyjnej sporządzonej w oparciu o absorbancję standardów przy użyciu programu kalkulacyjno- -obliczeniowego KC Junior. W opracowaniu statystycznym wyników przyjęto podział uwzględniający płeć. Przy analizie wyników uzyskanych u kobiet i mężczyzn korzystano z pakietu statystycznego STATISTICA, testu ANOVA rang Kruskala-Wallisa, testu U Manna-Whitney a i testu korelacji porządku rang Spearmana. Wyniki W Tabeli I przedstawiono charakterystykę grup badanych z uwzględnieniem płci, wieku, czasu trwania choroby, etiologii, wartości BMI oraz podstawowych parametrów spirometrycznych FEV1% i PEF%. Zaobserwowano, że w grupie kobiet chorych na astmę wartości BMI związane są ze stopniem zaawansowania choroby. Przedsta- Parametr Astma ciężka Astma umiarkowana łagodna Grupa kontrolna SA MA NC N 17 13 14 mediana kwartyl kwartyl na kwartyl kwartyl na kwartyl kwartyl Dolny Górny media- Dolny Górny media- Dolny Górny P BMI 29,2 24,2 35,3 22,8 20,8 26,8 22,5 20,7 24,8 <0,05 Białko CRP [μg/ml] 3,7 1,6 11,4 1,4 0,8 3,3 0,9 0,7 4,2 <0,05 Leptyna [pg/ml] 253 117 363 136 107 201 53 32 102 <0,05 Adiponektyna [ng/ml] 108 65 171 91 78 114 69 52 99 nz* Rezystyna [ng/ml] 2,7 2,2 3,4 3,5 3,2 4,1 2,6 2,0 4,1 nz* Tabela II. Ocena średnich wartości BMI oraz stężeń białka CRP, leptyny, adiponektyny, rezystyny w surowicy u kobiet chorych na astmę i zdrowych nz* wynik nieznamienny statystycznie 215

www.diagnostykalaboratoryjna.eu Parametr Astma ciężka Astma umiarkowana łagodna Grupa kontrolna SA MA NC N 13 12 13 Zmienna mediana kwartyl kwartyl na kwartyl kwartyl na kwartyl kwartyl Dolny Górny media- Dolny Górny media- Dolny Górny P BMI 26, 5 24,5 28,7 24,0 22,7 26,7 23,8 23,0 24,2 nz* Białko CRP [μg/ml] 4,7 2,3 15,6 1,6 0,9 3,7 0,9 0,6 1,40 <0,05 Leptyna [pg/ml] 109 60 134 87 55 182 36 27 62 <0,05 Adiponektyna [ng/ml] 75 54 103 64 49 93 63 51 80 nz* Rezystyna [ng/ml] 3,0 2,6 6,4 3,3 2,8 4,3 2,6 1,9 3,1 nz* Tabela III. Ocena średnich wartości BMI oraz stężeń białka CRP, leptyny, adiponektyny, rezystyny w surowicy u mężczyzn chorych na astmę i zdrowych nz* wynik nieznamienny statystycznie wione wyniki wykazują, że w grupie kobiet z astmą ciężką wartość BMI była znamiennie wyższa w porównaniu do grupy z astmą umiarkowaną łagodną (29,2 vs. 22,8). Jednak w grupie mężczyzn te różnice były mniejsze średnia wartość BMI u chorych z astmą ciężką była tylko nieznacznie wyższa w porównaniu z grupą pacjentów chorych na astmę umiarkowaną łagodną (26,5 vs. 24,0). Z opracowanych danych wynika, że zarówno grupy mężczyzn, jak i kobiet chorych na astmę umiarkowaną łagodną nie wykazywały nadwagi a wartości BMI były zbliżone do wartości obserwowanych w grupie kontrolnej BMI odpowiednio 22,5 (K) i 23,8 (M). Uzyskane wyniki badań stężeń wybranych adipocytokin i białka CRP oraz wartości BMI przedstawiono w postaci tabel II i III i rycin leptyny (ryc. 1), adiponektyny (ryc. 2), rezystyny (ryc. 3) oraz białka C-reaktywnego (ryc. 4). Zaobserwowano, że zarówno w grupach kobiet (tab. II), jak i mężczyzn chorych na astmę ciężką i umiarkowaną łagodną (tab. III) wartości stężeń leptyny są znamiennie podwyższone w porównaniu z grupą kontrolną (p<0,05). Przeprowadzone badania wykazały, że średnie stężenie leptyny u kobiet z astmą ciężką było 5-krotnie wyższe w porównaniu do grupy kontrolnej, natomiast u mężczyzn zaobserwowano 3-krotny wzrost stężenia tej adipocytokiny (ryc. 1). W przypadku pozostałych adipocytokin adiponektyny (ryc. 2) i rezystyny (ryc. 3), uzyskane wyniki w grupach badanych i kontrolnych kobiet i mężczyzn nie wykazały statystycznie Rycina 1. Średnie stężenia leptyny w grupach kobiet i mężczyzn chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). Rycina 3. Średnie stężenia rezystyny w grupach kobiet i mężczyzn chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). Rycina 2. Średnie stężenia adiponektyny w grupach kobiet i mężczyzn chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). Rycina 4. Średnie stężenia białka C reaktywnego (CRP) w grupach kobiet i mężczyzn chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). 216

Diagn Lab 2014; 50(3): 213-220 znamiennych różnic. Wyniki stężeń białka C-reaktywnego (CRP) zarówno u kobiet jak i mężczyzn chorych na astmę były znamiennie podwyższone (p<0,05) w stosunku do osób zdrowych (tab. II, tab. III, ryc. 4). Zaobserwowano również, że wzrost stężenia białka C-reaktywnego (CRP) związany był ze stopniem zaawansowania choroby. Wykazano, że średnie stężenia białka CRP w grupie badanych kobiet z astmą ciężką wynosiło 3,7 μg/ml, z astmą łagodną 1,4 μg/ml, zaś w grupie kontrolnej 0,9 μg/ml. W grupie mężczyzn odnotowano podobną tendencję średnie stężenie białka CRP wynosiło 4,7 μg/ml (SA), 1,60 μg/ml (MA) i 0,9 μg/ml (NC). Ponadto wykazano, że w grupie kobiet chorych na astmę ciężką istnieją dodatnie korelacje pomiędzy następującymi parametrami: BMI i stężeniem leptyny (p=0,025), BMI i stężeniem białka CRP (p=0,005) oraz stężeniami leptyny i białka CRP (p=0,039). Tych zależności nie zaobserwowano w grupie mężczyzn z astmą ciężką. Przeprowadzono analizę porównawczą pomiędzy grupami badanymi (SA v MA) i pomiędzy grupami badanymi a grupą kontrolną (SA vs. NC i MA vs. NC) u kobiet i mężczyzn dla następujących parametrów: BMI, stężeń leptyny, adiponektyny, rezystyny i białka C-reaktywnego (CRP). Wykazano dodatnią korelację pomiędzy grupą chorych na astmę ciężką i grupą kontrolną (SA vs. NC) dla uzyskanych wyników badań BMI (p<0,02), stężeń leptyny (p<0,02) i białka CRP (p<0,01), zarówno u kobiet jak i mężczyzn. Nie zaobserwowano korelacji pomiędzy grupą chorych z astmą ciężką a grupą z astmą umiarkowaną łagodną (SA vs. MA), zarówno w populacji kobiet jak i mężczyzn dla stężeń adipocytokin leptyny, adiponektyny i rezystyny. Stwierdzono, że istnieje dodatnia korelacja (p<0,05) pomiędzy grupami badanymi (SA vs. MA) i pomiędzy grupą badaną z astmą ciężką a grupą kontrolną (SA vs. NC) dla stężenia białka C-reaktywnego. Nie wykazano korelacji dla stężenia adiponektyny zarówno u kobiet jak i mężczyzn pomiędzy grupami badanymi i pomiędzy grupami badanymi a kontrolną. Zaobserwowano, że pomiędzy grupą mężczyzn chorujących na astmę ciężką a grupą kontrolną (SA vs. NC) oraz pomiędzy grupą mężczyzn chorych na astmę umiarkowaną łagodną a grupą kontrolną (MA vs. NC) istnieje dodatnia korelacja dla stężeń rezystyny (p <0,05). Tych zależności nie zaobserwowano w grupie badanej kobiet. Dyskusja W ostatnich latach, w związku z dramatycznym wzrostem zachorowalności na świecie zarówno na astmę jak i otyłość, przeprowadzono szereg badań epidemiologicznych, przekrojowych, klinicznych, które miały na celu wykazanie zależności między tymi schorzeniami. Wyniki badań eksperymentalnych prowadzonych na modelach zwierzęcych oraz wyniki badań populacyjnych u ludzi są często niejednoznaczne, czasem nawet kontrowersyjne [9, 10, 11, 12]. Jednak w wielu pracach podkreśla się, że stan otyłości jest jednym z ważniejszych czynników ryzyka wystąpienia astmy. Liczne badania populacyjne wykazują, że wystąpienie nadwagi i otyłości jest czynnikiem predykcyjnym astmy [14, 33, 36]. Dane przedstawiane w wielu pracach wyraźnie wskazują na wzrost częstości występowania astmy u osób z nadwagą i otyłych w porównaniu z osobami z prawidłowym BMI [36, 37]. U dorosłych podkreślano istotny związek pomiędzy astmą a otyłością, szczególnie u otyłych kobiet przed menopauzą [38, 39]. Jednak obserwacji tych nie potwierdzono w populacji dorosłych mężczyzn [40]. Metaanaliza prospektywna badań epidemiologicznych prowadzona u dorosłych przez Beuthera wykazała, że częstość występowania astmy u osób otyłych średnio wzrasta o 50%. [41]. BMI jest ważnym wskaźnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy ocenie powiązań z astmą, ze szczególnym uwzględnieniem wieku i płci. U osób otyłych astma ma znacznie trudniejszy przebieg, częściej występuje ciężka postać astmy oskrzelowej. Uzyskanie kontroli jest zdecydowanie trudniejsze u chorych z otyłością i jest znacznie trudniejsza w leczeniu. Dlatego zasadne staje się, aby cykl leczenia obejmował również redukcję masy ciała [14]. Przeprowadzone badania potwierdziły, że wskaźnik BMI jest znamiennie podwyższony u chorych na astmę ciężką, szczególnie u kobiet. Ponadto zaobserwowano, że w grupie kobiet chorych na astmę ciężką wskaźnik BMI związany jest ze stopniem zaawansowania choroby. Wykazano, że w grupie mężczyzn te różnice były mniejsze średnia wartość BMI u chorych na astmę ciężką była tylko nieznacznie wyższa w porównaniu do chorych na astmę umiarkowaną łagodną. Z własnych obserwacji wynika, że zarówno grupa badana mężczyzn jak i kobiet chorych na astmę umiarkowaną łagodną nie wykazywała nadwagi. Uzyskane wartości BMI, przede wszystkim u chorych kobiet, potwierdzają, że nadwaga i otyłość towarzyszą astmie, szczególnie jej ciężkiej postaci. Biorąc pod uwagę obecny stan wiedzy, wydaje się, że istotnym ogniwem łączącym astmę z otyłością mogą być aktywne biologicznie, wykazujące działanie plejotropowe białka adipocytokiny i ich wpływ na proces zapalny w drogach oddechowych. Tkanka tłuszczowa z jednej strony aktywnie uczestniczy w homeostazie energetycznej, z drugiej zaś coraz bardziej podkreśla się jej rolę w odpowiedzi immunologicznej. Stan otyłości nasila proces uogólnionego zapalenia, który charakteryzuje się wzrostem krążących prozapalnych adipocytokin, chemokin i białek ostrej fazy [22]. Badania nad otyłością wykazały endokrynną funkcję tkanki tłuszczowej, przejawiającej się w wydzielaniu biologicznie aktywnych cytokin TNF-α, IL-6 i adipocytokin m.in. leptyny, adiponektyny, rezystyny [22]. Populacyjne badania przeprowadzone u ludzi dotyczące roli leptyny w astmie przynoszą często niejednoznaczne wyniki. Scott w swojej pracy dokonał oceny wpływu budowy ciała na proces zapalenia u osób z nadwagą i otyłych astmatyków. Zwrócił uwagę na różnice w rozmieszczeniu tkanki tłuszczowej u mężczyzn i kobiet. Wydaje się, że wpływ zapalenia indukowanego otyłością u chorych na astmę ma charakter dimorficzny, związany z płcią. Zwraca on uwagę na wpływ lipidów zlokalizowanych w tkance mięśniowej w postaci kropelek, które wykazują większą aktywność metaboliczną. Ten kompartyment lipidowy jest znacznie większy u kobiet, może wywierać efekty prozapalne, dodatkowo jest silnie skorelowany z krążącymi adipocytokinami leptyną i adiponektyną [42]. W badaniach prowadzonych przez grupę Leao da Silva u młodzieży z astmą i wyjściową nadwagą i otyłością zaobserwowano dodatnią korelację między spadkiem masy ciała a stężeniem leptyny i złagodzeniem objawów astmy. Uznano, że leptyna może być czynnikiem predykcyjnym w ocenie funkcji płuc 217

www.diagnostykalaboratoryjna.eu w przebiegu astmy [36]. Z kolei Arshi i wsp. w swoich badaniach nie zauważyli znacznych różnic w stężeniach tej adipocytokiny w populacji dzieci z astmą [42]. W badaniach przeprowadzonych przez Muc i wsp. u pacjentów z nadwagą z astmą i bez astmy wykazano wyższe poziomy leptyny. Nie wykazano istotnych różnic między grupą otyłych z astmą i kontrolną otyłą bez astmy. Wydaje się, że głównym czynnikiem wpływającym na różnice w stężeniach leptyny jest nadmiar tkanki tłuszczowej, a nie samo schorzenie. Sugeruje się jednak, że wskaźnik BMI nie jest najlepszym parametrem oceny otyłości, nie ocenia wpływu budowy ciała i rozmieszczenia tłuszczu w ustroju oraz proporcji tkanki tłuszczowej trzewnej i wewnątrzmięśniowej [42, 43, 44]. Sideleva i wsp. wykazała nasiloną infiltrację makrofagów w tkance trzewnej, wzrost ekspresji leptyny i spadek adiponektyny w populacji kobiet z astmą przed zabiegiem bariatrycznym, co potwierdza powiązanie otyłości z procesami zapalnymi [35]. Aydin i wsp. zaobserwował u kobiet z astmą po menopauzie znacznie podwyższone stężenie krążącej leptyny i znacznie niższe adiponektyny w porównaniu do kobiet zdrowych [45]. Youksel w swoich badaniach zaobserwował, że poziomy leptyny były znacząco podwyższone u otyłych i nieotyłych dzieci z astmą w porównaniu do grupy kontrolnej. Wyniki dowodzą roli leptyny jako mediatora zapalnego w astmie [46]. Z przedstawionych badań wynika, że zarówno w grupach kobiet jak i mężczyzn chorych na astmę ciężką i umiarkowaną łagodną wartości stężeń leptyny są znamiennie podwyższone (ryc.1). Uzyskane podwyższone wyniki stężeń leptyny w grupach badanych pośrednio potwierdzają jej prozapalny efekt w przebiegu astmy. Adiponektyna postrzegana jest głównie jako adipocytokina przeciwzapalna, jednak w wielu doniesieniach można zauważyć sprzeczne doniesienia dotyczące jej udziału w procesach zapalnych. Ostatnie badania wykazały, że białko to może wywierać również efekty prozapalne. U chorych na reumatoidalne zapalenie stawów (rzs) adiponektyna indukuje sekrecję IL-6 i prekursora metaloproteinazy-1 [28]. Chociaż dane z populacji ludzkiej są niejednoznaczne, badania przekrojowe pokazują, że wyższe stężenia adiponektyny mogą być związane z obniżonym ryzykiem wystąpienia astmy u kobiet. Wiele, lecz nie wszystkie badania ukazują odwrotną zależność między krążącą adiponektyną a ryzykiem astmy wśród kobiet przed menopauzą i dziewczynek przed pokwitaniem. Z drugiej strony, stężenie tego białka związane jest z niższym nasileniem astmy wśród chłopców, a z większym u mężczyzn. Sood i wsp. w swoich badaniach wykazali, że wyższe stężenia adiponektyny były niezależnie związane z niekorzystnymi wynikami klinicznymi astmy wśród mężczyzn, natomiast nie wśród kobiet. Jest to jeden z dowodów na istotne interakcje związane z płcią dla adiponektyny w przebiegu astmy [28, 29, 30]. U dzieci powiązania astmy z adiponektyną są bardziej przejrzyste niż u dorosłych. Stężenia krążącej adiponektyny związane są z mniej zaostrzonymi objawami astmy, szczególnie u chłopców przed okresem pokwitania. Możliwe, że za zaobserwowane różnice w krążącym białku między chorymi na astmę chłopcami a mężczyznami odpowiada testosteron, który hamuje syntezę izoformy wysokocząsteczkowej adiponektyny (HMW) [46]. Matsumoto i wsp. oceniając stężenie adiponektyny w populacji młodych mężczyzn z astmą bez nadwagi, wykazali znaczące różnice w stężeniu całkowitej adiponektyny, oraz izoform MMW i LMW między chorymi a grupą kontrolną. Oceniane stężenia izoform MMW i LMW adiponektyny były niższe w porównaniu do zdrowych. Wykazano, że niskocząsteczkowa izoforma LMW jest bardziej związana z astmą niż z wiekiem i obwodem w talii, a jej niski poziom może być związany z epizodami astmy u mężczyzn. W eksperymencie natomiast nie wykazano istotnych różnic w stężeniach leptyny i białka CRP między grupą chorych a zdrowych [47]. W przeprowadzonych badaniach nie zaobserwowano znamiennych różnic w stężeniach adiponektyny pomiędzy grupą chorych na astmę kobiet i mężczyzn a grupą kontrolną. Nie zaobserwowano również znaczących zmian w stężeniach tej adipocytokiny pomiędzy chorymi kobietami a mężczyznami. Uzyskane wyniki stężeń adiponektyny u chorych na astmę nie potwierdzają także różnic związanych z płcią. Niewiele jest publikacji dotyczących roli rezystyny w astmie. Często wyniki przedstawiane w publikacjach są sprzeczne i kontrowersyjne. Rezystyna jest związana z procesami prozapalnymi wydzielana jest w odpowiedzi na stan przewlekłego zapalenia o umiarkowanym nasileniu. Zaobserwowano zależność między stężeniem rezystyny a stężeniem białka C-reaktywnego (CRP) [48]. Wykazano, że u nieotyłych kobiet z wcześnie rozpoznaną astmą wysokie stężenie surowiczej rezystyny jest czynnikiem predykcyjnym korzystnego działania przeciwzapalnych wziewnych glukokortykoidów stosowanych powszechnie w terapii astmy. Ta adipocytokina może być znaczącym markerem fenotypu astmy wrażliwej na sterydy. Obserwowane w trakcie leczenia wziewnym flutikasonem obniżenie markerów stanu zapalnego, w tym rezystyny, wskazuje na korzystne działanie tego leku [43]. Z kolei La Rochelle przedstawił, że u pacjentów z astmą ciężką i umiarkowaną leczonych sterydami poziomy rezystyny były wyższe w porównaniu do grupy kontrolnej i wprost proporcjonalne do stopnia zaawansowania choroby [49]. Przeciwnie, grupa Kim i wsp. zaobserwowała niższe stężenia tej adipocytokiny u dzieci z astmą atopową w porównaniu do zdrowych. Natomiast Arshi i wsp. nie doszukali się znacznych różnic w stężeniach tej adipocytokiny w populacji dzieci z astmą [42] W przeciwieństwie do wyników uzyskanych przez LaRochelle, w przeprowadzonych badaniach stwierdzono, że stężenia rezystyny w grupach badanych i kontrolnych nie wykazywały znamiennych różnic statystycznych. W badaniach nie wykazano wzrostu stężenia rezystyny, a tym samym większego jej efektu prozapalnego, który mógł być tłumiony przez wysokie dawki wziewnych glukokortykosterydów stosowanych w terapii u chorych. Stwierdzono natomiast dla rezystyny dodatnią korelację pomiędzy grupą mężczyzn chorujących na astmę ciężką a grupą kontrolną oraz pomiędzy grupą mężczyzn chorych na astmę umiarkowaną łagodną a grupą kontrolną. Tych zależności nie zaobserwowano jednak w grupie badanych kobiet. Białko C-reaktywne produkowane przez wątrobę pod wpływem IL-6, TNF-alfa, często wykorzystywane jest jako marker uogólnionego podprogowego procesu zapalnego. Wielu autorów podkre- 218

Diagn Lab 2014; 50(3): 213-220 śla dodatnią korelację białka CRP z otyłością (BMI), szczególnie u kobiet i palaczy. Przeprowadzone badania sugerują powiązania krążącego białka C-reaktywnego z astmą bez podłoża alergicznego u dorosłych. Na te relacje mogą wpływać otyłość, wiek, płeć, palenie papierosów [30, 31, 32]. Dwie niezależne grupy badaczy Nymo i Shimoda nie podzielają istotnej roli białka CRP jako markera zapalenia w astmie. Nymo i wsp. wykazali, że uogólniony stan zapalny ma mniejsze znaczenie w czynności płuc u młodocianych [50], natomiast Shimoda w w prowadzonym badaniach przedstawił, że frakcja wydychanego tlenku azotu jest bardziej przydatna niż oznaczenie białka C-reaktywnego w różnicowaniu pacjentów z astmą oskrzelową i wariantu astmy z kaszlem [51]. Uzyskane wyniki stężeń białka C-reaktywnego (CRP) zarówno u kobiet jak i mężczyzn chorych na astmę były znamiennie podwyższone (p<0,05) w porównaniu do grupy kontrolnej. Zaobserwowano również, że wzrost stężenia białka C-reaktywnego korelował ze stopniem ciężkości choroby. Przeprowadzane badania sugerują, w przeciwieństwie do niezależnych wniosków Nymo i Shimoda, że badanie stężenia białka C-reaktywnego jest jak najbardziej użyteczne w ocenie stopnia zaawansowania astmy. Wiele danych literaturowych wykazało, że otyłość utrudnia proces leczenia i powoduje trudności w uzyskaniu kontroli astmy. Jednak potwierdzenie i wyjaśnienie wzajemnych powiązań astmy i otyłości wymaga dalszych badań. Istnieje potrzeba opracowania lepszej standaryzacji metod w celu dokładnego określenia zależności między tymi dwoma schorzeniami. Nie we wszystkich przeprowadzonych badaniach udało się potwierdzić zależność między nadwagą czy otyłością a astmą. Istniejące różnice w wynikach wielu przedstawianych prac wynikają najczęściej z warunków przeprowadzanych badań, doboru grup chorych uwzględniających stopień nasilenia astmy, wiek, płeć. Przedstawione wyniki badań pozwalają wnioskować, że takie parametry jak wskaźnik BMI, stężenie leptyny i białka C-reaktywnego (CRP) mogą być przydatne w ocenie stopnia zaawansowania astmy, szczególnie u kobiet. Wykazano, że otyłość utrudnia proces leczenia i powoduje trudności w uzyskaniu kontroli astmy. Jednak potwierdzenie i wyjaśnienie wzajemnych powiązań astmy i otyłości wymaga dalszych badań. Istnieje potrzeba opracowania lepszej standaryzacji metod w celu dokładnego określenia zależności między tymi dwoma schorzeniami. Wniosek Leptyna wraz z białkiem C-reaktywnym (CRP) i wskaźnikiem masy ciała (BMI) są przydatne w ocenie stopnia zaawansowania astmy oskrzelowej, szczególnie u chorych kobiet. Praca finansowana z grantu promotorskiego KBN nr N N402 592240 Piśmiennictwo 1. Lavoie KL, Bacon SL, Labrecque M, et al. Higher BMI is associated with worse asthma control and quality of life but not asthma severity. Resp Med 2006; 100(4): 648-57. 2. Juel CT, Ulrik CS. Obesity and asthma: impact on severity, asthma control, and response to therapy. Respir Care 2013; 58(5): 867-873. 3. Pakhale S, Doucette S, Vandemheen K, et al. A comparison of obese and non obese people with asthma: exploring an asthma-obesity interaction. Chest 2012; 137(6): 1316 1323. 4. Weiss ST, Shore S. Obesity and asthma:directions for research. Am J Respir Crit Care Med 2004; 69(8): 963-968. 5. Shore SA. Obesity and asthma: possible mechanisms. J Allergy Clin Immunol 2008;121(5):1087-1093. 6. Beuther DA, Weiss ST, Sutherland ER. Obesity and asthma. Am J Respir Crit Care Med 2006; 174:112-119. 7. Szczepankiewicz A. Związek astmy i otyłości czy istnieje? Alergia 2009; 1: 38-42. 8. Zammit C, Liddicoat H, Moonsie I, et al. Obesity and respiratory diseases. International J of General Medicine 2010; 3: 335-343. 9. Sood A. Obesity, adipokines, and lung disease. J Appl Physiol 2010; 108(3):744-753. 10. Castro-Rodriguez JA. Relationship between obesity and asthma. Arch Bronchopneumol 2007; 43(3): 171-175. 11. Ronmark E, Andersson C, Nystrom L, et al. Obesity increases the risk of incident asthma among adults. Eur Respir J 2005; 25: 282-288. 12. Beuther DA, Sutherland ER. Overweight, obesity, and incident asthma: a meta-analysis of prospective epidemiologic studies. Am J Respir Crit Care Med 2007; 175: 661-666. 13. Chu YT, Chen WY Wang YN. Extreme BMI predicts higher asthma prevalence and is associated with lung function impairment in school-aged children. Pediatr Pulmonol 2009; 44: 472-479. 14. Delgado J, Barranco P, Quirce S. Obesity and asthma. J Investig Allergol Clin Immunol 2008; 18(6): 420-425. 15. Canoz M, Erdenen F, Uzun H et al. The relationship of inflammatory cytokines with asthma and obesity. Clin Invest Med 2008; 31(6): E373-379. 16. Kattan M, Kumar R, Bloomberg GR, et al. Asthma control, adiposity, and adipokines among inner-city adolescent. J Allergy Clin Immnunol 2010; 125(3): 584-592. 17. Sood A. Obesity, adipokines, and lung disease. J Appl Physiol, 2010; 108(3): 744-753. 18. Fixman ED, Steward A, Martin JG. Basic mechanism of development of airway structural changes in asthma. Eur Respir J 2007; 29: 379-389. 19. Nair P, Radford K, Fanat A, et al. The effects of leptin on airway smooth muscle responses. Am J Respir Cell Mol Biol 2008; 39(4): 475-481. 20. Sutherland TJ, Sears MR, McLachlan CR, et al. Leptin, adiponectin, and asthma: findings from a population-based cohort study. Ann Allergy Asthma Immunol 2010; 104(4): 355-356. 21. Novosad S, Khan S, Wolfe B, Khan A. Role obesity in asthma control, the obesity- -asthma phenotype. Journal of Allergy 2013, Article ID538642,9p 22. Lugogo NL, Kraft M, Dixon AE. Does obesity produce a distinct asthma phenotype?. J Appl Physiol 2010; 108(3); 729-734. 23. Shore SA. Obesity and asthma: lessons from animal models. J Appl Physiol 2007; 102: 516-528. 24. Ziora D, Sitek P, Machura E. Otyłość a astma oskrzelowa czy istnieje odrębny fenotyp astmy? Pneumonol Alergol Pol 2012; 80(5): 454-462. 25. Malli F, Papaioannou A, Gourgoulianis K, et al. The role leptin in the respiratory system: an overview. Respiratory Research 2010; 11: 152-168. 26. Dong L, Wang SJ, Camoretti-Mercado B, et al. FIZZ1 plays a crucial role in early stage airway remodeling of OVA-induced asthma. J Asthma 2008; 45(8): 648-653. 27. Largo F, Dieguez C, Gómez-Reino J, et al. The emerging role of adipokines as mediators of inflammation and immune responses. Cyt Grow Fac Rev 2007; 18: 313-325. 28. Sood A Cui X, Qualls C, et al. Association between asthma and serum adiponectin concentration in women. Thorax 2008; 63(10): 877-882. 29. Sood A, Dominic E, Qualls C, et al. Serum adiponectin in associated with adverse outcomes of asthma in men but not in women. Frontiers in Farmacology 2011; 2(55): 1-11. 30. Sood A. Sex differences: Implication for the obesity-asthma.exerc Sport Sci Rev 2011; 39(1): 48-56. 31. Butland BK, Strachan DP, Rudnicka AR. C-reactive protein, obesity, atopy and asthma symptoms in middle-aged adults. Eur Respir J 2008; 32:77-84. 32. Jousilahti P, Salomaa V, Hakala K, et al. The association of sensitive inflammation markers with bronchial asthma. Ann Allergy Asthma Immunol 2002; 89: 381-385. 33. htpp :// www.ginasthma.org/local/uploads/files/gina_report_march2012.pdf 219

www.diagnostykalaboratoryjna.eu 34. The ENFUMOSA Study Group. The ENFUMOSA cross-sectional European multicentre study of the clinical phenotype of chronic severe asthma. Eur Respir J 2003; 22: 470-477. 35. Sideleva O, Suratt BT, Black KE, Tharp WG, et al. Obesity and asthma: a inflammatory disease of adipose tissue not the airway. Am J Respir Crit Care Med 2012; 186(7): 598-605. 36. Leao da Silva P, de Mello MT, Cheik NC, et al. Reduction in the leptin concentration as predictor of improvement in lung function in obese adolescents. Obes Facts 2012; 5(6): 806-820. 37. McClean KM, Kee F, Young S, et al. Obesity and the lung: Epidemiology. Thorax 2008; 63: 649-654. 38. Ford ES. The epidemiology of obesity and asthma. J Allergy Clin Immunol 2005; 115: 897-909. 39. Varasso R, Siroux V, Maccario J, et al. Asthma severity is associated with body mass index and early menarche in women. Am j Respir Crit Care 2005; 171: 334-339. 40. Beckett WS, JacobsDR, Yu X, et al. Asthma is associated with weight gain in females but not with males, independent of physical activity. Am J Respir Crit Care 2000; 164: 2045-2050 41. Beuther DA, Sutherland ER. Overweight, obesity, and incident asthma; meta- -analysis of prospective eprdemiologic studies Am J Respir Crit Care 2007; 175: 661-666. 42. Scott HA, Gibson PG, Garg ML, et al. Relationship between body composition, Inflammation and lung function in overweight and obese asthma. Respiratory Research 2012; 13(1): 10:1-10. 43. Leivo-Korpela S, Lehtimaki L, Voulteenaho K, et al. Adipocytokine resistin predicts anti-infammatory effect of glucocorticoids in asthma. Journal of Inflammation 2011; 8(12):1-7. 44. Muc M, Todo-Bom A, Mota-Pinto A, et al. Leptin and resistin in overweight patients with and without asthma. Allergol Immupathol (Madr) 2013 http:// dx.doi.org./10.1016/j.aller.2013.03.004. 45. Aydin M, Koca C, Ozol D, et al. Interaction of metabolic syndrome with asthma in postmenopausal women: role of adipocytokines. Inflammation 2013. 46. Yuksel H, Sogut A, YIlmaz O. Role of adipocytokines and hormones of obesity in childhood asthma. Allergy Asthma Immunol Res 2012; 4(2): 98-103. 47. Matsumoto Y, Toyomasu K, Uchimura N. Low-molecular weight adiponectin is more closely associated with episodes of asthma than high-molecular-weight adiponectin. Endocrine Journal 2013; 60(1):119-125. 48. Bo S, Gambino R, Pagani A, et al. Relationships between human serum resistin, inflammatory markers and insulin resistance. Int J Obes 2005; 29: 1315-1320. 49. Larochelle J, Freiler J, Dice J, Hagan L. Plasma resistin levels in asthmatics as a marker of disease state. J Asthma 2007; 44(7): 509-513 50. Nymo M, Hansen HS, Siersed HC, et al. No relationship between lung function and high-sensitive C-reactive protein in adolescence. Clin Resp J 2012; 4(4): 230-236 51. Shimoda T, Obase Y, Kishikawa R, et al. The fractional exhaled nitric oxide and serum high-sensitive C-reactive protein levels in cough variant asthma and typical bronchial asthma. Allergology International 2013; 62: 251-257 Adres do korespondencji: mgr anal. med. Anna Jasińska Zakład Diagnostyki laboratoryjnej II Klinika Chorób Wewnętrznych UM w Łodzi 90-153 Łódź, ul. Kopcińskiego 22 Tel. 42 67 76 982 e-mail: anna.jasinska@umed.lodz.pl miroslawa.pietruczuk@umed.lodz.pl Zaakceptowano do publikacji: 30.05.2014 220