RELATORE: DOTT. GIORGIO SEVERGNINI U.O. MEDICINA GENERALE A.O. BOLOGNINI DI SERIATE DIRETTORE: DOTT. F. FURLAN BERGAMO Nutraceutica ed Obesità

 2 A nutraceutical is a product isolated or purified from foods that is generally sold in medicinal forms not usually associated with food. A nutraceutical is demonstrated to have a physiological benefit or provide protection against chronic disease. Food Directorate of Health Canada A nutraceutical is a food (or part of a food) that provides medical or health benefits, including the prevention and/or treatment of a disease" Stephen DeFelice, MD Nutraceutico

Scopo dell’intervento Terapia farmacologica dell’obesità: Ruolo della Nutraceutica Controllo del peso Controllo della Sdr. metabolica

Obesità e sovrappeso Definizioni  Condizione caratterizzata da un’eccessiva presenza di tessuto adiposo in misura tale da indurre un aumento significativo di rischio per lo stato di salute (OMS).  Squilibrio del bilancio energetico a causa della interazione di diversi fattori individuali.  Ciò in base a complesse interazioni genetiche e ambientali.

Rapporti centro-periferia PYY3-36: Peptide YY3-36; OXM: Oxyntomodulin; GLP-1: Glucagon-Like Peptide-1; GIP: Gastric Inhibitory Polypeptide

Fame e sazietà  La fame è lo stimolo interno che spinge una persona a cercare, selezionare e consumare il cibo; la regolazione della fame e dei comportamenti connessi avviene mediante due fattori: satiation  spinge la persona a concludere il pasto satiety  controlla l’intervallo tra un pasto e l’altro

Fame e sazietà  Satiation determina la quantità di cibo ingerito a pasto, si caratterizza per:  sensazione di pienezza di stomaco  riduzione del senso di fame  Satiety regola la distanza tra i pasti, si caratterizza per:  controllo della reinsorgenza di fame  senso di benessere in generale  NB: l’uomo si alimenta con frequenza giornaliera e tempistica regolare, quindi aumentare la satiety = inizio del pasto con meno fame  minore assunzione di cibo La ricerca farmacologica esplora entrambi:  a lungo termine è meglio agire sulla satiety

Mediatori ipotalamici della fame e della sazietà Mediatori della sazietà Mediatori della fame

Regolatori centrali e periferici  I segnali (neuropeptidi, citochine, nutrienti e neurotrasmettitori) provenienti dal WAT, dall’apparato gastrointestinale e dal SNC vengono elaborati dall’ipotalamo e quindi integrati a livello corticale per tradursi in segnali che modulano i comportamenti di fame e sazietà.  Nell'ipotalamo sono presenti i centri di fame e sazietà che si integrano con altre strutture nervose collegate (ipofisi, corteccia e sistema limbico) e ricevono segnali dal resto dell’organismo per via ematica e nervosa.

Mediatori periferici Grelina (stomaco) → stimola assunzione di cibo (alti livelli a digiuno e bassi dopo i pasti; gli obesi hanno risposta ridotta; gli antagonisti potrebbero essere utili per l’obesità) CCK–ColeCistoKinina (intestino prossimale) → prodotta sotto stimolo lipidico e proteico; induce satiation; induce tolleranza (non sfruttabile come antiobesità) PYY–Peptide-tYrosine-tYrosine; OXM–oxintomodulina; GLP-1–Glucagon-Like-Peptide- 1(intestino distale) → prodotti in proporzione alle calorie del pasto; inducono satiation; gli obesi hanno risposta ridotta; attivi se somministrati ( → utili per l’obesità); GLP-1 utile per il diabete (agisce su insulina e pancreas) GIP–Glucose-dependent-Insulinotropic-Polypeptide (intestino prossimale) → coadiuva GLP1 nel metabolismo glucidico; non ha effetti sazianti

Mediatori periferici PP – Pancreatic-Polypeptide (isole del Langherhans) → rilascia la cistifellea; induce satiation Amilina (secreta dal pancreas con l’insulina) → effetto satiation; agisce sul metabolismo glucidico (è stato sviluppato un suo analogo, pramlintide - Symlin ® - per la terapia del diabete Leptina (prodotta dal WAT) → effetto satiety; aumenta dopo il pasto; segnale generale di alti depositi energetici; gli obesi hanno tolleranza alla sua azione; sensibilizza SNC e vago a rispondere ai mediatori intestinali; stimola l’apparato gastrointestinale a secernere più mediatori APO AIV – Apolipoproteina A-IV (prodotta dagli enterociti) → secreta in rapporto ai grassi assorbiti; serve a formare chilomicroni; effetto a livello ipotalamico sia di satiation che di satiety

Mediatori periferici enterici Tra i mediatori periferici enterici hanno destato particolare interesse le N-acil-etanolamine (prodotte dagli enterociti):  Prodotte a partire da un acido grasso alimentare o di membrana e la fosfatidiletanolamina  Produzione regolata dall’assenza/introduzione di cibo  Regolano il meccanismo della fame e della satiety

Terapia farmacologica Sibutramina  azione centrale (ricaptazione NA e 5HT)  sazietà e dispendio energetico  controindicato nei cardiopatici (pressione e frequenza)  eccitante a livello centrale, contrasta con profilo “depressivo” degli obesi e nei soggetti a dieta Orlistat  azione periferica (lipasi pancreatica)  riduce assorbimento intestinale di TG e colesterolo  grassi non assorbiti possono provocare steatorrea  importante gestire gli effetti come supporto comportamentale a una dieta povera di grassi  esiste una versione OTC (60 mg) e una copia del farmaco etico (GSK), entrambe col nome Alli  in sviluppo un analogo, cetilistat, con stesso meccanismo e minori effetti collaterali Rimonabant (inibitore recettori endocannabinoidi CB1)   sospeso dall’AIC per l’alta incidenza di effetti depressivi

Rapporto centro-periferia Schema semplificato delle interazioni tra ipotalamo, SNC e periferia per il controllo di fame e sazietà CRH: Corticotropin-Releasing Hormone; TRH: Thyrotropin Releasing Hormone; CCK: colecistochinina; GLP-1: Glucagon-Like Peptide-1; NPY: Neuropeptide Y; AgRP : Agouti-Related Peptide; POMC: Pro-Opio-Melano-Cortina; CART: Cocaine and Amphetamine Regulated Transcript; MCH: Melanin-Concentrating Hormone; PYY: Peptide YY; OXM: Oxyntomodulin; PP: Peptide Pancreatico. NPY AgRP POMC CART CRH TRH Input da CCK GLP-1, etc. MCH Orexina +- PeriferiaLeptina Insulina Nutrienti (segnali) Ghrelin PYY GLP1 OXM PP IpotalamoMidollo allungato Centro della sazietàCentro della fame Ipofisi Corteccia - sistema limbico SN Simpatico

N-Oleil-Fosfatidil-Etanolamina (NOPE) è un fosfolipide presente nelle membrane cellulari ha origine sia endogena che esogena è presente in diversi alimenti NAPE: N-acilfosfatidil etanolamina PLD: fosfolipasi D FAAH: Fatty Acid Amide Hydrolase NAAA: N-Acylethanolamine-Hydrolyzing Acid Amidase

Mediatori periferici (nutrienti) I trigliceridi (TG) rallentano lo svuotamento gastrico; una volta metabolizzati ad acidi grassi svolgono il loro effetto sugli enterociti e sulle cellule endocrine intestinali inducendo sazietà mediante liberazione di NOE, CCK o attivazione di PPAR-α; la presenza di TG a livello dell’ileo sembra indurre rallentamento della motilità gastrointestinale (ileal brake) e favorire la liberazione di GLP-1

Mediatori periferici enterici N-acil-etanolamine Anandamide – N-arachidonoiletanolamina mediatore della fame agisce sui recettori cannabinoidi–CB1 N-oleiletanolamina (NOE) Mediatore dell’effetto satiety N-palmitoiletanolamina effetto antinfiammatorio N-stearoiletanolamina, ecc.

La NOPE La NOPE viene sintetizzata, sotto precisi stimoli, dalle cellule epiteliali dell’intestino: l’assunzione di cibo aumenta la produzione di NOPE la NOPE prodotta viene subito idrolizzata da una specifica fosfolipasi D di membrana (NAPE-PLD), a formare NOE (N-oleil- etanolamina- sinonimo OEA- oleiletanolamide) e acido fosfatidico (PA) N.B. PA viene utilizzato per la produzione di lipidi di membrana che concorrono al mantenimento del grado di fluidità della membrana stessa

NOPE e NOE Evidenze sull’animale Dopo i pasti si ha un aumento della NOE intestinale FF: free-feeding (alimentazione libera); FD: food-deprivation and refeeding (digiuno e rialimentazione) nello stesso gruppo di animali Livelli di NOPE nel tessuto intestinale 10, 30 e 60 minuti dopo il pasto Livelli di NOE nel tessuto intestinale 10, 30 e 60 minuti dopo il pasto NOPE (pmol/g tessuto) * p < 0,05 ** p < 0,01 60 * 3010FDFF 250 min * ** * NOE (pmol/g tessuto) * p < 0,05 ** p < 0,01 60 * 3010FDFF 100 min ** *

NOPE e NOE Evidenze sull’animale Un composto analogo, l’endocannabinoide anandamide (AEA), ad azione oressizzante, regola i suoi livelli nella mucosa intestinale in modo speculare alla NOE Livelli di AEA nel tessuto intestinale 10, 30 e 60 minuti dopo il pasto FF: free-feeding (alimentazione libera); FD: food-deprivation and refeeding (digiuno e rialimentazione) nello stesso gruppo di animali AEA (pmol/g tessuto) FDFF 50 min *

NOE – PPAR-α In seguito alla produzione locale di NOE, o alla sua somministrazione esogena, vengono attivati i recettori nucleari PPAR-α che, con una serie di meccanismi non ancora del tutto chiariti, veicolano il segnale di sazietà dalla periferia al SNC, probabilmente attraverso il nervo vago.

Attivazione dei recettori PPAR-α Alcuni dati sull’uomo dimostrano una relazione inversamente proporzio- fra NOE ematica e BMI, così come ridotti livelli di NOE in soggetti diabetici e nelle donne in menopausa: questa osservazione giustifica il razionale per un uso della NOPE come integratore nella terapia per la riduzione del peso

NOE: attivazione dei recettori GPR119  Un lavoro del 2007 pubblicato sul British Journal of Pharmacology, ha dimostrato che la NOE è in grado di stimolare i recettori GPR119 (G-Protein-coupled Receptor).  I recettori GPR119 sono in grado di trasmettere segnali all’interno delle cellule attivandole. Sono espressi prevalentemente a livello del fegato, pancreas (cellule β) e lungo il tratto gastrointestinale, in particolare nel duodeno e nel digiuno (cellule endocrine, secernenti i peptidi glucoregolatori GLP1 e GIP).  La NOE agisce stimolando i recettori GPR119 che aumentano la produzione di GLP1 con conseguente modulazione della secrezione di insulina, protezione delle β cellule, minore produzione di glucagone e aumento di sazietà → miglioramento della tolleranza glucidica

NOE: attivazione dei recettori GPR119 Possibile meccanismo d’azione dei recettori GPR119 British Journal of Pharmacology, 2007, November, 1-6 cAMP ↑ secrezione di insulina glucosio dipendente ↑ ripienezza gastrica ↓ secrezione di glucagone ↓ assunzione di cibo ↓ Intestino protezione delle β-cellule rallentata progressione del diabete miglioramento della resistenza insulinica perdita di peso

Azione della NOE  Nel 2001 è stato pubblicato il primo lavoro “An anorexic lipid mediator regulated by feeding” De Fonseca et al. Il lavoro ha dimostrato l’azione saziante di NOE, somministrato in topi per via interperitoneale  La somministrazione diretta nei ventricoli cerebrali non modifica il comportamento alimentare degli animali NOE SVOLGE UN’AZIONE PERIFERICA: DALL’INTESTINO AL SNC

NOE – studio sull’uomo  Uno studio pubblicato nel 2004 su Journal of Lipid Research (food intake is inhibited by oral oleylethanolamide, di Nielsen et al.) dimostra che l’efficacia della NOE è strettamente legata alla sua azione intestinale e che si può somministrare per via orale.  La maggior parte della NOE viene catabolizzata velocemente nella mucosa gastrointestinale (resta lo 0,5%del somministrato dopo 90 minuti), ma, dopo assunzione per os di dose doppia rispetto a quella somministrata per via intraperitoneale, la concentrazione risultava 11 volte superiore ai livelli fisiologici, giustificandone così l’utilizzo per os come integratore.

Lo studio di Nielsen dimostra, inoltre, che NOE riduce l’assunzione di cibo in modo dose-dipendente NOE: azione sulla sazietà Nielsen et al. Food intake is inhibited by oral oleoylethanolamide. Journal of Lipid Research. 2004; 24: Assunzione di cibo (% vs controllo) NOE (mg/kg) #*#* *

 Grazie all’elevata affinità per i recettori PPAR-α fra i meccanismi che portano a una riduzione di peso c’è un aumento del catabolismo lipidico con riduzione di TG nella massa grassa e nel fegato.  Il consumo di TG a livello epatico indica che questi sono utilizzati per produrre energia Corrispondenti livelli di triacilglicerolo (TAG) nel tessuto adiposo, nel fegato, nei muscoli T. adiposoFegatoMuscolo NOE: azione sui lipidi (studio nel ratto) Oleoylethanolamide (OAE = NOE) stimulates lipolysis by activating the nuclear receptor PPAR-a”. The Journal of Biological Chemistry, 2004; 279 (27): Livelli di NEFA (% del controllo) 200 Contenuto in TAG (mg/mg di proteine) Dose (mg/kg) p < 0, Livelli plasmatici di acidi grassi non esterificati (NEFA) in rapporto alla NOE somministrata 7,55,02,5 ** 0,3 0,6 3 6 p < 0,01

NOE: incremento dell’attività della FAT/CD 36  NOE, tramite la stimolazione dei recettori PPAR-  aumenta l’attività della proteina di membrana FAT/CD36 (Fatty Acid Translocase). fondamentale per l’assorbimento degli acidi grassi a lunga catena  L’aumento dell’attività di FAT/CD36 avviene sia a livello intestinale che a livello degli adipociti, permettendo un migliore utilizzo degli acidi grassi a lunga catena  In questo modo la NOE permette di controllare meglio la lipemia post-prandiale, alterata nei diabetici “ Mechanism of OEA on fatty acid uptake in small intestine after food intake and body weight reduction”, AM J Physiol Regul Integr Comp Physiol, August (10) 2007 FA: Fatty Acid (acidi grassi); TAG: TriAcylGlycerols (trigliceridi) FA dalla dieta TAGFA CD36 TAG FA CD36 LPL Lume intestinale EnterocitaPlasmaTessuti periferici Livelli lipidici (mg/dl) ControlloNOE ColesteroloTrigliceridi * * p < 0,05

Azioni della NOPE-NOE Conclusioni  azione saziante  attivazione recettori PPAR-  con stimolazione del nervo vago  azione ipolipemizzante  attivazione recettori PPAR-   attivazione del FAT/CD36  azione ipoglicemizzante  attivazione recettori GPR119

Epigallocatechingallato, EGCG È una catechina del tè, particolarmente abbondante nel tè verde, ha:  azione ipolipemizzante  azione sul dispendio energetico  azione antiossidante Epigallocatechingallato, EGCG

Effetti e meccanismi d’azione di NOPE e EGCG NOEEGCG EffettoMeccanismo Aumento del senso di sazietà attivazione recettori PPAR-α intestinali aumento della termogenesi Aumento del catabolismo lipidico attivazione recettori PPAR-α adiposi attivazione FAT/CD36 intestinale e adiposa attivazione UCP2 e UCP3 epatiche Aumento del controllo glicemico attivazione recettori GPR119 aumento della sensibilità insulinica Aumento dell’integrità vasale aumento della liberazione endoteliale di NO (ossido nitrico) riduzione dell’ossidazione delle LDL

EGCG EGCG rende più difficile la dispersione delle micelle di grasso a livello intestinale e quindi ne favorisce la coesione, ritardando l’azione delle lipasi intestinali, e limitando quindi l’assorbimento dei lipidi EGCG inibisce l’azione della fosfolipasi A2 pancreatica. EGCG protegge la NOPE dalle lipasi consentendole di arrivare alle cellule intestinali ed essere trasformata in NOE migliorandone la biodisponibilità L’azione ipolipemizzante di EGCG è dovuta a diversi meccanismi d’azione:

NOPE + EGCG: studio nell’uomo Disegno dello studio Studio randomizzato in doppio cieco  138 pazienti con 25<BMI<35 (106 donne e 32 uomini)  durata: 60 giorni  gruppo 1  dieta ipocalorica personalizzata (-800 Kcal/die) più NOPE + EGCG: due cps/die*, prima dei pasti principali  gruppo 2  dieta ipocalorica personalizzata (-800 Kcal/die) più placebo due cps/die, prima dei pasti principali * Ogni capsula contiene 60 mg di EGCG e 85 mg di NOPE

NOPE + EGCG: studio nell’uomo Risultati  I pazienti del gruppo trattato con l’integratore hanno avuto un’adesione al trattamento dietetico del 94%, significativamente superiore al gruppo placebo: L’obiettivo primario è stato pienamente raggiunto n° iniziale di pzn° di drop out % di adesione al trattamento NOPE + EGCG Placebo %

NOPE + EGCG: studio nell’uomo HOMA= insulinemia a digiuno [μU/ml] x glicemia [mmol/l] QUIKI= __________________1_________________________ 22,5 log (glicemia [mg/dl]) + log (insulinemia [μU/ml]) Risultati Controllo metabolico glucidico I pazienti trattati con l’integratore hanno migliorato in maniera statisticamente significativa (p <0,0001), i parametri relativi al controllo glucidico rispetto a placebo Variazione dell’insulinemia (pmol/l) rispetto al basale NOPESIL ® Placebo Insulinemia -0,7 -0,6 0 -0,2 Variazione indice HOMA rispetto al basale -0,4 -0,1 Indice HOMA 0 0,005 0,025 0,015 Variazione punteggio QUICKI rispetto al basale 0,010 0,020 QUICKI -0,3 -0,5 *p < 0, ,5* 2,85 -0,59* -0,01 *p < 0,001 0,02* 0,01 *p = 0,007

NOPE + EGCG: studio nell’uomo peso (Kg) girovita (cm) peso* (kg) p< 0,01 NOPE + EGCG - 3,28- 3,45- 3,1 placebo-2,67- 2,34-1,87 Variazione indici antropometrici * ITT = intention to treat

NOPE + EGCG: studio nell’uomo Risultati L’utilizzo dell’integratore agisce positivamente sull’umore, sul comportamento alimentare e sul senso di sazietà BDIBESTest di Haber - 4,21- 6,411,42 Placebo-1,36-1,240,63 BDI, indicatore di depressione (p<0,005); BES indicatore di propensione alle abbuffate compulsive (p <0,0001) – dati espressi come differenza media rispetto al basale; Haber test: sazietà media nei due mesi di studio (p<0,005)

Orthosiphon, Estratto di Lievito rosso, Berberina, Policosanolo, Acido Folico e Coenzima Q 10. Nutraceutici per il Trattamento dell’Ipertensione e la dislipidemia

Struttura chimica della Berberina

 42 Berberina La berberina è un preparato vegetale naturale estratto dalla corteccia di Berberis aristata, un arbusto spinoso originario dell’Himalaya e del Nepal appartenente alla famiglia delle Berberidaceae. Le attività farmacologiche della Berberina possono interessare il trattamento delle malattie metaboliche associate a elevato rischio cardiovascolare, quali l’iperlipidemia mista, l’insulino- resistenza, la sindrome metabolica e il diabete di tipo 2.

 43 Meccanismo d’azione della Berberina Aumenta mRNA per i recettori LDL Aumentano i recettori LDL Aumenta captazione epatica Diminuisce il colesterolo nel plasma Kong W et al. Nat Med. 2004; 10:

 44 attivazione della fosfochinasi (AMP-K) riduzione dei trigliceridi plasmatici Brusq J-M et al. J Lipid Res. 2006; E- pub inattiva l’Acetil-CoenzimaA-Carbossilasi (enzima chiave nella regolazione della sintesi dei trigliceridi) Inibisce la biosintesi dei TG mediante riduzione della sintesi epatica dei trigliceridi Meccanismo d’azione della Berberina sui Trigliceridi

 45 Meccanismo d’azione antipertensiva di CoQ 10 e Berberina Sito d’azione antiossidante del CoQ 10 Sito d’azione della Berberina

 46 Policosanolo Miscela di alcoli primari estratti dalla canna da zucchero. L’alcol più abbondante è l’1-octacosanolo. Il policosanolo riduce la biosintesi del colesterolo, mediante inibizione della sintesi dell’enzima3-idrossi-3-metilglutaril CoA (HMG-CoA) reduttasi. Si riduce la sintesi del mevalonato, da cui origina il colesterolo endogeno. Menendez R et al Biol Res, 1994; Menendez R et al Biol Res, 1996; Menendez R et al Arch Med Res, 2001

 47 Kong W. et al Nature Medicine (12) Meccanismo d’azione sul colesterolo di Berberina + Lievito rosso + Policosanolo Lievito rosso Policosanoli HMG – CoA Reduttasi LDL LDL R Berberina HMG - CoA Mevalonato Colesterolo mRNA LDLR

 48 La sinensetina (flavone) è il componente ad attività diuretica. Orthosiphon stamineus Pianta medicinale proveniente dal sudest asiatico, detta tè di giava, dalle cui foglie si estraggono: 1. diterpeni, 2. triterpeni, 3. saponine, 4. flavonoidi, 5. derivati dell’acido cinnamico e cromeni.

 49 I flavonoidi dell’estratto di O. stamineus sono ligandi attivi del recettore adenosina A 1 a dosi micro molari. Gli antagonisti dei recettori dell’adenosina A 1 inducono diuresi ed escrezione di sodio: -direttamente mediante inibizione del riassorbimento del sodio nei tubuli prossimali -indirettamente promuovendo la dilatazione delle arteriole afferenti. Gli antagonisti dei recettori dell’adenosina A 1 inducono diuresi ed escrezione di sodio: -direttamente mediante inibizione del riassorbimento del sodio nei tubuli prossimali -indirettamente promuovendo la dilatazione delle arteriole afferenti.

 50 Recettori adenosina 1 Recettori Sinensetina: attività antipertensiva Orthosiphon stamineus Vallon V et al. Physiol Rev 2006; 86:

 51 Profilo pressorio nel monitoraggio ambulatoriale della Pressione Arteriosa nelle 24 ore F, Trimarco B. _ Atti Congresso SINUT – Milano Febbraio 2010 Evidenze cliniche Evidenze cliniche

 52 Effetto sui valori pressori rilevati con Monitoraggio Ambulatorio della Pressione Arteriosa delle 24 ore Periodo diurnoPeriodo notturno Dopo 4 settimane di trattamento mmHg Evidenze cliniche F, Trimarco B. _ Atti Congresso SINUT – Milano Febbraio 2010

 53 Correlazione tra pressione arteriosa sistolica basale e riduzione pressoria dopo 4 settimane di trattamento Evidenze cliniche Cicero AFGClinical Nutrition 2010 ACE- inibitori Ca- antagonisti Differenza di Pressione arteriosa sistolica vs basale (mmHg) Armolipid Prev + Pressione arteriosa sistolica basale (mmHg)

 54 Basale2 settimane6 settimaneP* Colesterolo tot (mg/dL) 227,9 ± 21,7224,3 ± 23,3199,6 ± 32,2 0,01 4 Colesterolo LDL (mg/dL) 162,1 ± 25,0148,3 ± 28,9128,1 ± 27,6 0,00 5 Colesterolo HDL (mg/dL) 37,5 ± 6,538,1 ± 6,544,9 ± 9,1 0,00 1 Trigliceridi (mg/dL) 143,1 ± 42,9140,5 ± 63,5108,9 ± 46,2 0,00 1 *6 settimane vs 2 settimane Evidenze cliniche Evidenze cliniche Rozza F, Trimarco B. High Blood Press Cardiovasc Prev. 16: 1-6, 2009

Grazie per l’attenzione!