SIRT1 and FOXO1 mRNAexpression in PBMC correlates to physical activity in COPD patients.

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    03-11-2017

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    Hayashi, R., Inomata, M., Kambara, K., Matsui, S. Okazawa, S., Shimokawa, K., Taka, C., Tobe, K., Tokui, K., Yamada, T.

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    SIRT1 and FOXO1 mRNAexpression in PBMC correlates to physical activity in COPD patients.

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    International journal of chronic obstructive pulmonary disease

    12

    Page Range: 3237-3244

    La Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva (BPCO), che ha una prevalenza del 10% nella popolazione adulta di età superiore a 40 anni, è una delle principali cause di insufficienza respiratoria cronica. Una delle scatenanti della BPCO è il fumo di sigaretta, che comporta infiammazione cronica delle vie aeree e dei polmoni, stress ossidativo ed infiammazione sistemica. Essendo la BPCO una patologia cronico-degenerativa, la ricerca di strategie in grado di migliorare i sintomi e la qualità della vita dei pazienti è sempre in atto. L’attività fisica è caldamente raccomandata nelle linee guida per il management della BPCO; tuttavia, i meccanismi con i quali essa influisce sull’outcome della patologia sono ancora oggi sconosciuti.

    La SIRT1 è una diacetilasi nicotinamida, adenina dinucleotide dipendente, si trova nel nucleo delle cellule ed ha un ruolo importante nella risposta cellulare allo stress ossidativo, all’infiammazione e all’invecchiamento cellulare, grazie alla deacetilazione di alcune sostanze come le proteine FOXOs, che regolano l’omeostasi e rispondono anch’esse allo stress ossidativo. Da alcuni studi è emerso che nei polmoni di pazienti con BPCO i livelli di SIRT1 e FOXO1 sono diminuiti. Poiché la SIRT1 e la FOXO1 hanno un effetto antiossidante, un’espressione inferiore di tali proteine nei pazienti con BPCO può portare ad un eccessivo stress ossidativo. Si ipotizza dunque che incrementi di SIRT1 possano avere un effetto protettivo contro la progressione della malattia. Oltre a questo, si pensa che l’esercizio fisico aumenti l’espressione proteica di SIRT1 e la sua attività nel muscolo scheletrico.

    Per questo studio osservazionale e trasversale sono stati reclutati, tra Giugno 2015 e Marzo 2016, presso l’Ospedale Universitario di Toyama, 18 pazienti di sesso maschile con BPCO, stabili da almeno tre mesi prima dell’inizio dello stesso. I livelli di attività fisica sono stati misurati grazie ad un accelerometro triassiale che ha calcolato l’Equivalente Metabolico del Lavoro (METs), ovvero l’unità di misura che stima la quantità di energia utilizzata dal nostro organismo durante un lavoro, e che con un algoritmo era in grado di distinguere l’esercizio fisico dalle attività quotidiane. I pazienti reclutati hanno quindi indossato l’accelerometro per due settimane come una cintura; per un’analisi completa dell’attività fisica eseguita, inoltre, sono state prese in considerazione non soltanto l’energia totale impiegata (TEE) e l’energia correlata con l’attività fisica spesa (PAEE), ma anche il tempo impiegato in ogni livello di intensità di esercizio. L’attività fisica è stata infatti classificata in diversi livelli di intensità, di concerto con sensibilità dell’accelerometro: sedentarietà, 1-1.9 METs; intensità leggera, 2-2.9 METs; intensità moderata, 3-5.9 METs; attività vigorosa, ≥ 6 METs.

    I livelli di espressione genica di SIRT1 sono stati determinati attraverso le cellule mononucleate del sangue periferico dei pazienti (PBMCs). Sono inoltre stati condotti test sulla funzionalità respiratoria, l’emocromo, il 6-minute walking test, e misurazioni dell’area trasversale del muscolo sacrospinale attraverso una tomografia computerizzata al torace. Sono infine stati paragonati i livelli di attività fisica con i risultati di ciascun esame.

    L’attività fisica spesa da ciascun paziente era di 452±127 kcal/giorno, e l’energia totale impiegata di 1,931±240.  Il tempo medio impiegato per l’attività fisica da leggera a moderata, per quella moderata e per quella vigorosa era rispettivamente di 113±43, 37±24, 0.5±0.5 min/giorno. Sono poi state confrontate le variabili cliniche con i livelli di attività fisica svolti. L’età non era correlata con la PAEE (attività fisica eseguita), mentre le percentuali di FVC e di FEV1 diminuivano di pari passo con il tempo passato a riposo. I livelli di SIRT1 e delle espressioni geniche di FOXO1 aumentavano durante l’attività fisica moderata.

    I risultati dello studio supportano dunque la tesi che l’attività fisica promuove l’espressione genica di SIRT1 e di FOXO1 e contribuisce ad un effetto antiossidante nei pazienti con BPCO.

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