• Cromatografia ad esclusione molecolare
• Chirurgia bariatrica
• Diabete
• Gamma glutamiltransferasi
• Obesità

In una grande percentuale di pazienti con obesità patologica, la chirurgia bariatrica permette di ottenere una notevole riduzione del rischio di sviluppare patologie associate al sovrappeso e all’obesità. In particolare nell’arco di un anno dall’intervento chirurgico, in parallelo alla perdita di peso, si osserva un notevole miglioramento del metabolismo glucidico con riduzione o addirittura remissione del diabete di tipo II (T2D). In questi pazienti si osserva, inoltre, un miglioramento generale della funzionalità epatica e la conseguente riduzione dei livelli di steatosi.
L’attività dell’enzima gamma-glutamiltransferasi (GGT) nel plasma è principalmente di origine epatica, in quanto GGT sierica e GGT epatica presentano le stesse caratteristiche chimico fisiche (stesso peso molecolare, tipo di glicosilazione e contenuto di acido sialico) e medesime caratteristiche cinetiche. Pertanto, già a partire dagli anni ’60, si è pensato che l’attività dell’enzima GGT nel siero potesse rappresentare un indice sensibile, tuttavia aspecifico, di disfunzione epatica.
Inoltre l’attività di GGT nel siero è aumentata nei soggetti con T2D rispetto a un gruppo sano di controllo. Da numerosi studi è emersa l’associazione tra l’attività di GGT e l’indice di massa corporea in relazione all’insorgenza del T2D. In particolare il rischio di comparsa della patologia è maggiore all’aumentare dei livelli sierici di GGT, sempre all’interno del normale intervallo fisiologico, e questa associazione diventa più forte all’aumentare dei valori dell’indice di massa corporea.
Tramite la cromatografia ad esclusione molecolare sono state distinte e quantificate quattro frazioni di GGT plasmatiche: big-GGT (b-GGT, 2000 kDa), medium-GGT (m-GGT, 1000 kDa), small-GGT (s-GGT, 250 kDa) e free-GGT (f-GGT, 70 kDa). In particolare la frazione b-GGT è stata ritrovata legata alle membrane cellulari di microvescicole, come gli esosomi, poiché la dimensione e la densità degli esosomi corrisponde alla dimensione e densità della b-GGT. Per quanto riguarda la biogenesi delle altre frazioni, m-GGT e s-GGT, si pensa che derivino direttamente da progressive modificazioni della b-GGT, dopo che quest’ultima viene rilasciata nel compartimento extracellulare. In particolare è emerso che la m-GGT e la s-GGT sono formate da micelle di acidi biliari. La frazione f-GGT è invece la porzione solubile, mancante del peptide N-terminale lipofilo, e probabilmente deriva direttamente dalle frazioni m-GGT e s-GGT in seguito a taglio proteolitico.
Studi recenti hanno dimostrato che la frazione b-GGT è aumentata in pazienti affetti da steatosi epatica, ora considerata la manifestazione epatica della sindrome metabolica, associata ad insulino-resistenza, T2D, dislipidemia e ad un aumentato rischio di malattie cardiovascolari. La frazione s-GGT invece aumenta prevalentemente nei soggetti con danno epatico, infatti è la frazione che mostra la correlazione maggiore con le transaminasi, in particolare le ALT, quindi la sua attività è superiore negli individui con epatopatie virali o alcoliche. La frazione f-GGT è la maggiormente rappresentata nei soggetti sani, mentre per m-GGT non è ancora stato possibile ipotizzare un significato diagnostico.
Gli scopi di questo studio sono determinare le frazioni circolanti dell’enzima GGT in pazienti obesi prima e dopo l’intervento di chirurgia bariatrica e l’analisi delle loro variazioni in relazione al cambiamento di peso e dei parametri descrittivi del metabolismo glucidico.
A partire da una sieroteca, e dal rispettivo database, sono stati individuati 29 pazienti obesi e diabetici sottoposti ad intervento di chirurgia bariatrica. Prima dell’operazione questi soggetti erano stati ricoverati per un periodo di otto giorni presso l’Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana, durante il quale avevano svolto analisi e test clinici, ripetuti successivamente a 15 giorni e ad un anno dall’intervento. Per ogni paziente sono stati identificati 3 aliquote di plasma corrispondenti alle date pre-intervento (T0), 15 (T15) e 365 (T365) giorni dopo. Questi campioni, anonimizzati, sono stati analizzati tramite cromatografia ad esclusione molecolare seguita da un’iniezione post colonna di un substrato fluorescente specifico per la GGT (gamma-glutamil-7-amido-4-methylcoumarina). La separazione delle molecole avviene sulla base della loro forma e dimensione molecolare. La miscelazione dell’eluato, uscente dalla colonna, e il substrato specifico per la GGT, avviene in una spira di volume 2.6 ml che corrisponde ad un periodo di incubazione di 4 minuti a 37°. Le quattro frazioni di GGT plasmatiche sono state rivelate tramite uno spettrofluorimetro, operante ad una lunghezza d’onda eccitazione di 380 nm e di emissione di 440 nm.. Per quantificare l’attività della GGT totale e delle sue frazioni è stato utilizzato un programma informatico (MATLAB Version 7 MathWorks, Inc) per risolvere la sovrapposizione dei picchi del cromatogramma risultante.
Un anno dopo l’intervento chirurgico i pazienti hanno presentato una significativa riduzione dell’indice di massa corporea [mediana (25°-75° percentile); T0: 41.98 (37.62-47.96) kg.m-2; T365: 29.73 (26.99-33.71) kg.m-2; P < 0.0001], passando da una condizione di obesità grave a quella di sovrappeso, in parallelo con il significativo miglioramento dei parametrici epatici (ALT, AST), lipidici (colesterolo totale, colesterolo HDL, trigliceridi) e relativi al metabolismo glucidico (glicemia a digiuno, emoglobina glicata, insulinemia basale, sensibilità al glucosio delle cellule β, clearance dell’insulina, OGIS 120). Per quanto riguarda i dati di GGT, tutti i pazienti presentavano valori di GGT totale moderatamente elevati [22.13 (16.34-35.03) U/L] e significativamente più elevati rispetto a quelli determinati un anno dopo l’intervento [12.97 (10.73-17.25) U/L; P < 0.0001]. Anche i livelli di tutte le frazioni sono risultati significativamente più bassi (P < 0.0001) a un anno dall’intervento chirurgico: la frazione b-GGT si riduce mediamente del 60% [T0: 2.95 (2.10-6.76) U/L; T365: 1.18 (0.86-1.55) U/L; P < 0.0001], mentre le altre frazioni del 27% circa.
Nei primi 15 giorni post-intervento si osserva un incremento degli enzimi alanina e aspartato transaminasi così come delle frazioni b-GGT e s-GGT, dovuto al fatto che dopo l’intervento i pazienti devono seguire una dieta ipocalorica (1200 kcal) per 30 giorni. Perciò nell’immediata post-operazione il fegato deve metabolizzare una quantità insolitamente elevata di acidi grassi che ne peggiora momentaneamente la funzionalità e il grado di steatosi.
Dopo la suddivisione dei 29 pazienti sottoposti ad intervento di chirurgia bariatrica in tre gruppi in base alla diagnosi di steatosi (senza steatosi S0, steatosi S1, steatoepatite S2), effettuata prima dell’intervento, sono emersi gli aumentati valori sia delle transaminasi, in particolare le ALT, sia dell’attività di GGT, in particolare b-GGT, in coloro che avevano una diagnosi di steatosi e steatoepatite [S1: ALT: 26.00 (17.00-23.00) U/L, b-GGT: 2.70 (1.88-5.81) U/L; S2: ALT: 38.50 (21.50-53.00) U/L, b-GGT: 6.15 (2.90-8.84) U/L] rispetto al gruppo senza steatosi [ALT: 14.50 U/L, b-GGT: 1.87 U/L].
Analizzando i cromatogrammi dei profili di attività delle singole frazioni di GGT di tre pazienti caratterizzati da una diversa diagnosi di steatosi, ottenuti analizzando campioni di siero prelevati prima dell’intervento, dopo 15 giorni e dopo un anno, si osserva che i volumi a cui eluiscono le singole frazioni di GGT rimangono costanti nel tempo, quindi non ci sono modificazioni nel peso molecolare delle singole frazioni a seguito dell’intervento di chirurgia bariatrica. Ciò che varia notevolmente, anche in base al grado di steatosi, sono l’altezza e l’ampiezza del picco delle singole frazioni, indice di una maggiore o minore attività di GGT. In particolare si può notare che, prima dell’intervento, l’area sottesa al profilo di eluizione di b-GGT sia tanto maggiore quanto maggiore è il grado di steatosi.
Dei 29 pazienti che hanno subito l’intervento di chirurgia bariatrica, 11 non hanno avuto remissione del T2D ad un anno dall’operazione, mentre 18 hanno avuto remissione della patologia. Prima dell’intervento i due gruppi di pazienti differiscono soprattutto per i valori emoglobina glicata (P = 0.0016), maggiore nei primi [9.20 (7.50-10.50) %] rispetto ai secondi [6.80 (6.28-7.95) %], per la sensibilità al glucosio delle cellule β (P = 0.0060), minore nei soggetti che non presentano remissione del diabete [11.21 (6.81-17.70) pmol/min*m2*mM] rispetto ai soggetti che hanno remissione del diabete [26.25 (12.87-56.71) pmol/min*m2*mM), ma in particolare per la durata del malattia (P = 0.0005). Per quanto riguarda le singole frazioni di GGT, è emerso che prima dell’operazione non vi sono significative differenze tra i due gruppi, mentre ad un anno dall’intervento è maggiormente significativa la riduzione della b-GGT in coloro che hanno remissione del T2D (P < 0.0001) rispetto a coloro che non vanno in remissione (P = 0.0300), inoltre è significativa la differenza tra i due gruppi (P = 0.0175) ad un anno dall’operazione.
Dall’analisi di correlazione lineare è emerso che è la frazione b-GGT a mostrare le associazioni maggiori con i parametri del metabolismo glucidico, in particolare una correlazione positiva con glicemia basale (r = 0.4999), insulinemia basale (r = 0.5609) ed emoglobina glicata (r = 0.5690), mentre negativa con la sensibilità al glucosio delle cellule β (r = -0.3337), clearance dell’insulina (r = -0.2602) e OGIS 120 (r = - 0.5473). Tra le altre frazioni, invece, s-GGT è quella che mostra la migliore associazione con le ALT (r = 0.4102).
Da questo studio è stata trovata conferma che l’intervento di chirurgia bariatrica comporta un miglioramento del metabolismo glucidico e, in alcuni casi, remissione del T2D, infatti è stimato che circa il 30% di coloro che effettuano l’operazione cessa il trattamento farmacologico antidiabetico ad un anno dall’operazione. Il parametro che discrimina maggiormente i soggetti che hanno avuto remissione del diabete e i soggetti senza remissione è la durata della patologia. Infatti un alterato metabolismo glucidico, che perdura da un tempo maggiore, comporta una superiore condizione di esaurimento per le cellule β del pancreas, testimoniata dalla loro ridotta sensibilità al glucosio e, di conseguenza, un loro recupero risulterà più difficoltoso. Per la riuscita dell’intervento, è comunque fondamentale l’impegno del paziente stesso a rispettare e condurre una dieta alimentare sana ed equilibrata.
Inoltre è stato trovato conferma sia dell’associazione dell’attività di GGT con la condizione di insulino-resistenza, in quanto nel corso dell’anno post operatorio si assiste ad una diminuzione significativa dei livelli di GGT nel siero, sia dell’associazione, in particolare di b-GGT e delle ALT, con il grado di steatosi, poiché all’aumentare dei livelli di steatosi epatica si evidenzia in parallelo un incremento di concentrazione di entrambi i parametri.
Infine tra le frazioni di GGT, quella che mostra la maggiore associazione con gli indici del metabolismo glucidico è b-GGT, che quindi potrebbe essere la frazione che meglio descrive la condizione glicemica del paziente e si può ipotizzare che una diminuzione della sua attività potrebbe essere indice del miglioramento del controllo del metabolismo glucidico da parte del paziente.