• timo
• sperimentazione animale
• sistema immunitario
• obesità materna
• PET
• metabolismo glucidico
• istologia
• insulino resistenza
• fetal programming
• clamp
• analisi statistica

Introduzione: L’obesità, definita come un eccessivo accumulo di grasso corporeo, costituisce una delle principali cause dello sviluppo di malattie croniche e disregolazioni metaboliche. Nelle ultime decadi, la sua incidenza è aumentata progressivamente in tutto il mondo, coinvolgendo un numero sempre maggiore di giovani donne in età fertile, con conseguenze negative sullo stato di salute delle donne stesse e della loro progenie. Sono ormai molte le prove scientifiche che dimostrano come l’ambiente nutrizionale, ormonale e metabolico durante la gestazione possa programmare in modo permanente lo sviluppo e la fisiologia della prole con conseguenze sulla salute nella vita adulta, attraverso un fenomeno noto come fetal programming. Sebbene le conseguenze metaboliche e cardiovascolari dell’obesità materna siano state ampiamente descritte nella progenie, meno noto è l’effetto di tale condizione sullo sviluppo del sistema immunitario. Il timo, oggetto di questo studio, gioca un ruolo chiave sul sistema immunitario stesso, in quanto è il sito primario dello sviluppo e della maturazione dei linfociti T. Disfunzioni nei meccanismi di difesa dell’ospite ed un’alterata reattività immunitaria sono stati osservati in individui in sovrappeso, ed associati ad un eccessivo accumulo di adipe. Tuttavia, l’attività metabolica del timo, organo linfoide primario, durante le primissime fasi di vita dell’individuo ed in risposta all’obesità materna, rimane ancora da approfondire.
Obiettivi: Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di osservare se l’obesità materna, indotta mediante la somministrazione di una dieta ipercalorica ad alto contenuto di grassi prima della gravidanza e fino al termine dell’allattamento, possa sia programmare lo sviluppo di obesità e disfunzioni metaboliche, sia influenzare la morfologia cellulare del tessuto e il metabolismo glucidico del timo nella prole, dalla nascita fino al primo mese di vita. Inoltre, abbiamo valutato se una normalizzazione della dieta, e conseguentemente una stabilizzazione del peso, nelle madri obese prima di una seconda gravidanza, possa causare una reversione di tale effetto.
Materiali e metodi: Lo studio è stato condotto su modello animale di minipig di sesso femminile e sulla prole. Nella prima fase, le madri normopeso (n=5, dieta normocalorica) ed obese (n=5, dieta ipercalorica ricca in grassi), e la rispettiva prole sono state sottoposte a tomografia ad emissione di positroni (PET) con [18F]-fluorodesossiglucosio in combinazione con clamp isoglicemico-iperinsulinemico per la quantificazione del metabolismo glucidico del timo, in condizioni insulino-stimolate. Lo studio è stato condotto prima del concepimento ed al termine della gravidanza nelle madri, e alla nascita (n=19) e ad 1 mese (n=37) nella prole. Nella seconda fase dello studio, le madri originariamente obese sono state sottoposte ad una normalizzazione della dieta (n=4, dieta normocalorica), mentre le madri sane (n=4) hanno continuato a ricevere la dieta standard. Le madri e la relativa progenie (n=13 animali alla nascita, n=26 animali ad un mese di età) nata dalla seconda gravidanza sono state sottoposte allo stesso protocollo precedentemente descritto. Le immagini PET sono state analizzate a livello della cavità cardiaca e del timo per ottenere le corrispondenti curve di attività in funzione del tempo, e calcolare quindi il metabolismo glucidico dell’organo di interesse, secondo un modello matematico riconosciuto. Al termine degli studi in-vivo, gli animali sono stati sacrificati e biopsie tissutali sono state raccolte a livello del timo in un sottogruppo, per una successiva analisi istologica con ematossilina-eosina, finalizzata a valutarne le caratteristiche morfologiche.
Risultati: Nella prima fase dello studio, le madri sottoposte a dieta grassa hanno mostrato un aumento di peso significativamente più alto rispetto alle madri di controllo, sia prima del concepimento che al termine della gravidanza, mentre la loro glicemia è risultata tendenzialmente più alta solo nella fase antecedente al concepimento. Nessuna differenza antropometrica significativa, è stata osservata nella prole in risposta all’obesità materna (nascita ed 1 mese). Tuttavia, un incremento ponderale significativamente maggiore durante il primo mese di vita è stato osservato nella progenie nata da madre obesa. Inoltre, la glicemia è apparsa significativamente più alta alla nascita nei piccoli nati da madre obesa rispetto al gruppo di controllo, per attenuarsi poi ad 1 mese di vita.
Per quanto concerne la quantificazione del metabolismo glucidico del timo, gli animali nati da madri obesa hanno mostrato alla nascita una captazione glucidica tissutale maggiore rispetto alla controparte nata da madre sana, che diminuisce durante il primo mese di vita, raggiungendo valori tendenzialmente più bassi rispetto al coetaneo gruppo di controllo, che sembrano suggerire lo sviluppo di insulino-resistenza. Nella seconda fase dello studio, a seguito dell’esposizione delle madri originariamente obese ad una restrizione dietetica, abbiamo osservato che il peso pregravidico e gravidico delle stesse si uniforma tra i due gruppi, in risposta sia ad una stabilizzazione del peso nelle madri originariamente sottoposte a dieta grassa, sia ad un fisiologico aumento ponderale nelle madri sane. Inoltre, non sono state osservate differenze significative tra i due gruppi in relazione alla glicemia basale nella fase pre-concepimento. Per quanto riguarda la prole, ancora una volta non abbiamo rilevato differenze antropometriche significative tra i due gruppi, ma sia alla nascita che ad 1 mese di vita, abbiamo osservato un peso significativamente più elevato negli animali nati da madre originariamente obesa e sottoposta a restrizione di dieta (seconda gravidanza), rispetto agli animali nati dalla stessa madre in prima gravidanza. Inoltre, ha continuato ad essere evidente in questo gruppo un incremento ponderale maggiore durante il primo mese di vita, rispetto al gruppo di controllo, indipendentemente dalla stabilizzazione del peso materno. Anche la glicemia è rimasta elevata nella progenie nata da madre originariamente obesa alla nascita, risultando significativamente più alta rispetto al gruppo di controllo ad 1 mese di età. Per quanto riguarda la quantificazione del metabolismo glucidico del timo, abbiamo osservato un’attenuazione della situazione descritta alla nascita in prima gravidanza, con valori paragonabili tra i due gruppi. Tuttavia, ad 1 mese, si è registrata una captazione glucidica minore nella prole nata da madre originariamente obesa, e quindi un peggioramento dell’insulino-resistenza timica. Infine, l’analisi istologica del tessuto ha mostrato come il volume dei timociti, inversamente proporzionale al numero delle cellule presenti per unità di area, si associasse negativamente alla captazione glucidica del tessuto stesso, suggerendo che soggetti con un metabolismo glucidico ed un’insulino-sensibilità timica maggiore, fossero caratterizzati da una specifica morfologia tissutale, dotata di timociti più piccoli ma numerosi.
Conclusioni: Lo studio ha evidenziato come l’obesità materna, indotta mediante la somministrazione di una dieta ipercalorica/iperlipidica, contribuisca allo sviluppo di sovrappeso ed aumento della glicemia, ed influenzi negativamente il metabolismo e la morfologia del timo nella prole, con una potenziale programmazione precoce del rischio metabolico ed immunitario della stessa nella vita adulta. Una restrizione della dieta materna, finalizzata alla normalizzazione del peso, seppur stabilizzante, non sembra sufficiente a revertire completamente gli effetti dell’obesità materna, suggerendo la presenza di una memoria metabolica nella prole, in risposta al dismetabolsimo materno. Tuttavia, non possiamo escludere che un approccio dietetico prolungato nel tempo, possa produrre effetti benefici consistenti sulla salute metabolica sistemica e timo-specifica della progenie, annullando tale “traccia”.