Obesity - Alergia.org.pl

D I A G N O S T Y K A
K L I N I C Z N A
Obesity
and asthma
Prof. dr hab. n. med.
Edward Zawisza
Poradnia Chorób
Alergicznych i
Zapalnych
Oddzia³
Laryngologiczny
Szpital Bielañski
Dr n. med.
Jan Bardadin
IV wydzia³ Nauki
o Zdrowiu AM w
Warszawie
Summary
The last decade witnessed a distinct increase in the prevalence of obesity and asthma. The
present paper discusses the role of T-cell function changes in the etiological path of obesityinduced allergy (asthma). Recent results of epidemiologic research confirm an increased
incidence of allergy (usually asthma) in obese people (10, 11), but the nature of the relation
between obesity and asthma remains obscure. Mito’s study (11) has revealed higher sensitivity
of T-lymphocytes to antigen and higher IFN-gamma production in splenocytes stimulated by
phytohaemagglutinin (PHA) in obese mice with asthma caused by allergy to ovalbumin,
accompanied by an increased production of mast cells in the bronchial tree mucosa. Mito’s
findings show that obesity-induced changes in T-lymphocyte functions can be partly
responsible for the pathophysiology of bronchial asthma.
S
ince long, diet has been recognised as a risk
factor or a factor modifying asthma and
allergy development (15). A pregnant
woman’s diet influences body mass index (BMI) of
the child reaching maturity (2), while the incidence
of asthma is negatively correlated with child’s
weight at birth (14). Barker (1) considers mother’s
malnutrition during pregnancy and low birth weight
as factors increasing the risk of obesity and asthma
in mature people, especially females. Increased
BMI generates increased frequency of wheezes,
adverse respiratory flow events and more intense
bronchial sensitivity in young and mature females.
In young obese females between 6 and 11 years of
age, bronchial asthma developed between 11 and
13 years of age seven times more often than in girls
with the normal weight (3).
Huang’s research in Anhui (province of China)
involving 7109 patients with inherited susceptibility
to asthma helped establish the correlation of
obesity with bronchial tree hypersensitivity to
methacholine (4). At least one of his experiments
revealed the connection between BMI and atopy
as well as reduced bronchial sensitivity in young
females with low BMI and higher atopy rates in
1
Leptin influence on IL-1 and IL-1Ra
release by macrophages
FIG
pg/ml
1200
1000
Leptin
800
600
400
200
Key words :
obesity, asthma,
leptin
44 A L E R G I A
Zima 2005
0
0 nm
10nm
50nm
100mn
LPS
500nm
625nm 1000ng/ml
young females with high BMI. The research failed
to supply analogous data for young males.
A biological activity of adipose tissue is here
suggested as a factor determining
bronchial
asthma. The adipose tissue produces as much as
25% of IL-6 proinflammatory cytokines present in
blood circulation which are responsible for obesity,
thus regarded as a proinflammatory state.
Leptin
Leptin, a cytokine produced by the OB gene,
synthesized by adipocytes, is an unglicolysed
peptide hormone with the molecular weight of
16kDa. This cytokine is responsible for appetite
regulation and energy homeostasis at the level of
hypothalamus (9). Leptin has a tricyclical structure
typical of cytokines, its OB R6 receptor (Leptin
receptor) showing structural and functional
similarity to gp 130 family receptors. OB R6
receptor presence in lymphatic tissues is important
for transmitting signals by leptin to the
immunological system. In these tissues leptin plays
a vital role in macrophage and T-lymphocyte
stimulation (5). Intensifying macrophage secretion
of cytokines such as IL-6, IL-12 and TNF- and Tlymphocyte stimulation, leptin increases
IFN- synthesis and secretion. Leptin was also
found to act as an inhibitor of cytokine Th2
secretion by T lymphocytes. Mice deprived of
leptin show an increased sensitivity to
lipopolysaccharide (LPS) and TNF- stimulation.
Leptin produces a metabolic effect through
receptors located in the central nervous system
(CNS) and peripheral tissues. Leptin receptors are
class 1 cytokine receptors as are those of
interleukin 2, interferon and somatotrophic
hormone. The leptin signal is transmitted by Janus
kinase to three transducers and transcription
activators (STATUS 3,5 and 6). STATUS 3.5 and 6
group is called STAT.
D I A G N O S T Y K A
2
K L I N I C Z N A
The leptin action model
FIG
Neuroendocrinological response
CNS
Appetite, energy metabolism
Metabolism
Fatty tissue
Leptin
Peripherial tissues
Bone marrow cells
Cells active in allergic processes
Leptin, a protein located in the hypothalamus,
creates the feeling of fullness. Obesity can be
caused by the hypothalamus ventro-medial part
damage. The action of leptin applied centrally is
anorectically stronger than that applied
peripherally. Leptin inhibits hypothalamus
neuropeptide Y (NPY) action responsible for
increased appetite. Other hormones influenced by
leptin are melanocyte stimulating hormone (MSH),
glucagon-like peptide 1 (GLP), corticotrophinreleasing hormone (CRH), urocortin and melaninconcentrating hormone (MCH). Leptin directly
reduces lipids and triglycerid concentrations in
cells by inhibiting their synthesis and intensifying
oxidative metabolism (12).
The leptin level can be modulated by bacterial
endotoxins and cytokines. By affecting NPY leptin
reduces appetite and thus lowers food intake.
Grunfeld (7) observed that adipose tissue gene
expression is regulated by cytokines secreted
during infection and that anorexy occurs in
infection cases. Recently X ( ) has advanced the
hypothesis that the leptin level can rise during
infection. Applying endotoxin (LPS) to hamsters
significantly reduced their appetite and weight.
1
BMI
TABLE
<18.0
Underweight
Consult your physician,
a diet with medical
control to prevent
anorexia..
18.5-23.0
Normal
weigh
Consult your physician to
work out your individual
healthy diet program to
help you control weight
and health.
23.0-30.0
Overweight
Consult your physician,
a diet with medical
control, prevent the yoyo
effect, eat healthy food
and do not gain weight.
30.0-40.0
Obesity
dangerous
to health
You must begin therapy:
obesity induces civilization
diseases, such as
diabetes, heart failure,
neoplasm, etc.
> 40.0
Obesity
dangerous
to life
No comments.
There is observed a strong negative correlation
between leptin mRNA level in blood serum and
food intake.
Body Mass Index (BMI) and atopy
Obese patients have been reported to show
more asthma and allergy symptoms than nonobese patients. Thus, Jarvis’s study of 15,454
patients which attempted at finding the connection
between BMI and atopy has revealed that BMI > 30
correlated with a higher wheezing frequency. The
BMI count is BMI = weight (kg)/height (m2). [BMI
expresses the relation between weight and a
square metre of the body].
According to WHO, 18.5-23.0 are normal
values, 25.0-30.0 indicate overweight, whereas >
30 indicate obesity. Jarvis’s study (13) has shown
that patients with BMI > 30 demonstrate more
symptoms typical of asthma than patients with BMI
20.0-24.0. At the same time no correlation between
BMI and pollinosis or other airway atopic diseases
has been found. Leptin seems to affect the cellular
part of the immune system (16). Fujita’s study (6)
has revealed leptin protective impact on
lymphocyte number and activity, and its inhibiting
stress-induced T-lymphocyte apoptosis. Leptin
receptors are situated on many immune system
cells and it is through them that leptin contributes
to immune system cell activation and proliferation.
HIV infection induces the expression of long leptin
receptor isoforms on mononuclears. Leptin
significantly stimulates pro-inflammatory cytokine
production, chiefly Th1, but also Th2. Owing to
metabolic transformation routes such as JAK-STAT,
IRS-1-PI3K and MAPK, it also influences the
signalling systems. Through protein binding RNA
phosphorylation, Sam 68 modulates RNA
metabolism (13). Leptin combining with Th1 and
Th2 cytokine systems indicates allergic rather than
atopic etiopathogenesis of obesity. In sum, obesity
“desensitisation” seems to be looming ahead.
!
References
1. Barker D. Outcome of birth weight. Horm. Res. 1994: 42: 223230. 2. Black P, Sharpe S. Dietary fat and asthma. Eur. Res. J.
1997: 10: 6-12. 3. Castro-Rodrigues J. Increased incidence of
asthma – like symptoms in girls who become overweight or obese
during the school years. Am. J. Res. Crit. Care Med. 2001: 163:
1344- 1349. 4. Celedon J, Palmer L. Body mass index and asthma
in adultys in families of subjects with asthma. Anhui China Am. J.
Res. Crit. Care Med. 2001: 164: 1835-1840. 5. Fantuzzi TJ,
Faggioni R. Leptin in the regulation of immunity, inflammation and
hematopoiesis. J. Leukoc. Biol. 2000: 68: 437-446. 6. Fujita A.
Zima 2005
A L E R G I A 45
KALENDARZ IMPREZ MEDYCZNYCH 2005
46 A L E R G I A
Zima 2005
5 marca
Dobieszków k/£odzi
XVI Ogólnopolskie Sympozjum i Warsztaty Alergologiczne
„Astma i Towarzysz¹ce Alergie Pokarmowe”
NZOZ Centrum Alergologii
ul.Tuwima 22/26, 90-002 £ódŸ, tel.(042) 633 90 76
11-12 marca
Poznañ
II Repetytorium Pulmonologiczne
Katedra i Klinika Ftyzjopneumonologii AM w Poznaniu
ul.Szamarzewskiego 84, 60-569 Poznañ, tel. (061) 841 70 61
1-2 kwietnia
Kraków
Ogólnopolska Konferencja Szkoleniowo-Naukowa „Antiallergica 2005”
Agora
ul.¯urawia 10-12/31, 60-860 Poznañ, tel. (061) 842 70 94
4-5 kwietnia
Rabka Zdrój
Diagnostyka chorób alergicznych - Kurs Instytutu GruŸlicy i Chorób P³uc
Klinika Alergologii i Pneumonologii
ul. Prof.J.Rudnika 3b, 34-700 Rabka-Zdrój, tel. (018) 127 60 60
11-13 kwietnia
Rabka Zdrój
Profilaktyka i leczenie chorób alergicznych - Kurs Instytutu GruŸlicy i Chorób P³uc
Klinika Alergologii i Pneumonologii
ul. Prof.J.Rudnika 3b, 34-700 Rabka-Zdrój, tel. (018) 127 60 60
15-17 kwietnia
Warszawa
Miêdzynarodowe Targi Alergiczne „ALERGIA 2005”
P.U.H. Hardi Sp.z o.o.
ul.Ry¿owa 33b, 02-495 Warszawa, tel. (022) 863 36 66
15-16 kwiecnia
Warszawa
II Ogólnopolska Konferencja Pediatrii po Dyplomie i Oddzia³u Warszawskiego
Polskiego Towarzystwa Pediatrycznego „Stany zapalne w pediatrii”
Medical Tribune Sp.z o.o.
ul.Gdañska 41, 01-633 Warszawa, tel. (022) 569 64 00
12-14 maja
Katowice
XIV Konferencja Naukowo-Szkoleniowa Sekcji Foniatrycznej
Polskiego Towarzystwa Otorynolaryngologów – Chirurgów G³owy i Szyi
Katedra i Klinika Laryngologii Œl.AM
ul.Francuska 20, 40-027 Katowice, tel. (032) 256 43 09
19-21 maja
Gdañsk
Sympozjum Naukowo-Szkoleniowe Sekcji Alergologii
Polskiego Towarzystwa Dermatologicznego „Choroby alergiczne skóry”
Katedra i Klinika Dermatologii, Wenerologii i Alergologii AM
ul. Dêbinki 7, 80-211 Gdañsk, tel. (058) 349 25 87
3-4 czerwca
Wroc³aw
Zjazd Jubileuszowy Medycyny Rodzinnej
Zarz¹d G³ówny PTMR
ul.W³. Syrokomli 1, 51-141 Wroc³aw, tel. (071) 325 43 41
8-11 czerwca
£ódŸ
VII Konferencja Œrodkowo-Europejska
„Alergia Astma Immunologia Kliniczna £ódŸ 2005”
Mediton
ul.Sienkiewicza 101/109 lok.115, 90-301 £ódŸ, tel. (042) 636 35 30
15-17 czerwca
Zakopane
Krajowa Konferencja Naukowo-Szkoleniowa Pulmonologów
Instytut GruŸlicy i Chorób P³uc
ul.P³ocka 26, 01-218 Warszawa, tel.(022) 431 24 23
8-11 wrzeœnia
Jachranka
k/ Warszawy
VIII Konferencja Naukowo-Szkoleniowa
„Obturacja Dróg Oddechowych – Astma, Alergia i POChP”
Katedra i Klinika Chorób Wewnêtrznych, Pneumonologii i Alergologii AM
ul.Banacha 1 a, 02-097 Warszawa, tel.(022) 599 25 62
14-17 wrzeœnia
£ódŸ
III Konferencja Naukowo-Szkoleniowa „Otorynolaryngologia £ódŸ 2005”
Mediton
ul.Sienkiewicza 101/109 lok. 115, 90-301 £ódŸ, tel.(042) 636 35 30
22-24 wrzeœnia
Dêba k/Serocka
VI Zjazd Otolaryngologów Wojskowych
Wojskowy Instytut Medyczny Klinika Otolaryngologii
ul. Szaserów 60, 00-909 Warszawa, tel. (022) 681 64 71
29 wrzeœnia
-1 paŸdziernia
Poznañ
IV Zjazd Polskiego Towarzystwa Medycyny Rodzinnej
Agora
ul.¯urawia 10-12/31, 60-860 Poznañ, tel. (061) 842 70 94
2-5 listopada
Kraków
XII Sympozjum Naukowo-Szkoleniowe
„Postêpy w zakresie diagnostyki i leczenia chorób alergicznych”
Symposjum Cracoviense
ul.Krupnicza 3, 31-123 Kraków, tel.(012) 422 76 00
A L E R G E N Y
klimatu wnêtrz obserwowane w budynkach
o podwy¿szonej termoizolacyjnoœci i szczelnoœci
Dotychczas ukaza³o siê wiele publikacji na temat
budynków poddawanych termomodernizacji [np.
4-8, 11-13, 19]. Wyniki badañ wskazuj¹, ¿e docieplanie przegród, podwy¿szaj¹ce temperaturê
powierzchni œcian, obni¿a wymagania wilgotnoœciowe grzybów pleœniowych, co raczej sprzyja
intensywnemu rozwojowi grzybów ni¿ zahamowaniu ich wzrostu.
w budynkach z objawami biodeterioracji pleœniowej.
!
1
RYCINA
Strefy mikroklimatu preferowane po termomodernizacji
Podsumowanie
Biodeterioracja pleœniowa mo¿e wyst¹piæ
zarówno w budynkach starych, zaniedbanych, jak
i nowych, komfortowych – tak¿e w takich, które nie
maj¹ wad technicznych.
Od nas, u¿ytkowników tych obiektów, zale¿y
jaki bêdzie mikroklimat wewn¹trz pomieszczeñ. To
my stworzymy warunki sprzyjaj¹ce intensywnemu
rozwojowi grzybów pleœniowych lub powoduj¹ce
jego zahamowanie. Wiêcej informacji na temat
warunków œrodowiskowych maj¹cych wp³yw na
rozwój i toksycznoœæ grzybów pleœniowych
zasiedlaj¹cych obiekty budowlane mo¿na znaleŸæ
w monografii zatytu³owanej "Biodeterioracja
pleœniowa obiektów budowlanych" [13]. W pracy tej
zosta³y opisane tak¿e metody diagnozowania
obiektów budowlanych, pozwalaj¹ce na ocenê
warunków eksploatacyjnych wystêpuj¹cych
a
b
1
3
5
6
-
obszary podatnoœci papieru na infekcje mikologiczne okreœlone na podstawie [10],
strefy mikroklimatu wnêtrz w budynkach mieszkalnych [5, 11];
silny porost grzybów uM 10%, 2 - atakowane niektóre gatunki papieru uM = 810%,
obszar bezpieczny uM <8%, 4 - normowe parametry mikroklimatu mieszkañ,
powierzchnie œcian o du¿ej termoizolacyjnoœci, w podwy¿szonej wilgotnoœci,
powietrze zewnêtrzne (warunki atmosferyczne dla Warszawy, œrednie miesiêczne).
Piœmiennictwo
1. Andersson M.A., Nikulin M., Koljalg U., Andersson M.C., Rainey F., Reijula K., Hintikka E.L., Salkinoja-Salonen M., Bacteria, Molds,
and Toxins in Water-Damaged Building Materials, Applied and Environmental Microbiology, Feb. 1997, s. 387-393. 2. Barabasz W.,
Jaœkowska M., Aspekty zdrowotno-toksykologiczne wystêpowania grzybów pleœniowych w budynkach mieszkalnych i inwentarskich, w:
II Konferencja Naukowa „Rozk³ad i korozja mikrobiologiczna materia³ów technicznych”, £ódŸ, s.98-108, 2001. 3. Charkowska A.,
Nowoczesne systemy klimatyzacji w obiektach s³u¿by zdrowia, IPPU MASTA sp. z o.o., Gdañsk 2000. 4. Janiñska B., O zagro¿eniu
katastrof¹ mykologiczn¹ budynków mieszkalnych poddanych termomodernizacji, XIX Konferencja Naukowo-Techniczna Awarie
Budowlane, Miêdzyzdroje’99, maj 1999, t.2, s. 391-398. 5. Janiñska B., Warunki aerodynamiczne stymulatorem rozwoju grzybów
pleœniowych w obiektach budowlanych, Archiwum Ochrony Œrodowiska, 3/2002, s.133-149. 6. Janiñska B., Zmiany mikroklimatu wnêtrz
budynków poddanych termomodernizacji a zagro¿enie mikologiczne, Zeszyty Naukowe Politechniki Poznañskiej, 44/1999, s.25-43. 7.
Janiñska B., Metody oceny ska¿enia obiektów budowlanych grzybami pleœniowymi, Foundations of civil and environmental engineering,
3/2002, Poznañ, s. 47-64. 8. Janiñska B., Toksyczne domy dla powodzian, w materia³ach: Theoretical Foundations of Civil Engineering
Polish - Ukrainian Transaction - X, Ed. By W. Szczeœniak, OW PW, Warsaw 2002, vol. II, pp.989-994. 9. Mêdrela-Kuder E., Wystêpowanie
grzybów w powietrzu budynków zabytkowych Krakowa, Acta Mycologica, Vol. XXVII (1):121-126, 1991-1992. 10. Nyuksha Yu. P.,
Biodeterioration of Paper and Books, The Library of the Russian Academy of Sciences, St.-Petersburg, 1994. 11. Rymsza B.,
Biodeterioracja pleœniowa przyczyn¹ przekroczenia stanu granicznego u¿ytkowalnoœci obiektów budowlanych, VII Sympozjum
„Ochrona obiektów budowlanych przed korozj¹ biologiczn¹ i ogniem”, Wroc³aw-Turawa k/Opola-Opole, 16-18 paŸdziernika 2003 r.,
Ochrona przed korozj¹, 10s/A/2003, s. 166-171. 12. Rymsza B., Surface roughness as structural catalyser of mould biodeterioration,
Archives of civil engineering, XLIX, 4, 2003, s. 559-576. 13. Rymsza B., Biodeterioracja pleœniowa obiektów budowlanych, Zeszyty
Naukowe PP, seria rozprawy nr 377, Poznañ, 2003. 14. Smyk B. Badania mikrobiologiczne wnêtrza Krypty Króla Kazimierza
Jagielloñczyka wraz z jej zawartoœci¹, znajduj¹cej siê w podziemiach Katedry Wawelskiej w Krakowie, Studia do dziejów Wawelu,
Ministerstwo Kultury i Sztuki Zarz¹d Muzeów i Ochrony Zabytków, Kraków 1978, t IV, s.496-501. 15. Szostak-Kotowa J. Mikroflora
celulolityczna wystêpuj¹ca w wybranych magazynach Archiwum Pañstwowego w Krakowie, Zeszyty Naukowe Akademii Ekonomicznej
w Krakowie, Nr 319, 1990, s.67-74. 16. Twaru¿ek M., Grajewski J., Sk³adanowska B., Janiñska B., Fischer G., Untersuchungen
unterschiedlicher Baumateriallen auf das Vorkommen von Schimmelpilzen und deren Mykotoxinen, 23 Mykotoxin Workshop Wien, 28-30
mai 2001, p.38. 17. Wa¿ny J., Ekologiczne aspekty ochrony budowli przed korozj¹ biologiczn¹, Materia³y budowlane, 4/97,s.87-102. 18.
Zyska B., Mikologia powietrza wewnêtrznego budynków, w: V Ogólnopolska Konferencja „Problemy jakoœci powietrza wewnêtrznego w
Polsce ‘99”, Warszawa 2000, s. 305-322. 19. Zyska B., Zarys biologii budynku, Arkady, Warszawa, 1999.
References p. 46
6. Fujita A. “Leptin inhibits stress-induced apoptosis of T-lymphocytes”. Clinical and Exper. Immunol. 2002, 128, 1, 21-24. 7. Grunfeld C,
Zhao C et al. “Endotoxin and cytokines induce expression of leptin, the ob gene product in hamster”. J. Clin. Invest. 1996, 1. 97. 2152-7.
8. Halaas J. L. “Weight-reducing effects on the plasma protein encodedby the obese gene”. Science. 1995, 269, 543-546. 9. Jarvis D.
“Association of body mass index with respiratory symptoms and atopy results from the European Community Respiratory Health
Survey”. Clin. Exp. Allergy. 2002, 32. 831-837. 10. Lifonjua AA. “Association of body mass index with the development of metacholine
airway hyperresponsiveness in men: the Normative Aging Study.. Thorax 2002.57.581- 585. 11. Mito N. et al. ”Effect on diet – induced
intensity on ovalbumin – specific immunr response in a murine asthma model”.Metabolism, 2002, 51 (10), 1241-1246. 12. Shimabukuro
M, Komayam K.”Direct antidiabetic effect of leptin through triglyceride depletion of tissues”, Proc. Natl.Accl. Sci. USA, 1997: 4637-4341.
13. Sanchez-Margaret V. “Role of Leptin as an immunomodulator of blood mononuclear cells: mechanisms of action. 14. Shaheen S.,
Barker D. “Birth weight, body mass index and asthma in young adults”. Thorax. 1999, 54, 396-402. 15. Wright R., Weiss, S.
Epidemiology of allergic diseases”, In: Holgate S. Church, M., and Lichtenstein L. eds. In Allergy. Philadelphia: Allergy, Philadelphia
Harcourt, 2001 203- 212.
Zima 2005
A L E R G I A 43