Da NEWS Medical Life Sciences
Un recente studio pubblicato su Frontiers in Immunology ha utilizzato la metabolomica per indagare i meccanismi alla base dell’associazione tra additivi alimentari e asma infantile.
Additivi alimentari e asma
Additivi alimentari come dolcificanti, coloranti e conservanti vengono aggiunti agli alimenti per vari scopi, come ad esempio aumentare o preservare la durata di conservazione del prodotto durante la produzione. Ricerche approfondite dimostrano che i bambini spesso consumano più alimenti ultra-processati (UPF) rispetto agli adulti, pur essendo allo stesso tempo più sensibili agli effetti avversi degli additivi alimentari, alcuni dei quali includono asma, allergie e un rischio maggiore di disturbo da deficit di attenzione e iperattività.
Le allergie della pelle, delle mucose e dell’intestino nei bambini sono state direttamente attribuite al consumo di benzoato di sodio, giallo tramonto, eritrosina, tartrazina e altri additivi. Sono stati segnalati anche attacchi d’asma a seguito dell’esposizione a metilparabene e propilparabene. Infatti, le donne che consumano più bevande non gassate dolcificate artificialmente hanno maggiori probabilità di avere figli con diagnosi di asma infantile.
Nonostante queste osservazioni, l’associazione tra asma infantile ed esposizione ad additivi alimentari in Cina, così come i meccanismi attraverso i quali gli additivi alimentari contribuiscono allo sviluppo dell’asma infantile, rimangono poco chiari.
Informazioni sullo studio
Lo studio attuale ha quantificato le correlazioni tra asma infantile e additivi alimentari utilizzando analisi di regressione logistica e test del chi-quadrato. I ricercatori hanno anche eseguito un profilo metabolico non mirato di campioni di siero prelevati da bambini di età pari o inferiore a 15 anni. Sono stati identificati metaboliti correlati all’asma e sono stati ideati modelli per chiarire come la differenziazione delle cellule T CD4+ e delle cellule dendritiche (DC) sia influenzata dagli additivi alimentari.
Le concentrazioni sieriche di dieci additivi alimentari sono state misurate utilizzando cromatografia liquida ad altissima pressione (UPLC)-spettroscopia di massa (MS)/MS. Questi dieci additivi erano neotame, aspartame, saccarina sodica, ponceau 4R, sucralosio, acido benzoico, ciclamato, acesulfame, acido deidroacetico e giallo tramonto.
Gli autori hanno anche notato che alcuni additivi, come aspartame, neotame, sucralosio e giallo tramonto, erano scarsamente rilevabili nel siero perché vengono assorbiti in minima parte e rapidamente scomposti nell’intestino, anziché essere assenti dalla dieta dei bambini.
I metaboliti associati all’asma sono stati identificati ed esaminati per gli effetti di mediazione e l’arricchimento delle vie metaboliche. Sono stati misurati anche altri metaboliti corrispondenti all’infiammazione delle vie aeree, alla differenziazione delle cellule immunitarie, ai profili metabolomici delle immunoglobuline E (IgE), dell’interleuchina-4 (IL-4), dell’IL-17A e delle cellule T CD4+.
Risultati dello studio
L’acido deidroacetico, l’acido benzoico e il ciclamato sono stati rilevati con le percentuali più elevate, rispettivamente del 99,58%, 99,17% e 69,17%. Aspartame e neotame non sono stati rilevati, con bassi tassi di rilevamento osservati per saccarina sodica, sucralosio, acesulfame, ponceau 4R e giallo tramonto.
Nel gruppo asmatico, le concentrazioni medie di acido deidroacetico e benzoico erano significativamente più elevate rispetto a quelle del gruppo di controllo. I test del chi-quadrato e le analisi di regressione logistica hanno rivelato associazioni significative tra asma infantile ed esposizione ad acido deidroacetico, acido benzoico e acesulfame.
L’analisi multivariata ha portato all’identificazione di settantatré metaboliti associati all’asma statisticamente significativi. Molti di questi metaboliti mediavano l’associazione tra asma infantile ed esposizione ad acido benzoico e acido deidroacetico, tra cui PC (14:0/14:0), glicerofosfocolina, glutammina, istidina, spermina, LysoPC (17:0), acetilcolina e altri.
In un modello murino, è stato osservato un aumento significativo delle cellule infiammatorie nei gruppi trattati con additivi alimentari rispetto ai controlli. La percentuale di granulociti eosinofili e IL-17A nel liquido di lavaggio broncoalveolare (BALF) era significativamente più alta nei gruppi trattati con additivi alimentari, così come i livelli di IgE nel BALF e nel siero, così come i livelli sierici di IL-4.
I topi che consumavano additivi alimentari mostravano anche percentuali più elevate di cellule dendritiche allergiche, cellule Th2 e cellule Th17. Nel complesso, i risultati in vivo indicano che gli additivi alimentari possono interrompere i percorsi di differenziazione delle cellule immunitarie e potenzialmente indurre una differenziazione anomala delle cellule T helper, che potrebbe facilitare lo sviluppo dell’asma.
Quando le cellule T CD4+ sono state isolate dal linfonodo mesenterico (MLN) ed è stata eseguita un’analisi metabolomica, sono stati identificati metaboliti differenziali. Ad esempio, il gruppo trattato con acesulfame ha mostrato livelli inferiori di Cer(d18:2/20:0) e livelli più elevati di acidi grassi, glicerofosfolipidi e ammine rispetto al gruppo di controllo e al gruppo di tolleranza orale.
Il gruppo trattato con saccarina sodica ha mostrato livelli inferiori di L-tirosina e livelli maggiori di ammine, glicerofosfolipidi, nucleotidi e metaboliti lipidici specifici. Sono state inoltre segnalate alterazioni significative nei percorsi metabolici di fenilalanina, triptofano, tirosina e glicerofosfolipidi nei topi che consumavano additivi alimentari.
Gli autori hanno inoltre proposto che questi cambiamenti immunitari e metabolici possano essere influenzati dalle interazioni lungo l’asse intestino-polmone, in cui gli additivi alimentari alterano la permeabilità intestinale e il microbiota, consentendo ai metaboliti infiammatori e alle cellule immunitarie di influenzare l’equilibrio immunitario polmonare.
Il limite principale dello studio attuale è la mancanza di generalizzabilità, poiché la coorte campione è stata reclutata esclusivamente da Nanchino, in Cina. L’analisi di regressione non è riuscita a controllare fattori confondenti come il fumo dei genitori e l’indice di massa corporea (BMI), che potrebbero influenzare i risultati.
Lo studio attuale ha esplorato le correlazioni tra asma infantile ed esposizione ad additivi alimentari; tuttavia, non ha fornito spiegazioni causali per queste correlazioni. Gli autori sottolineano che la ricerca futura dovrebbe includere popolazioni più ampie, ulteriori tipi di additivi e una convalida meccanicistica diretta degli effetti metabolici sulle vie immunitarie.
Conclusioni
L’asma infantile può essere esacerbata dall’esposizione ad additivi alimentari, che possono alterare metabolicamente l’omeostasi tra cellule presentanti l’antigene e linfociti T helper.
Questi risultati suggeriscono che i disturbi metabolici e immunitari causati da alcuni conservanti e dolcificanti potrebbero contribuire all’infiammazione delle vie aeree attraverso l’alterazione della tolleranza immunitaria e le interazioni intestino-polmone, sebbene siano necessari ulteriori studi per confermare la causalità.