Meccanismo ed effetti clinici di un integratore alimentare a base di alghe brune

Hepatic steatosis is a zonal hepatocellular alteration characterized by the accumulation of fat in the liver in vacuoles of different sizes called lipid droplets, which can be followed by inflammation and fibrosis. It is considered the hepatic manifestation of the metabolic syndrome (MetS), as it presents etiopathogenetic characteristics in common with insulin resistance, type 2 diabetes mellitus and obesity. Based on these considerations, in 2023 the term MASLD (hepatic steatosis associated with metabolic dysfunction) was coined, to move away from stigmatizing terms like “fat” and “alcoholic”. present in previous definitions and underlining the important relationship that exists between steatosis and other metabolic dysfunctions. Currently, there are no real pharmacological therapies to counteract the accumulation of fat in the liver and the guidelines of the main hepatology societies underline the importance of a correct lifestyle. The intake of some dietary supplements based on plant extracts, including those of brown algae, have recently attracted interest for their possible effect on metabolic dysfunctions and hepatic steatosis. In this thesis, the efficacy of a supplement containing the extracts of two brown algae, Ascophyllum nodosum and Fucus Vesiculosus, and chromium picolinate, a coordination complex consisting of a chromium atom and three molecules of picolinic acid, was evaluated in a population of overweight or obese patients. The algal extracts inhibit the enzymes α-glucosidase and α-amylase, causing a decrease in glucose absorption after meals and consequently in blood glucose levels, and chromium picolinate reduces insulin resistance. We were able to demonstrate that the supplement is able to reduce the severity of hepatic steatosis and improve several clinical parameters, such as weight, BMI, glycemic parameters (fasting blood glucose, glycated hemoglobin, insulinemia and HOMA index), cardiovascular parameters (systolic blood pressure, diastolic blood pressure and heart rate), lipid parameters (HDL and LDL cholesterol, and triglycerides) and hepatic biochemical parameters (AST, ALT, gammaGT). Finally, an in vitro study was performed on the hepatic cell line HepG2, to observe whether it is rational to hypothesize a direct activity on hepatocytes or the effectiveness of the supplement is due exclusively to the inhibition of digestive enzymes. In particular, through an immunocytochemical study we studied whether algae, alone or in synergy with chromium picolinate, are able to reduce the accumulation of lipids in cells. It was possible to observe an action on liver cells, particularly evident for algal extracts combined with chromium picolinate. In conclusion, the results of this thesis suggest that this food supplement can reduce hepatic steatosis in overweight or obese patients, and open the way to further studies for the more complete definition of the mechanism of its components.

La steatosi epatica è un’alterazione epatocellulare zonale caratterizzata dall’accumulo di grassi nel fegato in vacuoli di diverse dimensioni chiamati lipid droplets, a cui possono seguire infiammazione e fibrosi. Viene considerata la manifestazione epatica della sindrome metabolica (MetS), in quanto presenta caratteristiche eziopatogenetiche in comune con la resistenza all’insulina, il diabete mellito di tipo 2 e l’obesità. In base a queste considerazioni, nel 2023 è stato coniato il termine MASLD (steatosi epatica associata alla disfunzione metabolica) superando termini stigmatizzanti e negativi quali “grasso” e “alcolico” presenti nelle definizioni precedenti e sottolineando l’importante relazione che è presente tra la steatosi e altre disfunzioni metaboliche. Al momento non sono presenti vere e proprie terapie farmacologiche per contrastare l’accumulo di grassi a livello epatico e le linee guida delle principali società di epatologia sottolineano l’importanza di un corretto stile di vita. L’assunzione di alcuni integratori alimentari a base di estratti di origine vegetale, tra cui quelli di alghe brune hanno recentemente riscosso interesse per il loro possibile effetto sulle disfunzioni metaboliche e la steatosi epatica. In questo lavoro di tesi, è stata valutata l’efficacia di un integratore contenente gli estratti di due alghe brune, Ascophyllum nodosum e Fucus Vesiculosus, e il cromo picolinato, un complesso di coordinazione dato da un atomo di cromo e tre molecole di acido picolinico in una popolazione di pazienti sovrappeso od obesi. Gli estratti algali inibiscono gli enzimi α-glucosidasi e α-amilasi, causando la diminuzione dell’assorbimento di glucosio dopo i pasti e conseguentemente dei livelli di glucosio nel sangue, e il cromo picolinato riduce l’insulino-resistenza. Abbiamo potuto dimostrare che l’integratore è in grado di ridurre la gravità della steatosi epatica e di migliorare diversi parametri clinici, come il peso, il BMI, i parametri glicemici (la glicemia a digiuno, l’emoglobina glicata, l’insulinemia e l’indice HOMA), i parametri cardiovascolari (pressione sistolica, pressione diastolica e frequenza cardiaca), i parametri lipidici (colesterolo HDL e LDL, e trigliceridi) e i parametri biochimici epatici (AST, ALT, gammaGT). Infine, è stato eseguito uno studio in vitro sulla linea cellulare epatica HepG2, per poter osservare se sia razionale ipotizzare un’attività diretta sugli epatociti o l’efficacia dell’integratore sia dovuta esclusivamente all’inibizione degli enzimi digestivi. In particolare, tramite uno studio di immunocitochimica si è andati a studiare se le alghe, da sole o in sinergia con il cromo picolinato, sono in grado di ridurre l’accumulo di lipidi nelle cellule. È stato possibile osservare un’azione sulle cellule epatiche, particolarmente evidente per gli estratti algali uniti al cromo picolinato. In conclusione, i risultati di questa tesi suggeriscono che questo integratore alimentare possa ridurre la steatosi epatica in pazienti sovrappeso od obesi, ed aprono la strada a studi ulteriori per la definizione più completa del meccanismo delle sue componenti.