The effects of obesity on pulmonary function in adults with asthma

Impact of obesity and ovariectomy on respiratory function in female mice

Obesity and the corresponding variations in female sex hormones are associated with severe lung disease. We determined the potential effects of obesity and sex hormones in female mice by investigating changes in lung structure and respiratory function in an obesity model induced by postnatal overnutrition. Obese female mice exhibited pronounced weight gain, abdominal fat accumulation and collagen type I deposition in the airways. However, neither elastic tissue nor estrogen receptors-α/-β were affected in obese female mice after ovariectomy or sham-operated mice. Bronchoconstriction in response to methacholine challenge in obese sham-operated mice was higher than in the obese group after ovariectomy. Our results suggest that the coexistence of obesity and ovariectomy impacted on respiratory system and airway resistance (attenuates bronchoconstriction after methacholine), on collagen I deposition and on airway estrogen β-receptors of mice.

[Asthma and obesity: relationship and therapeutic implications in patients with asthma at the Department of Pneumology in Monastir, Tunisia]

Introduction

L’obésité et l’asthme sont deux maladies chroniques touchant des millions d’individus à travers le monde. La présence d’un lien de causalité est suggérée. L'objectif de notre travail est d'étudier le profil de l’asthmatique obèse et de déterminer la relation entre les différents paramètres de sévérité de l’asthme avec les grades de l’obésité.

Méthodes

Il s'agit d'une étude rétrospective, monocentrique, analytique menée au Service de Pneumologie et d’Allergologie au CHU Fattouma Bourguiba de Monastir portant sur 450 asthmatiques, ayant un indice de masse corporelle (IMC) ≥ 30 kg/m² avec un recul d’au moins 6 mois.

Résultats

L’âge moyen au moment du diagnostic était de 45±12.8 ans. L’IMC moyen était de 34,8±4,2 kg/m². L’asthme était bien contrôlé chez 55,3% des patients. Des critères de sévérité étaient notés dans 37.4% des cas. Selon GINA 2016, 24,2% sont traités par le palier 4. Deux phénotypes de l’asthme associé à l’obésité étaient notés. Le premier phénotype (52,4%) était caractérisé par un asthme à début précoce, associé à une fréquence plus élevée d’allergie, et des manifestations d'atopie. Le deuxième (47,6 %) était caractérisé par un asthme à début tardif, fréquemment associé au sexe féminin et un taux plus élevé de comorbidités et d’hospitalisations. Les obèses de grade II et III avaient un déficit ventilatoire important (CVF: p = 0,002 et VEMS: p = 0,007).

Conclusion

L’obésité est l’un des facteurs clefs impliqués dans le mauvais contrôle de l’asthme. Sa prise en charge, qui n'est pas encore codifiée, doit être multidisciplinaire.

Cross talk between Hsp72, HMGB1 and RAGE/ERK1/2 signaling in the pathogenesis of bronchial asthma in obese patients

BACKGROUND

The incidence of obesity-related asthma has shown a remarkable increase.

OBJECTIVES

We aimed to explore the role of heat shock protein 72 (Hsp72) and receptor for advanced glycation end products (RAGE) axis with its downstream signaling in the pathogenesis of obesity-related asthma.

METHODS

We enrolled a total of 55 subjects and divided them into three groups. Groups I and II included healthy, normal weight (n = 15) and obese (n = 15) subjects, respectively. Twenty-five obese asthmatics (group III) were subdivided into group IIIa (10 patients with mild to moderate asthma) and group IIIb (15 patients with severe asthma). High mobility group box 1 (HMGB1), interleukin 8 (IL-8), monocyte chemoattractant protein 1 (MCP-1), extracellular signal-regulated protein kinases 1 and 2 (ERK1/2), and urinary Hsp72 were immunoassayed. Hydrogen peroxide (H₂O₂) and free fatty acids (FFAs) levels were photometrically measured. RAGE mRNA expression was relatively quantified by real-time PCR.

RESULTS

We found significant elevations of serum HMGB1, IL-8, MCP1, ERK1/2, FFAs, and H₂O₂ levels as well as urinary Hsp72 levels in obese subjects compared to healthy control. These were more evident in patients with severe asthma (group IIIb). Multivariate regression analysis identified Hsp72 and ERK1/2 as independent predictors of bronchial asthma severity. Receiver operating characteristic (ROC) curve analysis revealed that areas under the curve (AUC) for Hsp72 and ERK1/2 were 0.991 and 0.981, respectively, which denotes a strong predictive value for identifying the severity of bronchial asthma in obese patients.

CONCLUSION

The current study highlights the role of Hsp72 and HMGB1/RAGE/ERK1/2 signaling cascade in the pathogenesis of bronchial asthma and its link to obesity, which could be reflected on monitoring, severity grading, and management of this disease.