Dr. Francesco Pisani
Medico Chirurgo; Specialista in Medicina Generale e di Famiglia.
Specialista in Dietologia e Nutrizione clinica.
Specializzando in Anestesia e Rianimazione,
Terapia Intensiva e del Dolore,
Potenza
Abstract
Una gran quantità di evidenze scientifiche sta gettando nuova luce sulla relazione tra corpo umano ed il super-organismo simbionte ospitato nel suo intestino, sia in condizioni di salute che di patologia esistente. Esso gioca un ruolo centrale nel complesso meccanismo di funzionamento dell’organismo umano: contribuisce allo sviluppo del sistema immunitario, al ricavo energetico supplementare a partire da carboidrati complessi indigeribili, così come ha un ruolo sempre più emergente in diverse patologie, come insufficienza renale cronica (CKD), obesità, diabete e malattie cardiovascolari (CVD), che mostrano una disbiosi, ossia una disregolazione morfologica e funzionale del microbiota. Il legame molecolare di tutto questo è il metabolismo microbiotale: prevalentemente suddiviso in via proteolitica e saccarolitica, la salute si ha quando è maggiormente shiftato verso la seconda, infatti questa favorisce il rilascio di acidi grassi a catena corta (SCFA), con azione immunomodulante, antinfiammatoria e genericamente benefica. Viceversa la via proteolitica è associata al rilascio di metaboliti tossici, p-cresilsolfato (p-CS) e inndossilsolfato (IS), normalmente escreti dai reni, emergenti come principali tossine uremiche, accumulate nel sangue quando la funzionalità renale si riduce, come in CKD (dove sono riconosciuti come promotori flogistici), complicanze cardiovascolari e patologie progressive.
I β – glucani dell’orzo riducono il p-cresilsolfato, promuovono uno shift saccarolitico nel metabolismo del microbiota intestinale, migliorando la funzionalità cardiovascolare e renale in soggetti in salute.
Le strade della salute passano sempre più dalla via dell’alimentazione, ma servono piani economici e finanziamenti per sviluppare un settore che può diventare strategico. La nutraceutica è la nuova frontiera della ricerca scientifica, nonché una scienza interdisciplinare, che fa dell’applicazione clinica e pre-clinica il suo punto di forza. Scopriamo di cosa si tratta…
I nutraceutici sono sostanze normalmente derivate da piante, alimenti e fonti microbiche, che possono essere assunte sia sotto forma di alimento “naturalmente nutraceutico” sia di alimento “arricchito” di uno specifico principio attivo. E’ possibile assumerli anche sotto forma di integratori alimentari in formulazioni liquide, compresse o capsule.
La sedentarietà tipica del Mondo Occidentale nei giorni nostri, l’evidenza scientifica circa il ruolo della dieta sull’incidenza di patologie cardine nella mortalità nei Paesi industrializzati (accidenti cardiovascolari e neurovascolari, malattia renale cronica, diabete, tumore), hanno contribuito a consentire lo sviluppo dei FunctionalFoods: essi hanno la capacità, scientificamente testata, di influire positivamente su una o più funzioni fisiologiche, preservando o migliorando lo stato di salute, e riducendo il rischio delle malattie suddette.
La Fibra Alimentare ha assunto un ruolo di rilievo nella dietoterapia; essa compone strutturalmente gli alimenti di origine vegetale, è priva di un valore energetico-nutrizionale significativo, perché costituita da carboidrati complessi, quindi non digeribili. Consiste principalmente in due tipologie: solubile ed insolubile. La prima è principalmente presente negli ortaggi a foglia verde, con effetto drenante e pro-cinetico, senza influenza alcuna sul metabolismo lipo-glucidico. La seconda, di particolare interesse per lo studio che sto per andare a spiegare, è presente principalmente in frutta e verdura, legumi, cereali, quindi nelle farine, alle quali oggi è rivolto grande interesse, come vettori di nutraceutici, per il loro uso plastico e diffuso in tutto il mondo.
Avena ed orzo soprattutto, sia naturalmente, che nella formulazione arricchita in β-glucano, presentano una spiccata azione ipocolesterolemizzante, ipoglicemizzante ed antinfiammatorio-antiedemigena.
Per queste sue proprietà, prestiamo attenzione a questa interessantissima fibra alimentare solubile, il β-glucanoche fa ben sperare nel presente e nel futuro nella ricerca medico-scientifica, per le sue applicazioni nella prevenzione e (forse) nella cura di aterosclerosi e malattia renale cronica.
Ma prima, analizziamo insieme come e dove si estrinseca la sua azione: concentrata essenzialmente sul sistema gastro-enterico, essa si sviluppa contemporaneamente su più livelli: nello stomaco e piccolo intestino (tenue), assorbe acqua, grazie alla sua elevata idratabilità, formando una sostanza gelatinosa che aumenta il volume del contenuto gastrico, con senso di sazietà più precoce e svuotamento gastrico più ritardato; conseguentemente, a livello del tenue, l’assorbimento dei macronutrienti viene dilazionato nel tempo, per effetto del rallentato svuotamento gastrico e della viscosità della fibra, quando a contatto con acqua, che “sequestra” nutrienti, rallentando l’azione digestiva degli enzimi litici del pancreas.
A livello gastro-endocrino (pancreas endocrino, esocrino, fegato, tessuto adiposo), il β-glucanocontiene il picco-insulinico post-prandiale e stimola la produzione di leptina (l’ormone della sazietà), a livello adipocitico, potenziando il senso di sazietà generato dalla maggiore volumizzazione gastrica post-prandiale e dal ritardato svuotamento. Inoltre lega gli acidi biliari (prodotti dal fegato, e deputati nell’emulsionamento, quindi assorbimento dei grassi) neutralizzandoli, ed inibendo così l’assorbimento di grassi, eliminati tramite le feci.
Infine, agisce a livello del grande intestino (crasso), tramite la sua tendenza alla fermentescibilità parziale o totale, da parte della flora batterica ivi presente; questo garantisce una selezione della popolazione batterica, in senso positivo, garantendo un microbiota qualitativamente migliore di chi non assume β-glucano (motivo per cui quest’ultimo è da considerarsi anche come pre-biotico).
Chiarito la sua azione a livello del nostro organismo, condividerò nella maniera più semplice e chiara possibile, i contenuti di uno studio, da me condotto insieme alle equipe della U.O.C. di Cardiologia e di Nefrologia del Policlinico di Bari, e portato come Tesi di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia, nel Dicembre del 2017.
E’ uno studio di coorte, in cui sono stati reclutati, 28 soggetti in salute e onnivori, tra i 30 e 70 anni, BMI tra il 18.5 e 24.9, ai quali veniva somministrata giornalmente, per 60 giorni, una quantità di 100 g di pasta, a base di farina d’orzo arricchita conβ-glucano, per un equivalente di 3 g/die.
Al tempo T0 (visita preliminare al trattamento) e T1 (visita a posteriori), sono stati rilevati parametri antropometrici (altezza, peso, BMI), entità della vasodilatazione (tramite la valutazione della vasodilatazione flusso-mediata nella arteria brachiale), analizzati campioni ematici per la valutazione dell’andamento di colesterolo totale, colesterolo – LDL, colesterolo – HDL, emoglobina glicata – HbA1C, glicemia, stress ossidativo (tramite l’analisi dei livelli sierici di 8 – ossi – D – glucosio) e pentrassina 3 (PTX 3), nonché di cresolo ed indolo, marcatori precoci di malattia renale cronica; sono stati analizzati anche campioni fecali, con lo scopo di individuare i livello di SCFA e MCFA (acidi grassi a catena corta e media)
Dalla correlazione dei parametri sopraelencati, tra T0 e T1, abbiamo rilevato:
- riduzione di colesterolo totale e colesterolo – LDL, invariato il colesterolo – HDL;
- aumentati SCFA e MCFA;
- ridotti cresolo (p-CS) ed indolo (IS);
- aumentata la vasodilatazione flusso-mediata (FMD);
- aumentala pentrassina 3 (PTX 3);
- aumentata la glicemia, HbA1c, e 8-ossi-D-glucosio.
Come abbiamo interpretato queste correlazioni?
In questo studio abbiamo dimostrato come un trattamento dietetico della durata di due mesi, fornendo un apporto quotidiano di 3 g di beta-glucano, presenta effetti ipercolesterolemizzanti, promuove un cambiamento saccarolitico nel metabolismo della flora batterica intestinale, migliora la funzione dell’endotelio vascolare, in una coorte di soggetti sani. L’intervento dietetico infatti, modula il pannello di marcatori metabolici microbiotali, diminuendo i livelli sierici di cresolo e indolo, aumentando la concentrazione fecale di SCFA, migliorando la funzionalità endoteliale vascolare, mediante un incremento della vasodilatazione flusso-mediata.
Partendo da una preliminare conoscenza sull’azione ipocolesterolemizzante del beta-glucano, abbiamo focalizzato l’attenzione sulla sua azione a livello del metabolismo microbiotale intestinale; il microbiota intestinale, la più grande comunità simbionte dell’organismo umano, sta emergendo come giocatore fondamentale nel rapporto tra lo stile di vita e la salute, facendo sì che possa essere considerato come il secondo cervello nel nostro organismo. Infatti presenta una complessità paragonabile alle reti neurali: più di 160 specie batteriche e virali diverse, 10 volte il bagaglio cellulare umano, 100 volte la quantità di DNA umano. Al di là di svolgere attività locali attraverso la digestione, esercita un ruolo fondamentale in molteplici funzioni metaboliche ed immunitarie. Si stanno accumulando sempre più evidenze secondo cui una sua disfunzione (disbiosi), correli con diverse patologie, quali malattia renale cronica, diabete, malattia cardiovascolare e neurovascolare, e malattie infiammatorie intestinali come Crohn e RCU.
Il lato interessante ed incoraggiante di queste evidenze è che è possibile agire sul microbiota semplicemente controllando il suo “carburante”, tramite la cura della alimentazione. Infatti, nonostante la composizione microbiotale sia individuo-specifica ed abbastanza costante nel corso della vita, essa è in possesso di una plasticità notevole, a seconda della composizione della dieta del singolo individuo; il cibo quindi sta emergendo come pressore selettivo del microbiota.
Come il microbiota agisce su organi e apparati dell’organismo umano, influenzandone lo stato di salute/malattia?
Dopo l’ingestione di cibo, una frazione di carboidrati, sia digeribile che le cosiddette indigeribili “fibre prebiotiche”, sfugge a digestione ed assorbimento nel piccolo intestino e raggiunge il grande, dove rappresenta un substrato per i microbi della flora che, dal catabolismo di tali sostanze indigeribili, rilasciano acidi grassi a catena corta e media (SCFA e MCFA). La quasi totalità dei SCFA sono rapidamente assorbiti dal colon, stimolando l’assorbimento di acqua e sodio, riducendo il carico osmotico e contribuendo ad un 5-10 % del fabbisogno energetico medio umano. Essi influenzano anche il metabolismo glucidico (inibendo la gluconeogenesi, aumentando la glicogenolisi), quello lipidico (riducendo la sintesi di colesterolo endogeno). Agiscono sul pHendoluminale a livello dei vili intestinali, aumentando l’assorbimento di sali minerali, esercitano azione anti-infiammatoria riducendo citochine pro-infiammatorie (interferone, TNF-α), inducono la produzione di i-NOS (con effetti pro-dilatatori ed antiaggreganti).
SCFA e MCFA agiscono anche limitando la proliferazione dei cosiddetti batteri proteolitici a livello microbiotale, inibendo lo shift del metabolismo microbiotale verso la via proteolitica e putrefattiva, riducendo così la produzione di cresolo ed indolo, considerate tossine uremiche, perché marker di predizione precoce di malattia renale cronica (sono i primi ad aumentare nella malattia renale cronica, quando ancora non ci sono effetti sulla funzionalità renale), oltre che correlati ad una peggiore prognosi (non eliminabili tramite dialisi).
Alla luce di queste evidenze, tali risultati indicano come una riduzione di tossine uremiche (cresolo e indolo) ed un miglioramento di vasodilatazione flusso-mediata (FMD), suggeriscano un comune meccanismo di base, degno di essere ulteriormente approfondito.
Inoltre, come già detto, si è osservato un aumento della pentrassina 3 (PTX 3), una proteina dell’immunità innata, di recente interesse come fattore protettivo cardiovascolare, in quanto anti-aterogena; questa evidenza va a potenziare la forza cardioprotettiva del β-glucano, già evidente con l’effetto pro-dilatatorio (si ricordi che lo shift dell’equilibrio vasodilatazione/vasocostrizione verso la seconda, è il primummovens di aterosclerosi).
L’intervento dietetico tuttavia, ha anche esercitato effetti inattesi: a differenza di quanto emerso in precedenti studi sul β-glucano, abbiamo osservato una tendenza verso l’induzione del metabolismo glicemico: infatti glicemia e HbA1c sono leggermente aumentati dopo il trattamento, pur restando nel range di normalità. Tale aumento ha coinvolto anche un marker di stress ossidativo, 8-ossi-D-glucosio. Recenti studi testimoniano, in parallelo alle succitate azioni benefiche degli SCFA, anche un ruolo sistemico come regolatori dell’omeostasi energetica umana, ed un ruolo presuntivo nell’indurre l’insulino-resistenza.
Tuttavia, tornando al nostro studio occorre precisare che: l’intervento dietetico è stato condotto in soggetti sani, non in presenza di uno stato di disbiosi intestinale che necessitava di essere riequilibrato con un trattamento pre-biotico; glicemia ed emoglobina glicata post-intervento, seppur al di sopra della norma, sono molto lontani da uno stato di pre-diabete. Per queste ragioni posso confermare che la dose raccomandata di 3 g/die di beta glucano per due mesi in soggetti sani, esercita un effetto totalmente salutare, senza implicazioni patologiche. Tuttavia non possiamo capire quale sia l’effetto del beta-glucano a dosi superiori, né di dedurre cosa accadrebbe, alla stessa dose in un soggetto affetto da diabete e/o obesità, ove uno stato di disbiosi è sempre presente.
Concludendo, questo rafforza la seguente considerazione: un eccesso alimentare di una singola componente non è sempre utile, anzi spesso risulta dannoso, anche se si tratta di un alimento promuovente la salute. Questo risultato deve essere sostenuto ed ulteriormente investigato da altri studi, possibilmente finalizzato alla definizione di una soglia, che definisca un approccio intelligente all’equilibrio tra effetti prebiotici/benefici ed una azione di promozione dell’insulino-resistenza.
