Dieta e microbiota: i guardiani della nostra salute
Il tratto intestinale è un ecosistema in cui il microbiota residente vive in simbiosi con il suo ospite. Questa relazione simbiotica è fondamentale per mantenere la salute, con le abitudini alimentari dell’ospite che rappresentano uno dei principali fattori esterni che modellano la relazione microbioma-ospite.
Le diete ricche di fibre e povere di grassi e zuccheri, al contrario delle diete occidentali e ricche di grassi, hanno dimostrato di avere un effetto benefico sulla salute intestinale promuovendo la crescita di batteri benefici, migliorando la funzione di barriera e la tolleranza immunitari.
Al contrario, diete povere di fibre e ricche di grassi e zuccheri sono state associate ad alterazioni della composizione/funzionalità del microbiota e al successivo sviluppo di malattie croniche come allergie alimentari, malattie infiammatorie intestinali e malattie metaboliche.
Il tratto gastrointestinale è ricoperto da un unico strato di cellule epiteliali che agiscono come una barriera selettivamente permeabile consentendo l’assorbimento dei nutrienti alimentari, dei metaboliti microbici, degli elettroliti e dell’acqua dal lume alla circolazione, mantenendo un’efficace barriera di difesa contro microrganismi luminali.
Il tratto gastrointestinale ospita una popolazione complessa e dinamica di microbi che comprende batteri, archaea, eucarioti e virus, indicati collettivamente come microbiota intestinale, che si è co-evoluto con il suo ospite in una relazione simbiotica.
Oltre a fungere da barriera selettiva, l’epitelio intestinale orchestra la comunicazione tra i microbi intestinali e il sistema immunitario innato e adattativo della mucosa.
Il microbiota e i suoi metaboliti regolano vari aspetti dell’immunità intestinale ed è quindi fondamentale per il mantenimento dell’omeostasi della mucosa. Le cellule epiteliali intestinali proteggono i tessuti sottostanti dai microbi commensali e/o dai microrganismi patogeni invasori mediante la secrezione di uno strato di muco che funge da ulteriore strato di difesa fisica dell’ospite e un habitat per i batteri che forniscono siti di legame.
La dieta è uno dei fattori primari che influenzano la composizione, la diversità e la funzionalità del microbiota intestinale, che a loro volta hanno un forte impatto sulle proprietà del muco, sull’immunità delle mucose e quindi sull’omeostasi intestinale.
Ecosistema microbico intestinale e sua composizione
Il microbiota intestinale umano è composto principalmente da due phyla batterici dominanti: Firmicutes gram-positivi e Bacteroidetes gram-negativi che rappresentano l’85-90% del microbiota totale, mentre Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria e Verrucomicrobia sono costituenti minori.
La densità e la diversità microbica aumentano costantemente lungo il tratto gastrointestinale dall’intestino prossimale a quello distale, un processo influenzato dalle caratteristiche dell’ospite e dalle dinamiche della comunità microbica. In condizioni fisiologiche, il microbiota offre molti benefici all’ospite, che includono la fortificazione dell’epitelio intestinale, la raccolta di energia dai nutrienti non digeriti e non assorbiti, la difesa dai patogeni e la regolazione dell’immunità dell’ospite.
Tuttavia, diversi fattori ambientali (p. es., modelli dietetici, antibiotici) e intrinseci (p. es., allattamento al seno, background genetico) possono influenzare la composizione del microbiota intestinale e le sue funzioni strutturali, protettive e metaboliche.
Esistono diversi meccanismi attraverso i quali il microbiota può regolare il metabolismo e la salute dell’ospite, molti dei quali possono essere attribuiti a metaboliti microbici. Tra questi metaboliti batterici, i più studiati sono gli acidi grassi a catena corta che sono prodotti dalla fermentazione batterica di nutrienti indigeribili (es. fibre alimentari e carboidrati complessi).
Dieta e microbiota intestinale
La dieta è un fattore discriminante chiave nel modellare le traiettorie di salute e invecchiamento. Infatti, oltre a fornire l’energia e i nutrienti necessari per sostenere i processi cellulari necessari per la vita quotidiana, i componenti alimentari sono anche fattori strumentali nella modulazione delle comunità microbiche nell’intestino, inoltre il microbiota intestinale regola anche la funzione di barriera del muco.
Le modulazioni dietetiche del microbiota intestinale si rifletteranno anche sulla funzione di barriera del muco intestinale e sulla salute intestinale generale.
Tuttavia, non tutte le diete sono uguali ed è assodato che differenti modelli dietetici esercitano effetti distinti sul microbiota intestinale. In accordo con ciò, una dieta ricca di fibre tra cui galatto- e frutto-oligosaccaridi (due importanti gruppi di prebiotici) e amido resistente ha un forte impatto sulla composizione, diversità e funzione metabolica del microbiota.
A tal fine, la fibra alimentare fornisce il substrato per le reazioni di fermentazione svolte da specie specifiche di microbi (ad es. Bifidobacterium , Faecalibacterium) che esprimono il meccanismo enzimatico adeguato per produrre acidi grassi a catena corta (ad esempio, acetato, butirrato, propionato). Questi ultimi a loro volta esercitano effetti benefici sulla salute cardio-metabolica e intestinale.
Da queste evidenze, una dieta ricca di fibre alimentari, con basso contenuto di carboidrati ad alto indice glicemico, acidi grassi saturi a catena lunga, proteine animali (cioè carne rossa e lavorata) e zucchero è stata associata alla prevenzione delle malattie cardiovascolari e metaboliche e di molte altre malattie.
È stato dimostrato che il consumo di una dieta mediterranea aumenta i livelli del Faecalibacterium prausnitzii che degrada le fibre e dei geni associati alla degradazione microbica dei carboidrati e al metabolismo del butirrato in una popolazione a rischio di malattie cardio-metaboliche.
Contrariamente a una dieta ricca di fibre, diete ipercaloriche ricche di acidi grassi saturi a catena lunga e ω-6, zuccheri e povere di fibre alimentari, sono state ampiamente riconosciute per i loro effetti dannosi sulla salute cardio-metabolica e influenzano anche negativamente la composizione e la funzionalità del microbiota intestinale.
L’attività metabolica e la composizione del microbiota intestinale possono anche essere modulate dalle proteine alimentari. Le diete con un elevato rapporto proteine/carboidrati possono esercitare effetti promettenti nella prevenzione dell’obesità e nel miglioramento del controllo glicemico, come descritto nei modelli animale e nell’uomo.
Tuttavia, le proteine, soprattutto se consumate in eccesso, sono in grado di influenzare negativamente il microbiota. Negli esseri umani, è stato riscontrato che una dieta ricca di proteine riduce i batteri produttori di butirrato e i livelli di butirrato fecale e diminuisce l’abbondanza di batteri benefici come Bifidobacterium , Roseburia ed Eubacterium rectale. Nonostante questi risultati, va tenuto in considerazione che l’impatto delle proteine sul microbiota intestinale è dettato dalla composizione degli aminoacidi e dalla loro relativa abbondanza.
Muco intestinale
Lo strato di muco copre il tessuto intestinale per fornire lubrificazione e protezione contro il materiale luminale, in particolare il microbiota. L’omeostasi del muco è fondamentale per la salute, difatti la sua disregolazione nell’intestino tenue o nel colon provoca o è correlata a varie malattie. Infatti, l’accumulo di muco e la crescita eccessiva di batteri dovuti alla perdita di secrezione di bicarbonato sono evidenti nella fibrosi cistica e la perdita delle proprietà di barriera del muco e l’aumento della carica batterica nell’epitelio del colon sono correlati alla colite ulcerosa e alla malattia infiammatoria intestinale.
Pertanto, è necessaria una comprensione dei fattori che influiscono sull’omeostasi del muco per mantenere una buona “salute dell’intestino”. I fattori esterni possono alterare le proprietà legate al muco e la dieta può avere effetti profondi sulla barriera del muco.
Conclusioni
Da diversi studi è quindi nota l’importanza dell’interazione tra il microbiota residente e l’ospite nella regolazione dell’omeostasi intestinale e come questa interazione sia influenzata dalle abitudini alimentari dell’ospite. È ben noto che le diete ad alto contenuto di fibre e basse quantità di grassi e zuccheri promuovono un microbiota che ha effetti benefici sulla salute intestinale stimolando la funzione di barriera del muco intestinale e favorendo la tolleranza immunitaria rispetto all’infiammazione.
Al contrario, è stato dimostrato che le diete povere di fibre e ricche di grassi e zuccheri promuovono un microbiota associato allo sviluppo di malattie intestinali ed extraintestinali come allergie alimentari, malattie infiammatorie intestinali e malattie metaboliche.
Dottssa Grasso Marianna
bibliografia
Front Immunol 2022 Sep Diet, microbiota, and the mucus layer: The guardians of our health
Francesco Suriano, Elisabeth E L Nyström, Domenico Sergi, Jenny K Gustafsson
