Microbiota e malattia metabolica

tags: flora intestinale, sovrappeso, sindrome metabolica, microbioma, restrizione calorica

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Vari studi condotti su soggetti umani hanno confermato il ruolo patogenetico esercitato dal microbioma intestinale nell'obesità.
Bacteroidetes/Firmicutes sono le specie batteriche determinanti più del 90% della composizione microbica intestinale ed è noto, quanto la composizione batterica del microbioma sia importante nel determinare gli equilibri metabolici ed anche il sovrappeso.
Molti studi hanno dimostrato che esiste un'associazione tra riduzione dei livelli di Bacteroidetes e aumento dei Firmicutes nell'obesità. Tuttavia, le osservazioni che emergono da questi studi clinici non sono sempre univoche e chiare.
In effetti, l'alterazione del rapporto Bacteroidetes/Firmicutes a livello della flora intestinale non è stata confermata in tutti gli studi umani e continua ad essere materiale per molti studi scientifici.
Le principali caratteristiche che caratterizzano microbioma nei soggetti in sovrappeso sono la ridotta diversità microbica, la diminuzione dei batteri con proprietà anti-infiammatorie e un aumento di organismi patogeni.
La produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA-Short Chain Fatty Acids) - quali Propionato, Valerato, Acetato e Butirrato - determina un ruolo molto importante sulla salute dell'intestino in generale e soprattutto per gli individui affetti da sindrome metabolica.
Gli SCFA si formano dalla fermentazione delle fibre solubili e insolubili nell'intestino, pertanto una dieta ad alto contenuto di fibre potrebbe rappresentare un fattore protettivo contro l'obesità influenzando la fermentazione intestinale ed il microbioma.
Recenti studi hanno dimostrato che un'aumentata fermentazione a livello del colon contribuisce all'aumento dell'adiposità. In uno studio di J. Fernandes et al. è stato valutato contemporaneamente l'intake giornaliero di fibre, la concentrazione fecale di SCFA e la composizione del microbioma in pazienti sani e magri (BMI≤25) rispetto a soggetti sovrappeso/obesi (BMI>25). Lo studio ha dimostrato come, a parità di attività fisica e intake calorico giornaliero, i pazienti in sovrappeso abbiano un aumentata concentrazione di SCFA fecali ma non è chiaro quale sia il motivo; infatti si suppone che possano esserci diversi fattori che contribuiscano nell'aumentare la concentrazione fecale di questi acidi grassi e cioè:

aumentata produzione assoluta di SCFA
diminuito assorbimento e ricircolo
utilizzo da parte del microbioma e del colon come fonte energetica

Ley et al. hanno condotto uno studio su soggetti umani dimostrando che i partecipanti obesi, dopo aver seguito una dieta con restrizione calorica per 12 mesi, avevano un incremento dei Bacteroidetes tramite lo studio della sequenza 16S dell'rRNA batterico intestinale (un importante marker diagnostico) correlato ad un calo ponderale.
Altri studi su soggetti animali hanno messo in evidenza che l'associazione tra microbioma e sindrome metabolica potrebbe iniziare già in epoca prenatale. I batteri potrebbero passare dalla placenta ed esser così trasferiti dalla madre al feto colonizzando un intestino normalmente sterile alla nascita; a livello intestinale tali batteri agirebbero sopprimendo l'espressione del FIAF (fasting-induced adipose factor), inibitore della LPL, e dell'azione epatica e muscolare dell'AMPK portando così ad aumento ponderale in presenza di carboidrati ed elevato contenuto di grassi nella dieta.
Pertanto, è sempre di maggiore rilievo l'importanza nella prevenzione del sovrappeso e delle malattie metaboliche, in tutte le fasi della vita ma specialmente in quella del periodo della gestazione.

Fonti:
Fernandes J, Su W, Rahat-Rozenbloom S, Wolever TM, Comelli EM. Adiposity, gut microbiota and faecal short chain fatty acids are linked in adult humans Nutr Diabetes. 2014 Jun 30;4:e121.

Jumpertz R, Le DS, Turnbaugh PJ, Trinidad C, Bogardus C, Gordon JI et al. Energy-balance studies reveal associations between gut microbes, caloric load,and nutrient absorption in humans. Am J Clin Nutr 2011; 94: 58-65.

Wallace JG, Gohir W, Sloboda DM. The impact of early life gut colonization on metabolic and obesogenic outcomes: what have animal models shown us? J Dev Orig Health Dis. 2016;7:15-24.

Bäckhed F, Manchester JK, Semenkovich CF, Gordon JI. Mechanisms underlying the resistance to diet- induced obesity in germ-free mice. Proc Natl Acad Sci. 2007;104:979-84.

Ley RE, Backhed F, Turnbaugh P, Lozupone CA, Knight RD, Gordon JI. Obesity alters gut microbial ecology. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005;102:11070-5.

Etta Finocchiaro