Il microbiota intestinale media gli effetti anti-crisi della dieta chetogenica

Recenti studi condotti da Christine A. Olson e colleghi,pubblicati sulla rivista Cell, dimostrano che una dieta povera di carboidrati e ricca di grassi come la dieta chetogenica può proteggere dagli attacchi epilettici acuti e spontanei, come dimostrano i risultati ottenuti a livello pre-clinico in modelli murini con epilessia resistente al trattamento farmacologico.

Non è ancora ben chiaro il meccanismo in base al quale la dieta chetogenica agisca sull’organismo, ma sono noti gli effetti positivi che questa dieta ha nei confronti di altre patologie come cancro, Alzheimer e alcune sindromi di origine metabolica.

Nel corso dello studio è emerso un peggioramento del quadro clinico dei pazienti affetti da epilessia successivamente all’uso di antibiotici, ragion per cui è stato ipotizzato un coinvolgimento del microbioma nel quadro clinico dei pazienti esaminati.

Qual è l’impatto della componente batterica sugli attacchi epilettici in seguito alla dieta chetogenica?

Lo studio è stato svolto su un modello murino, che ha previsto l’utilizzo di due gruppi di topi affetti da epilessia farmacoresistente: il primo gruppo ha seguito una dieta chetogenica che prevede l’assunzione di grassi e proteine in rapporto di 6:1, mentre per il secondo gruppo era prevista una dieta di controllo (CD) ricca di vitamine e sali minerali. Nel corso dello studio sono stati effettivamente riscontrati cambiamenti nel microbioma intestinale. I membri del primo gruppo che hanno seguito la dieta chetogenica hanno permesso di evidenziare un aumento dei valori di resistenza al test di induzione epilettica, un aumento di beta-idrossibutirrato sierico (BHB) e una diminuzione di glicemia rispetto a quelli con dieta di controllo. Per qunto riguard il microbioma intestinale, è stato possibile notare un aumento di Parabacteroides, Sutterella ed Erysipelotrichaceae nei topi sotto dieta chetogenica e un aumento di Allobaculum, Bifidobacterium e Desulfovibrio in quelli che hanno seguito la dieta di controllo.

Lo studio ha confrontato i topi con microbioma convenzionale (SPF) con quelli germ-free (GF) o sotto cura antibiotica (Abx), suddivisi

rispettivamente in topi alimentati con dieta di controllo e con dieta chetogenica. Rispetto al controllo, dopo 14 giorni, i topi SPF (dieta chetogenica) hanno mostrato livelli di soglia maggiori in risposta al microbioma alterato, risultati non evidenziati nei modelli GF e Abx, confermando l’importanza della presenza batterica  per l’effetto protettivo.

Quali sono le specie più coinvolte?

Per rispondere a questa domanda i ricercatori hanno preso tre gruppi diversi come modelli messi a confronto a 14 giorni, cioè A. muciniphila (gruppo 1); Parabacteroides merdae e P. distasonis in rapporto 1:1 (gruppo 2); A. muciniphila, Parabacteroides merdae e P. distasonis in rapporto 2:1:1  (gruppo 3). Tutti i gruppi hanno mostrato un aumento di abbondanza delle specie colonizzanti dimostrando la loro resistenza in un ambiente precedentemente trattato con antibiotici. E’ stata inoltre valutata la suscettibilità agli attacchi epilettici dopo arricchimento batterico selettivo. I modelli sottoposti solo a dieta chetogenica hanno mostrato un aumento della soglia di comparsa dell’attacco del 24.5% mentre nei topi Abx non è stato osservato nessun effetto benché anch’essi sottoposti a dieta chetogenica ripristinando quindi la componente batterica, si è osservata un aumento della soglia del 36.0%.

Bisogna specificare che tali risultati sono stati osservati solo in presenza di entrambe le specie batteriche, assenti invece in somministrazione singola.

Per confermare quanto detto è stato trapiantato il microbioma su due gruppi di modelli Abx per trasferire l’effetto protettivo (rispettivamente microbioma proveniente da SPF-dieta chetogenica e SPF-dieta controllo).

I topi trapiantati con microbioma SPF-dieta chetogenica, ma alimentati con dieta chetogenica hanno mostrato una soglia di resistenza maggiore rispetto a quelli riceventi analogo microbioma ma in regime alimentare normale a prova del fatto che la dieta chetogenica è in grado di promuovere protezione.

Anche i modelli trapiantati con SPF-dieta chetogenica ma ancora alimentati con dieta di controllo hanno presentato un buon livello di resistenza dimostrando come anche la componente batterica tipica di questa dieta sia fondamentale nel ridurre gli attacchi benché questo effetto sia stato annullato al giorno 28 ovvero quando il profilo batterico instaurato dopo il trapianto, non sostenuto da una nutrizione chetogenica, è mutato verso uno più caratteristico di dieta di controllo.

I batteri associati a dieta chetogenica riducono gli attacchi epilettici di tipo tonico-clonico

In seguito a dieta chetogenica i ricercatori hanno osservato un decremento di amminoacidi gamma-glutamilati (GG) quali GG-leucina, GG-lisina o GG-triptofano, associati alla suscettibilità agli attacchi epilettici.

Di contro, sia i livelli di glutammato che soprattutto di GABA, neurotrasmettitore inibitorio per eccellenza a livello centrale, sono risultati aumentati con conseguente effetto protettivo.

In conclusione si può affermare che il microbioma, se opportunamente manipolato, può fornire una protezione dagli attacchi epilettici in modelli murini con epilessia farmaco-resistente, mentre appare ancora lunga la strada per ottenere trattamenti teraputici efficaci e sicuri per l’uomo.

 

Alice Marcantonio

Fonte:  Olson CA, Vuong HE, Yano JM, Liang QY, Nusbaum DJ, Hsiao EY. The Gut Microbiota Mediates the Anti-Seizure Effects of the Ketogenic Diet. Cell. 2018 Jun 14;173(7):1728-1741.e13. doi: 10.1016/j.cell.2018.04.027

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