Interazioni tra sostanze antiossidanti e microbiota intestinale

Il microbiota intestinale, e cioè l’insieme delle popolazioni batteriche che colonizzano il nostro intestino, è fortemente modulato dall’alimentazione. Allo stesso modo, i microrganismi regolano la biodisponibilità di molti elementi che introduciamo nel nostro organismo attraverso il cibo, come molte sostanze dal potere antiossidante.

Il ruolo dei polifenoli nel microbiota

I polifenoli, ad esempio, noti per le loro proprietà antimicrobiche, antiossidanti e antinfiammatorie, interagiscono con il microbiota intestinale determinandone modifiche strutturali e funzionali. I polifenoli sono molecole presenti in diverse varietà di cibo, come frutta, cereali, cacao, frutta secca, vino, caffè, tè, semi e tanto altro. Comprendono diverse categorie di sostanze organiche naturali, come flavonoidi, tannini e antrachinoni. I polifenoli contenuti nel caffè, ad esempio, hanno effetto neuroprotettivo sui neuroni dopaminergici ed enterici (Fig. 1).

Chicchi di caffè
Figura 1 – Caffè, preziosa fonte di sostanze polifenoliche (Fonte: www.publicdomainpictures.net)

Molti di questi composti, però, non sono in grado di attraversare la barriera intestinale e non sono quindi biodisponibili. La biodisponibilità è la frazione di farmaco somministrato che raggiunge la circolazione sistemica senza subire alcuna modificazione chimica rispetto al totale. Ugualmente, i polifenoli che giungono al colon riescono a interagire con il microbiota che ne permette la biotrasformazione in metaboliti attivi. Essi infatti hanno un ruolo importante nell’invecchiamento cellulare, sui livelli di colesterolo nel sangue, ed hanno a volte anche funzioni antivirali oltre che antinfiammatorie e antibatteriche, ma questo dipende da un microbiota intestinale attivo.

In uno studio di metanalisi condotto da Guiling Ma e Yanting Chen della Washington State University, e pubblicato su Journal of Functional Food nel 2020, viene indicato come il supplemento di polifenoli introdotti con la dieta apporterebbe un incremento di specie batteriche promotrici di salute, come Lactobacillus (Fig. 2) e Bifidobacterium. A determinate concentrazioni, infatti, queste sostanze antiossidanti inibiscono anche  l’espressione di specie potenzialmente patogene come il Clostridium

Lactobacillus paracasei
Figura 2Lattobacilli al microscopio elettronico (Fonte: Wikimedia commons)

Sembrerebbe che ad influenzare l’impatto complessivo sul microbiota non sia la fonte di provenienza dei polifenoli, bensì la dose. La dose raccomandata di polifenoli per ottenere un reale beneficio in termini di alterazioni di queste popolazioni batteriche intestinali è risultata pari a 396 mg/d.

Resveratrolo e microbiota

In uno studio del 2016 pubblicato su pubblicato su American Society for Microbiology, afferma che il resveratrolo, contenuto nel vino rosso, e avente effetto protettivo contro l’arteriosclerosi, agisca proprio intervenendo sul microbiota intestinale, e non direttamente come antiossidante.

Questa sostanza ridurrebbe i livelli di TMAO (trimetilammina-N-ossido), un fattore che favorisce lo sviluppo dell’arteriosclerosi, impedendo ai batteri di produrre trietilammina. Lo studio è stato condotto in animali da laboratorio.

L’interazione tra i flavonoidi alimentari e il microbiota

Oggetto di uno studio pubblicato nel 2019 su mBio da Kerry Ivey della Harvard T. H. Chan School of Public Health sono stati i flavonoidi introdotti con la dieta in relazione alla composizione della comunità microbica intestinale. Diversi studi epidemiologici precedenti hanno dimostrato tra le proprietà di questi metaboliti una certa protezione contro le malattie cardiovascolari, regolazione delle concentrazioni di colesterolo nel sangue e della pressione sanguigna, ed effetti positivi sulla memoria.
Questi composti sono contenuti in notevoli varietà di alimenti come mirtilli, uva, ciliegie, cipolle rosse, soia, agrumi, mele. Lo studio in questione ha invece analizzato come i flavonoidi operano nel modellare le popolazioni microbiche intestinali.

Nello studio sono stati analizzati i dati di oltre 240 uomini sani. I ricercatori hanno indagato sulla dieta dei partecipanti e ne hanno analizzato le feci. Da questi dati, hanno poi identificato sei tipi di comunità microbiche associate all’assunzione di sei classi di flavonoidi. A seconda delle classi di flavonoli consumate dai partecipanti, il microbiota intestinale si presentava più ricco in alcune specie che in altre, dimostrando la correlazione tra la loro assunzione e le popolazioni batteriche.

struttura chimica di un flavonolo
Figura 3Struttura chimica di un flavonolo

Glutatione e microbiota

Il potere antiossidante delle molecole come polifenoli contenute nel cibo però, è parte anche di alcune molecole già molto presenti nel nostro organismo. Uno studio, condotto da ricercatori della Chalmers University of Technology, del Royal Institute of Technology e dell’Università di Göteborg, in Svezia, e pubblicato sulla rivista Molecular Systems Biology nel 2015 dimostra che il microbiota intestinale regola il metabolismo del glutatione e degli aminoacidi. Il glutatione è una proteina presente nelle nostre cellule e che contribuisce a prevenire lo stress ossidativo cellulare. E’ inoltre coinvolto in numerose e importanti vie biochimiche, e deriva da aminoacidi che assumiamo regolarmente dalla dieta.

In questo studio sono stati studiate le differenze metaboliche tra i diversi tessuti intestinali, epatici e lipidici su modelli murini. Quello che ne è derivato è che il microbiota dell’intestino tenue consuma glicina, uno dei tre aminoacidi richiesti per la sintesi del glutatione, regolandone quindi il metabolismo. E’ stata identificata la stessa cosa in fegato e colon.

Questo suggerisce che il microbiota intestinale è un fattore ambientale molto importante che può favorire la progressione delle malattie metaboliche.

In conclusione, molte sostanze dalle proprietà antiossidanti che introduciamo regolarmente con la dieta hanno un effetto sulle specie batteriche per niente trascurabile. Dal nostro intestino, del resto, deriva il nostro benessere. Allo stesso modo, alcune sostanze tra questi metaboliti secondari delle piante, possono anche avere effetto nocivo sull’intestino. Ne è un esempio l’acido gallico, contenuto nelle foglie di tè e in altre piante. Uno studio del 2020 pubblicato su Nature studio ha infatti dimostrato che questo metabolita, prodotto dai batteri intestinali, aumenta il rischio di cancro al colon.

Fonti:


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