Dieta e Microbiota intestinale

Sono Roberta Masella, lavoro presso il Centro di Riferimento per la Medicina di Genere dell'Istituto Superiore di Sanità e nel centro dirigo il reparto di Prevenzione e salute di genere.

In realtà quando si parla di prevenzione non si può prescindere dal considerare la dieta come uno dei fattori determinanti, nello stile di vita di un individuo, il suo stato di salute e il rischio, l'eventuale rischio, di malattia. La dieta svolge questa sua funzione attraverso varie modalità, una di queste sicuramente riguarda le sue interazioni con il microbiota intestinale. 

La mia presentazione sarà grossomodo articolata in tre grossi capitoli: il primo parlerà proprio delle interazioni tra dieta e microbiota intestinale in maniera abbastanza generale, per dare un quadro di insieme della problematica, tratterò poi il tema della produzione di metaboliti da parte del microbiota intestinale, e infine daremo uno sguardo agli effetti di diete particolari.

Allora, sicuramente esiste un evidente rapporto biunivoco fra la dieta e i nutrienti in essi contenuti e la composizione del microbiota intestinale umano, in realtà, ciascuno è in grado di influenzare l'altro e i nutrienti contenuti negli alimenti, infatti, rappresentano dei potenziali substrati che servono a garantire la crescita microbica e ogni tipo di nutriente può avere ovviamente la capacità di esercitare una certo tipo di pressione sul microbiota intestinale, per esempio favorendo, oppure inibendo, lo sviluppo di alcuni dei centinaia di migliaia di taxa microbici che compongono appunto la flora batterica stanziale, e quindi possono in questo modo indurre evidentemente a delle modifiche della composizione del microbiota.

D'altra parte però, il microbiota intestinale influenza il valore nutrizionale di un alimento perché, molto spesso, ne condiziona per esempio le modalità attraverso le quali esso viene metabolizzato e i suoi nutrienti vengono assorbiti. Il microbiota vedremo che è in grado di modulare i gieni del'ospite, quei geni soprattutto coinvolti nel trasporto, nel metabolismo del nutriente stesso, e poi il nutriente e il microbiota è in grado di produrre dai nutrienti ingeriti, dei metaboliti che a loro volta hanno delle funzioni biologiche importanti e sono in grado di modulare diverse attività cellulari. 

Nella composizione del microbiota la prima grossa pressione ambientale nella storia evolutiva dell'uomo è sicuramente rappresentata dall'introduzione di agricoltura e allevamento, avvenuta circa 10000 anni fa, quindi quella che viene definita come rivoluzione neolitica, che ha portato ad un radicale cambiamento della dieta. Per cui, da una condizione di scarsità di alimenti e anche di una scarsa varietà di alimenti, si è passati invece ad una condizione in cui la disponibilità era inevitabilmente aumentata e con essa anche la possibilità in qualche modo di processare, di modificare, di trasformare gli alimenti prodotti e quindi di crearne in qualche modo di nuovi. Inoltre si è anche avuto un cambio demografico perché da pochi individui isolati si è passati invece ad un aumento della popolazione concentrata peraltro in spazi più o meno o limitati. Tutto questo ha rappresento una forte pressione selettiva che ha permesso di selezionare delle specifiche famiglie di microrganismi.

In questo interessante lavoro che potete vedere nella slide, pubblicato qualche anno fa, si è voluto proprio comparare la composizione del microbiota intestinale di due popolazioni infantili che vivevano in due ambienti completamente diversi, e che di conseguenza, consumavano anche delle diete completamente differenti l'una dall'altra. La prima popolazione di bambini è quella del Burkina Faso, quindi è una zona dell'Africa molto arretrata dove le condizioni di vita in qualche modo si avvicinano effettivamente a quelle del periodo Neolitico, e l'altra popolazione invece era una popolazione occidentale, la popolazione di Firenze, dell'area urbana di Firenze.

Le diete sono molto diverse: quelle dei bambini africani era costituita sostanzialmente da amido, fibre, polisaccaridi vegetali, proteine vegetali con pochissimi grassi, e poche proteine animali con un introito calorico abbastanza limitato che andava da 600 a 1000 kcal a seconda dell'età del bambino. Nel caso invece dei bambini occidentali, diciamo così, ovviamente la dieta era una tipica dieta occidentale, e quindi con un'elevata quantità di proteine animali, di zuccheri semplici, di grassi, in generale con poche fibre e con anche una buona presenza di amido, l'introito calorico era molto più elevato perché andava da 1000 a 1500 kcal. 

Comparando la composizione del microbiota intestinale si è rilevato cosa? Innanzitutto che ci sono quattro grosse famiglie, quattro phyla principali di batteri, ma quello che cambiava di molto era la quantità relativa di esse nelle due popolazioni, e quindi mentre nei bambini del Burkina Faso erano presenti soprattutto batteri appartenenti alle grandi famiglie degli Actinobacteria e dei Bacteroides, nel caso dei bambini di Firenze, le popolazioni più abbondanti erano quelli ad Firmicutes e Proteobacteria. Questo non è irrilevante perché, in particolare, il rapporto Firmicutes/Bacteroides viene proprio considerato un indice per esempio di predisposizione all'obesità. Nelle nostre due popolazioni era completamente opposto, era ovviamente molto più elevato nei bambini occidentali, per cui, evidentemente questo tipo di dieta poteva in qualche modo predisporre questi bambini anche all'aumento di obesità.

Tenete conto che questo rapporto è particolarmente elevato nelle persone obese e tende a diminuire in seguito, per esempio in seguito a perdita di peso. Nei bambini africani viceversa c'era una grossa abbondanza di batteri in grado di fermentare le fibre, e quindi di estrarre in realtà energia dalle fibre introdotte, e questo si può intuire come possa essere un grosso vantaggio per queste popolazioni che comunque hanno a disposizione una quantità di cibo relativamente scarsa. Inoltre, come ultima annotazione, possiamo anche sottolineare che il microbiota dei bambini di Firenze presentava una scarsità di varietà di specie microbiche, era un microbiota in qualche modo povero di specie microbiche, e questo è sicuramente un tratto negativo perché significa che vengono a diminuire le capacità, le possibilità di adattamento del microbiota a nuove diete e quindi si riduce anche, in qualche modo, l'azione protettiva che il microbiota stanziale può esercitare per esempio nei confronti di potenziali patogeni intestinali.

Quindi, concludendo possiamo dire che il microbiota intestinale si evolve nell'individuo parallelamente alla dieta consumata e che si adatta alle condizioni ambientali in cui si trova, compresa ovviamente la dieta. Possiamo tenere presente questo concetto: noi quando mangiamo, in realtà non alimentiamo soltanto noi stessi, ma noi alimentiamo anche il nostro microbiota, da qui la necessità evidente di avere una dieta bilanciata in macronutrienti e micronutrienti, che tenga conto delle esigenze nutrizionali del soggetto in base all'età, in base al sesso, in base allo stile di vita, perché soltanto in questo modo noi siamo in grado di mantenere contemporaneamente l'omeostasi generale dell'organismo, e quindi un buono stato di salute, ma contemporaneamente anche una buona omeostasi del microbiota intestinale, e come vedremo, salvaguardando tutte quelle attività fondamentali per la salute dell'uomo che il microbiota svolge, per esempio la produzione di metaboliti, per esempio il trasferimento del segnale dai nutrienti all'ospite.

Questo testo è estratto dal nostro video-corso ECM Fad Microbiota: dalla nutrizione molecolare alla genomica nutrizionale, ha come scopo quello di informare e permette di approfondire tematiche legate al corso.

Estratto della lezione del dott.ssa: Roberta MASELLA

Roberta MASELLA
Primo Ricercatore - Centro di Riferimento per la Medicina di Genere
Istituto Superiore di Sanità, Roma
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