Oggigiorno l’assunzione alimentare esercita un  notevole impatto sullo sviluppo del microbiota intestinale, considerato il “secondo cervello” dell’uomo che , come è noto, necessita quotidianamente di macro e micronutrienti per fornire energia per la crescita, per il mantenimento e per la riparazione dei tessuti corporei [1]. Innanzitutto sappiamo che il microbiota è l’insieme dei microrganismi che colonizza la pelle, l’apparato respiratorio, le vie urogenitali e il tratto gastrointestinale pertanto parliamo di una stima di circa 1000-5000 specie diverse di batteri solo nel nostro intestino, con un’ampia variabilità interindividuale. Ogni specie microbica ha poi il suo metabolismo individuale, compiti diversi e diversa qualità, ma con la capacità di agire all’unisono. Così, un microbiota equilibrato e diversificato è noto per essere associato a una buona salute. La comunità scientifica ,negli anni, ha mostrato un grande interesse alla caratterizzazione della flora microbica intestinale (microbiota) mediante il sequenziamento del suo genoma (microbioma), infatti si è notata una correlazione e importanti implicazioni in numerosi stati patologici, tra i quali l’obesità e la sindrome metabolica.
La composizione microbica della flora intestinale è in particolare influenzata dal peso corporeo e da alcuni componenti della dieta, quali fibre, polifenoli e lipidi. I due phylum maggiormente rappresentati sono quello dei Bacteroidetes (50-60%) e dei Firmicutes (25-30%), quelli del primo gruppo si nutrono prevalentemente di fibre vegetali e sono in grado di assimilare pochi grassi della dieta, i secondi invece si nutrono principalmente di grassi e zuccheri alimentari favorendone, al contempo, l’assorbimento da parte dell’organismo ospite [2]. E’ bene ricordare che in tutto questo,  lo stress ossidativo potrebbe svolgere un ruolo causale nello sviluppo dell’obesità, stimolando la deposizione di tessuto adiposo bianco e alterando l’assunzione di cibo. Colture cellulari e studi su animali dimostrano che lo stress ossidativo aumenta la proliferazione dei pre-adipociti.[3]-[4]-[5] Per controllare poi i livelli di ROS, i tessuti possiedono molecole antiossidanti che lavorano in sinergia per ridurre al minimo la citotossicità dei radicali liberi. Tra queste molecole potremmo citarne alcune come ad esempio: urato, bilirubina, glutatione, ubichinolo (coenzima Q10), tioredoxina…

Da un punto di vista più strettamente legato alla nutrizione, è importante sottolineare il ruolo della fibra alimentare nella regolazione del microbiota con conseguente miglioramento complessivo della salute. Ad oggi sappiamo che l’obesità è un problema di salute molto diffuso e di come i cambiamenti nello stile di vita, in particolare il consumo di alimenti trasformati , ricchi di calorie e di carboidrati raffinati ma poveri di fibre, sono diventati sempre più comuni in molte parti del mondo (specie in occidente) e quindi parliamo di un problema di salute che affligge tutte le nazioni , infatti circa il 40% degli adulti e il 20% dei bambini in tutto il globo sono considerati sovrappeso [6].
Dalla letteratura [7]-[8] sappiamo che la fibra alimentare si può distinguere in due frazioni in relazione alla solubilità: la frazione insolubile che , oltre ad essere importante per alcuni microrganismi che la scompongono per produrre acido ferulico, a sua volta è in grado di abbassare le concentrazioni di glucosio nel sangue e può fungere da substrato per aumentare le concentrazioni di alcune specie di batteri (come i Bifidobatteri, Lactobacillus…) sopprimendo la produzione di endotossine intestinali [9][10]. Questa frazione può essere parzialmente o scarsamente fermentata. D’altra parte troviamo invece la fibra solubile ovvero quella ben fermentata che può essere degradata enzimaticamente da un’ampia varietà di ceppi del microbiota intestinale. È stato inoltre dimostrato che numerosi microbioti intestinali influenzano il metabolismo energetico.[11] Ad esempio, i phyla prima citati Firmicutes e Bacteroidetes producono la maggior parte degli enzimi digestivi, che possono estrarre ulteriore energia dalla dieta per il corpo.[12]. Bifidobacterium e Lactobacillus possono quindi influenzare la secrezione di fattori pro-infiammatori nell’intestino, regolare il sistema immunitario e produrre sostanze antimicrobiche per inibire la crescita di agenti patogeni, proteggendo così la salute intestinale e alleviando l’IR e l’obesità indotte dall’infiammazione. [13] [14]. Oltre a questi anche Akkermansia muciniphila, batterio che degrada le mucine, può suscitare risposte metaboliche e immunitarie, aumentare lo spessore del muco, migliorare la funzione della barriera intestinale e secernere una proteina (P9) per migliorare la secrezione di GLP-1 da parte delle cellule L enteroendocrine umane, alleviando così l’obesità.[15] In contrapposizione, altri studi rivelano che in presenza di proteine ramificate nel colon, è stato scoperto che in particolare Prevotella copri e Bacteroides vulgatus sintetizzano quantità sostanziali di aminoacidi a catena ramificata (BCAA), che possono indurre obesità e IR. [16]. In conclusione , oltre al ruolo determinante della fibra alimentare, possiamo dire che la composizione della dieta è il fattore più importante che influenza le differenze individuali nel microbiota, ciononostante anche la genetica occupa un posto di tutto rispetto e le corrispondenti variazioni fisiologiche possono svolgere un ruolo determinante nello sviluppo del microbioma. Parliamo quindi di proto-studi e di un campo che necessita ulteriori approfondimenti per arrivare a conclusioni più esaustive.

A cura del Dottor Camerini Enrico

1. “A review of the interaction between diet composition and gut microbiota and its impact on associated disease” , Zhaoxi Liu a, Meihua Liu b, Jing Meng c, Lushan Wang a, Min Chen Journal of Future Food,Volume 4 , Issue 3, September 2024, Pages 221-232
2. “Microbial ecology: Human gut microbes associated with obesity”. Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S, et al Nature 2006;444:1022–
3. .”Obesità-microbiota-e-stress-ossidativo” , Vanzo-et-al. 2017
4. “Increased oxidative stress in obesity and its impact on metabolic syndrome”, Furukawa S, Fujita T, Shimabukuro M et al.. J Clin Invest 2004;114:1752–61
5. “Differentiation of human adipose-derived stem cells into fat involves reactive oxygen species and forkhead box O1 mediated upregulation of antioxidant enzymes”. Higuchi M, Dusting GJ, Peshavariya H, et al Stem Cells Dev 2013; 22:878-88 ,
6. “Obesity intervention efforts in China and World Obesity Day”, Peng, W.; Zhang, J.;Zhou et al, Global Health Journal 2022,6 (3),118–121
7. “Dietary fibre in gastrointestinal health and disease”, Gill SK; Rossi M.; Bajka B.; Whelan K
   Rev. Gastro Hepat 2021,18(2),101– 116
8. “Metabolic effects of dietary fiber consumption and prevention of diabetes”, Weickert, M.O.; Pfeiffer A.F. , J. Nutr.2008,138(3),439–42
9. “Ferulic acid reduces body weight and visceral fat accumulation through modulation of enzymatic, hormonal, and inflammatory changes in a mouse model of high-fat diet-induced obesity”, de Melo TS ; Lima PR , et al. , Braz. J.Med. Biol. Ris. 2017 , 50(1).
10. “Microbiome-Mediated Effects of the Mediterranean Diet on Inflammation” , Melisa A Bailey,Hannah D Holscher, Avv.Nutr. (Bethesda,Maryland), 2018 , 9 (3), 193-206
11. “Association between the gut and oral microbiome with obesity”, Gasmi Benahmed, A.;Gasmi A.; Doşa A.; Chirumbolo  ;Mujawdiya  P. K.;Aaseth, J.; Dadar, ;Bjørklund, G. Anaerobe 2021,70,102248
12. “Microbial degradation of complex carbohydrates in the gut”, Flint H. J.;Scott K. P.; Duncan S. H.; Louis P.; Forano E, Gut Microbes 2012,3(4),289–306
13. “Lactobacillus plantarum and Lactobacillus fermentum alone or in combination regulate intestinal flora composition and systemic immunity to alleviate obesity syndrome in high-fat diet rat”, Li X; Song Y , et al. Int.J. Food Sci.Tech 2018, 53 (1), 137-146
14. “Lactobacillus plantarum and Lactobacillus fermentum alone or in combination regulate intestinal flora composition and systemic immunity to alleviate obesity syndrome in high-fat diet rat”, Li X; Song Y , et al. Int.J. Food Sci.Tech 2018, 53 (1), 137-146
15. “Weight gain in anorexia nervosa does not ameliorate the faecal microbiota, branched chain fatty acid profiles and gastrointestinal complaints”, Mack I; Cuntz U, et al. Sci.Rep,2016,6(1),26752
16. “Human gut microbes impact host serum metabolome and insulin sensitivity”, Pedersen H. K. ; Gudmundsdottir V, et al. , Nature 2016, 535 (7612), 376-81

Per ulteriori approfondimenti :

1. Abenavoli, L.; Scarpellini, E.; Colica, C.; Boccuto, L.; Salehi, B.; Sharifi-Rad, J.; Aiello, V.; Romano, B.; De Lorenzo, A.; Izzo, A. A.; Capasso, R. Gut Microbiota and Obesity: A Role for Probiotics. Nutrients 2019, 11, 2690,
2. Dak, A .; Khan, MR Uno sguardo al microbiota intestinale e alle sue funzionalità. Cella Mol. Scienze della vita: CMLS 2019 , 76 ( 3 ), 473 – 493
3. Ottman, N .; Smidt, H .; de Vos, WM ; Belzer, C. La funzione del nostro microbiota: chi c’è là fuori e cosa fa?. Front Cell Infect Mi 2012 , 2 , 104 ,
4. Dietary Protein and Gut Microbiota Composition and Function Author(s): Jianfei Zhao, Xiaoya Zhang, Hongbin Liu, Michael A. Brownand Shiyan Qiao*Volume 20, Issue 2, 2019 Page: [145 – 154]
5. Y. Hsiao, S.W. McBride, S. Hsien, et al. Microbiota modulate behavioral and physiological abnormalities associated with neurodevelopmental disorders Cell, 155 (2013), pp. 1451-1463
6. Rezende, E. S. V.; Lima, G. C.; Naves, M. M. V. Dietary fibers as beneficial microbiota modulators: A proposed classification by prebiotic categories. Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif.) 2021, 89, 111217
7. Plamada, D.C. Vodnar  Polyphenols-gut microbiota interrelationship: a transition to a new generation of prebiotics Nutrients, 14 (2022), p. 137,
8. Guerra-Valle, P. Orellana-Palma, G. Petzold Plant-based polyphenols: anti-helicobacter pylori effect and improvement of gut microbiota Antioxidants, 11 (2022), p. 109
9. Wen, L.; Duffy, A. Factors Influencing the Gut Microbiota, Inflammation, and Type 2 Diabetes. J. Nutr. 2017, 147 (7), 1468S– 1475S.
10. Tangestani, H.; Emamat, H.; Ghalandari, H.; Shab-Bidar, S. Whole Grains, Dietary Fibers and the Human Gut Microbiota: A Systematic Review of Existing Literature. Recent patents on food, nutrition & agriculture 2020, 11 (3), 235– 248,
11. Nogacka, A. M.; de Los Reyes-Gavilan, C. G.; Martinez-Faedo, C.; Ruas-Madiedo, P.; Suarez, A.; Mancabelli, L.; Ventura, M.; Cifuentes, A.; Leon, C.; Gueimonde, M.; Salazar, N. Impact of Extreme Obesity and Diet-Induced Weight Loss on the Fecal Metabolome and Gut Microbiota. Mol. Nutr Food Res. 2021, 65, e2000030
12. Cronin, P.; Joyce, S. A.; O’Toole, P. W.; O’Connor, E. M. Dietary Fibre Modulates the Gut Microbiota. Nutrients 2021, 13, 1655.
13. Fan, Y.; Pedersen, O. Gut microbiota in human metabolic health and disease. Nature reviews. Microbiology 2021, 19 (1), 55– 71,