I microbi intestinali benefici metabolizzano la dieta ricca di fibre per migliorare la salute del cuore nel modello murino

Le diete ricche di fibre sono state a lungo associate a una serie di risultati positivi, primo fra tutti i cuori sani e le arterie protette dai danni dell'aterosclerosi, l'accumulo di placche adipose legate ad infarti e ictus.

Capire come la fibra che mangiamo riesca a proteggere il nostro cuore, però, è stato impegnativo.

Un indizio è venuto dalla rivoluzione nella comprensione dell'effetto che la diversa comunità microbica che popola le nostre viscere ha sulla nostra salute. Il nostro microbioma ci aiuta a elaborare il nostro cibo, particolarmente fibra. Forse questi microbi benefici hanno in qualche modo trasformato parti di piante indigeribili in salute del cuore. Ma il collegamento era incerto.

A sostegno di una connessione microbica tra fibra e salute del cuore, ricercatori dell'Università del Wisconsin-Madison hanno identificato un particolare acido grasso come il meccanismo alla base di alcuni effetti protettivi di una dieta ricca di fibre in un modello murino. Conosciuto come butirrato, questo acido grasso è prodotto da alcuni batteri nell'intestino mentre digeriscono la fibra vegetale.

Gli scienziati hanno dimostrato che i topi che ospitavano il batterio produttore di butirrato Roseburia e che mangiavano anche una dieta ricca di fibre soffrivano di meno aterosclerosi e avevano un'infiammazione ridotta rispetto ai topi senza i batteri. I topi che ospitavano Roseburia ma che seguivano una dieta povera di fibre non erano protetti, perché senza fibra i batteri producevano poco butirrato.

I topi alimentati con una forma a lento rilascio di butirrato stesso erano protetti anche dall'aterosclerosi, indicando la molecola come arbitro chiave del collegamento fibra-cuore.

Lo studio è stato pubblicato di recente sulla rivista Microbiologia della natura dal Professore di batteriologia UW-Madison Federico Rey e dal ricercatore post-dottorato Kazuyuki Kasahara con i collaboratori del Wisconsin Institute for Discovery, l'Università della California, Los Angeles e l'Università di Göteborg in Svezia.

"L'aterosclerosi è stata storicamente considerata una malattia del metabolismo lipidico, "dice Rey, notando che il controllo della malattia si è solitamente concentrato sull'abbassamento dei livelli di colesterolo e di altri grassi nel sangue. "Ma negli ultimi decenni, è stato rivisto per essere considerato una malattia infiammatoria cronica."

Quindi la chiave per ridurre l'aterosclerosi potrebbe essere ridurre l'infiammazione generale, soprattutto nel flusso sanguigno. Il contenimento dell'infiammazione dipende in parte dall'avere una forte barriera intestinale.

"Una funzione importante dell'intestino è quella di tenere a distanza i nostri batteri amici, "dice Kasahara.

Quando le molecole infiammatorie si staccano dai batteri benefici e fuoriescono dall'intestino e entrano nel flusso sanguigno, possono innescare un'infiammazione diffusa. Per tenere a bada queste molecole, cellule intestinali sane formano forti attaccamenti tra loro, creando una barriera intatta. Ma quell'attaccamento può essere spezzato.

"Quando quell'attaccamento si allenta, l'intestino diventa più permeabile, " dice Rey. Le viscere che perdono portano a più infiammazioni.

Per studiare l'effetto del butirrato sull'intestino e sull'aterosclerosi, Kasahara ha colonizzato topi privi di germi con specifiche comunità di batteri, con o senza il Roseburia, produttore di butirrato. Questi topi sono stati poi alimentati con diete ricche o carenti di fibre, che Roseburia trasforma in butirrato.

I ricercatori hanno scoperto che i topi che ospitavano Roseburia avevano livelli più bassi di diversi marcatori di infiammazione e una ridotta estensione dell'aterosclerosi, ma solo se seguivano una dieta ricca di fibre. Senza fibra, I livelli di Roseburia sono crollati e i topi non erano protetti dall'aterosclerosi. I ricercatori hanno utilizzato topi geneticamente suscettibili all'aterosclerosi perché i topi non sviluppano naturalmente la malattia.

Per determinare se il butirrato fosse la vera causa degli effetti protettivi di Roseburia, Kasahara ha somministrato l'acido grasso ai topi senza batteri produttori di butirrato. Poiché il butirrato puro verrebbe rapidamente assorbito dalle cellule dell'intestino superiore, Kasahara ha nutrito i topi con una versione a rilascio lento che lo ha reso intatto nelle viscere inferiori.

Il butirrato a lento rilascio ha ridotto di circa un terzo l'estensione delle placche adipose, e ridotto altri marker di infiammazione e aterosclerosi, suggerendo che l'acido grasso ha formato un componente importante degli effetti anti-aterosclerosi di Roseburia.

Il lavoro precedente ha indicato che gli esseri umani con malattie cardiovascolari ospitano livelli più bassi di Roseburia e altri batteri produttori di butirrato. Il nuovo studio è uno dei primi a identificare una chiara causa di un legame precedentemente misterioso tra fibra alimentare, microbiomi e salute Però, i ricercatori avvertono che i risultati non indicano un butirrato come nuovo, semplice integratore per la salute del cuore:le fibre degli alimenti integrali sembrano ancora essere il modo ideale per mantenere un intestino sano.

Almeno, questo è ciò che Rey ha portato via da anni di studio degli effetti della fibra sulla salute.

"Mia moglie mi dà fastidio perché ogni pane che compro è germogliato, febbre alta, cereali integrali, " dice. "E io mangio la farina d'avena la mattina."

• Lo studio scopre perché l'obesità alimenta la crescita del cancro e aiuta l'immunoterapia a uccidere i tumori
• Trapianto di microbiota fecale efficace contro la colite associata a ICI