La tua salute dipende da quello che mangi

IL CHIMICO MAINARDI: QUELLO CHE SI SA OGGI SU NUTRIZIONE E MICROBIOTA - Traduzione di un articolo pubblicato sull'International Journal of Nutrition

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Dopo l’intervista in esclusiva per comedonchisciotte.org nella quale il Dott. Mainardi ci ha spiegato cosa succede al corpo umano quando viene iniettato il “vaccino” contro la Covid 19 – Cosa succede al tuo corpo quando ti vaccini – e dopo averci introdotto nel mondo del Microbiota – Alla scoperta del Microbiota – una “forma di vita” del peso di circa 1,5 kg che regola il funzionamento del nostro corpo, il dott. Mainardi ci guida nell’approfondimento di questo tema, traducendo per noi un articolo da lui pubblicato sull’International Journal of Nutrition, accessibile attraverso il portale Open Access Pub.

Quello che mangiamo come influisce sul nostro microbiota? Quali sono le scoperte che oggi stanno mettendo in discussione il concetto di alimentazione? Quali diete sono veramente utili alla nostra salute? Risposte che solo da un’approfondito studio possono essere trovate.

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Quello che si sa oggi su nutrizione e microbiota

Di Paolo Mainardi [1], Pasquale Striano [2], Michele Mainardi [3], Paolo Carta [4].

[1] People’s University for Food and Health Studies, Genova, Italy
[2] Pediatric Neurology and Muscular Diseases Unit, Istituti di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico (IRCCS) ‘G. Gaslini’ Institute, Genoa, Italy; Department of Neurosciences, (Italy)
[3] Department of Neurosciences, University of Padua (Italy)
[4] Department of Public Health, Genova, Italy

Introduzione

Le conoscenze sul microbiota ribaltano molti aspetti della nutrizione.

Abbiamo recentemente scoperto che il corpo umano è un ecosistema composto da protozoi, archei, eucarioti, virus, che sono 100 volte la nostra cellula, e batteri, 10 volte la nostra cellula, che vivono in simbiosi con il nostro corpo cellulare. In questo ecosistema, il microbiota è stato definito come la punta dell’equilibrio tra salute e malattia [1]. Inoltre, il nostro corpo cellulare non è nemmeno al centro di questo ecosistema, proprio come la Terra non è al centro dell’Universo [2]. Questo microbioma vario e complesso funge da espansione funzionale dei genomi dell’ospite e si stima che ospiti un numero di geni da 50 a 100 volte superiore rispetto all’ospite. Questi geni in più hanno aggiunto varie proteine enzimatiche non codificate dall’ospite e svolgono un ruolo critico nel facilitare il metabolismo dell’ospite, contribuendo così alla regolazione della fisiologia dell’ospite, ma anche a farci capire il ruolo del microbiota nella digestione degli alimenti.

Recenti indagini riguardano in particolare il microbioma batterico del tratto gastrointestinale, il più grande serbatoio microbico del corpo umano. Vengono discussi il microbiota intestinale e i metaboliti microbici sintetizzati, insieme ai loro ruoli, nel benessere umano e nel normale funzionamento [3]. Oltre a controllare la fisiologia di tutti gli organi e i parametri vitali, come la pressione sanguigna e il colesterolo, il microbiota intestinale controlla anche il sistema immunitario e la risposta infiammatoria: controlla i nostri sistemi di difesa e di riparazione.

Il ruolo della biodiversità dei ceppi nella “Vulnerabilità nei Primi 1000 giorni” della vita e nella “Fragilità dell’Anziano”

L’aspetto più intrigante è che questo organo essenziale si sviluppa principalmente nei primi mesi di vita. Durante la vita fetale acquisiamo solo pochi ceppi batterici, che poi diventeranno un terzo della popolazione batterica, anche se la più caratterizzante: simbionte permanente e estremofilo.

Entro i primi mesi di vita la popolazione batterica aumenta, così come la biodiversità dei ceppi. Ciò avviene soprattutto durante lo svezzamento, dove alimenti sempre più complessi vengono introdotti gradualmente e progressivamente nella dieta. Questo processo non è continuo, ma a salti, avanti e indietro: un nuovo alimento, un antibiotico, una febbre o altri agenti ambientali provocano salti che possono aumentare o diminuire la biodiversità dei ceppi.

Così, principalmente nei primi 1000 giorni di vita, anche se lo svezzamento dura fino a 7 anni, il microbiota aumenta la biodiversità dei ceppi, rafforzandosi, non solo verso il cibo, ma anche nei processi di controllo e riparazione del corpo umano.

I primi 1000 giorni di vita sono riconosciuti come un periodo di enorme potenziale ed enorme vulnerabilità, durante il quale i fattori di stress possono produrre danni i cui sintomi possono manifestarsi anche in età adulta. Invecchiando, diventiamo di nuovo bambini. Infatti ad un certo punto della nostra vita la biodiversità dei ceppi batterici diminuisce nuovamente ritornando verso una composizione simile a quella che era da neonati, producendo quella che è stata definita: “la fragilità dell’anziano”. Questa è definita l’incapacità di riparare noi stessi, ma anche come una ridotta capacità di controllo delle nostre funzioni organiche [4]. Tale fragilità è responsabile di una maggiore vulnerabilità ai fattori di stress endogeni e/o esogeni e corrisponde alla vulnerabilità dei primi 1000 giorni di vita. Entrambe sono dovute a una bassa biodiversità di ceppi.

Il ruolo del cibo sul microbiota

Il microbiota controlla la risposta infiammatoria, mediante la quale, ad esempio, il nostro corpo ripara i tessuti danneggiati, attraverso la cascata delle citochine. Le prime citochine che intervengono sul tessuto danneggiato sono quelle dette pro-infiammatorie, producendo necrosi, quindi aumentano il danno. Poi vengono quelle antinfiammatorie, che ricostruiscono i tessuti utilizzando le cellule staminali. Nel caso di bassa biodiversità dei ceppi batterici si producono citochine antinfiammatorie diverse da quelle in grado di ricostruire, pur continuando a produrre correttamente quelle pro-infiammatorie. Questo tipo di risposta infiammatoria è stata denominata infiammazione cronica e di basso grado, detta anche “la madre delle patologie” [5]. Oggi il ruolo dell’alimentazione nell’aumentare la biodiversità dei ceppi batterici durante la prima fase della nostra vita è tanto evidente quanto il suo ruolo, in età adulta, per ritardarne la riduzione, corrispondente al nostro declino.

Più precisamente, possiamo comprendere quanto annunciato da Ippocrate sul ruolo del come come medicina: il cibo è il modo migliore per comunicare con il microbiota e per mantenerlo in forma. Proprio come i pesi pesanti sono utili per rafforzare i muscoli, anche gli alimenti complessi sono utili per mantenere un’adeguata forza del microbiota (i fattori di stress possono essere positivi se ben gestiti). Le diete di privazione prolungate indeboliscono il microbiota, riducendone la forza non solo nei confronti del cibo, ma anche nei processi riparativi e nel controllo degli organi, compreso il sistema immunitario. Diminuendo progressivamente il numero di alimenti, la capacità complessiva di elaborare cibi complessi si indebolisce e sempre meno cibo può essere gestito dall’apparato digerente (portando a intolleranze alimentari).

Se consideriamo il cibo come un allenatori del microbiota, possiamo identificare quella che potrebbe essere una dieta ottimale per la salute [6]. Per poter ottenere un reale vantaggio dall’uso del cibo come medicina, dobbiamo sapere come il nostro corpo vede il cibo. Le attuali conoscenze sul microbiota sconvolgono anche questo aspetto. In effetti, il microbiota controlla anche le risposte dei recettori del gusto posizionati in tutto l’apparato digerente, non solo sulla lingua. Le allergie e le intolleranze alimentari dipendono da risposte errate dei recettori del gusto, non dal cibo.

Questi recettori riconoscono e memorizzano il cibo e forniscono risposte preventive per comandarne la digestione se ritenuto aggressivo nei confronti dell’ambiente in cui risiede la maggior parte del microbiota: il colon. Sono distribuiti nello stomaco, nell’intestino e nel pancreas, dove aiutano il processo digestivo influenzando l’appetito o la sazietà. Deriviamo informazioni dal cibo che vanno ben oltre il suo ruolo nutrizionale. È ormai noto che le molecole segnale, ad esempio la leptina e la grelina, che controllano l’appetito e la sazietà, sono controllate dal microbiota, attraverso i recettori del gusto [7].

Una migliore comprensione di ciò che fanno e di come funzionano potrebbe avere implicazioni per il trattamento di condizioni che vanno dalle allergie al diabete.

Questi recettori riconoscono cinque sapori: dolce, acido, salato, amaro e saporito (umami) e il loro ruolo è quello di fornire una potente protezione contro il rischio di consumare cibi potenzialmente pericolosi. Infatti, simili recettori del gusto nelle vie aeree superiori attivano le ciglia bronchiali per espellere il fumo se riconoscono il sapore amaro della nicotina o del chinino, aiutando a liberare le vie aeree dai composti irritanti, impedendo che l’irritante venga inalato in profondità nei polmoni. La loro risposta può portarci a smettere di respirare, tossire o starnutire.

Allo stesso modo, alcuni cibi amari provocano una risposta molto rapida: nausea e/o vomito. Pertanto, è evidente come il ruolo principale dell’apparato digerente non sia quello di nutrirci, ma di proteggere il microbiota.

È anche evidente che i recettori del gusto non riconoscono il cibo in base al fatto che sia grasso, proteico o carboidrato, ma in base al suo sapore.

Nello stomaco, i recettori del gusto dolce secernono la grelina, aumentando il metabolismo [8], favorendo così il consumo di nutrienti considerati importanti. Mentre nell’intestino i recettori del dolce sulle cellule L produce l’ormone incretino gastrointestinale GLP-1, che stimola la produzione di insulina e invia un segnale di sazietà al cervello [9]. Questo “secondo assaggio” innesca il trasporto del glucosio nelle cellule e più velocemente questo accade, più insulina verrà rilasciata. È stato sorprendente che i dolcificanti artificiali, che si pensava influenzassero solo la lingua, provocassero anche cambiamenti nell’intestino.

Pertanto, la risposta comportamentale ai carboidrati è molto diversa tra quelli con un indice glicemico alto o basso. I carboidrati ad alto indice glicemico stimoleranno solo l’appetito, non la sazietà.

In risposta al cibo amaro, i recettori del gusto amaro inizialmente secernono la grelina, favorendone il consumo, ma, dopo 30 minuti, fanno diminuire lo svuotamento gastrico. Mantenendo il cibo nello stomaco, si produce un senso di sazietà. Questo frena l’appetito prolungando il senso di pienezza e sazietà forse per prevenire l’ingestione di cibi tossici. Questa risposta era già nota agli antichi romani che bevevano vino infuso con erbe amare per stimolare l’appetito e prevenire l’eccesso di cibo [10].

Anche per i grassi non esiste una regola generale: infatti tra i grassi ci sono quelli nocivi e quelli salutari. Contrariamente ai consigli dietetici del passato che promuovono diete povere di grassi, ricerche più recenti mostrano che i grassi sani sono necessari e benefici per la salute. Non dipende solo dal fatto che i grassi vengono spesso sostituiti dai carboidrati. Nonostante la guerra generalizzata al grasso, i risultati dello studio mostrano che non c’è alcun legame tra la percentuale complessiva di grassi e qualsiasi risultato importante per la salute, inclusi cancro, malattie cardiache e aumento di peso [11][12]. Piuttosto che adottare una dieta a basso contenuto di grassi, è più importante concentrarsi sul consumo di grassi buoni benefici ed evitare i grassi cattivi dannosi. Scegliere grassi insaturi buoni e grassi saturi a catena media e corta (SCFA), limitare i grassi saturi a catena lunga ed evitare i cattivi grassi trans.

In relazione agli acidi grassi polinsaturi, gli acidi grassi polinsaturi (PUFA) Omega-6 (n-6) [ad esempio, acido arachidonico (AA)] e Omega-3 (n-3) [ad esempio, acido eicosapentaenoico (EPA)] sono precursori a potenti molecole di segnalazione dei mediatori lipidici, denominate “eicosanoidi”, che hanno ruoli importanti nella regolazione dell’infiammazione. In generale, gli eicosanoidi derivati da n-6 PUFA sono pro-infiammatori mentre gli eicosanoidi derivati da n-3 PUFA sono antinfiammatori. Alcune ricerche mediche suggeriscono che livelli eccessivi di acidi grassi omega-6 negli oli di semi rispetto ad alcuni acidi grassi omega-3 possono aumentare la probabilità di un certo numero di malattie [13][14][15]. Un’alta percentuale di grassi omega-6 rispetto a omega-3 nella dieta spinge lo stato fisiologico dei tessuti verso la patogenesi di molte malattie: pro-trombotiche, pro-infiammatorie e pro-costrittive. Oggi c’è quindi la necessità di limitare l’assunzione di omega-6 evitando l’uso di qualsiasi tipo di olio di semi (girasole, mais, soia, ecc.), e di aumentare l’assunzione di omega-3.

Anche tra i grassi saturi è necessario fare una distinzione. Infatti, la regola generale secondo cui i grassi saturi dovrebbero essere evitati il più possibile, non ha senso per gli SCFA e trigliceridi a catena media (MCT). Vi è ora un’abbondanza di prove per dimostrare che gli SCFA svolgono un ruolo importante nel mantenimento della salute e nello sviluppo della malattia. Gli SCFA sono un sottoinsieme di acidi grassi prodotti dal microbiota intestinale durante la fermentazione di alcuni polisaccaridi non digeribili e costituiscono i principali nutrienti dei colonociti [16].

Oggi sappiamo che il ruolo più importante dell’apparato digerente è quello di digerire cibi aggressivi per proteggere il microbiota intestinale, quindi questa azione protettiva può essere svolta solo se le cellule di questo sistema sono ben nutrite in modo che possano produrre tutto ciò di cui hanno bisogno per digerire il cibo e proteggere i nostri tessuti dall’ambiente aggressivo del tubo digerente. Nutrire le cellule dell’apparato digerente permette di mantenere un ambiente confortevole per il microbiota intestinale, permettendogli di biodiversificare i suoi ceppi. Gli SCFA sono anche inibitori dell’istone deacetilasi (HDAC), le molecole che inibiscono questo enzima sono utilizzate come farmaci antinfiammatori in varie patologie [17].

L’azione sui processi infiammatori degli SCFA è confermata dal fatto che una classe di farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) sono derivati di sintesi dell’acido acetico e propionico, a dimostrazione di un contributo della loro inibizione sull’HDAC oltre che sulla COX-2. Curiosamente, l’azione inibitoria sull’HADC dell’acido butirrico è maggiore di tutte [18]. Inoltre, l’acido valproico, uno dei farmaci a più ampio spettro, è stato ottenuto per sintesi dall’acido valerico. Gli SCFA svolgono un ruolo importante nel mantenimento dell’omeostasi intestinale e immunitaria

L’uso dell’acido butirrico è stato proposto come approccio alternativo nelle malattie autoimmuni e infiammatorie [19][20] contro le infezioni batteriche [21], per ridurre la proliferazione cellulare nel cancro del colon [22], per ridurre la glicemia, la resistenza all’insulina, la dislipidemia e la gluconogenesi paragonabili alla metformina [23][24][25]. L’acido butirrico mostra un’azione protettiva in modelli sperimentali di atrofia muscolare spinale [26], oltre a ridurre l’atrofia muscolare dell’invecchiamento [27], ha un’azione terapeutica sulla rinite allergica [28], migliora le funzioni cardiache [29], riduce l’assunzione di alcol nei soggetti dipendenti, [30], protegge da lesioni polmonari acute, gravi e tardive causate da ustioni [31]. Tutte queste azioni sono ora facilmente correlate ad una sua azione modulante dell’infiammazione [32][33].

Oggi non sorprende più che questa azione intestinale possa essere accompagnata da azioni cerebrali, come miglioramenti comportamentali negli stati di ansia depressiva [34][35], nelle funzioni cognitive [36][37][38], nelle risposte allo stress [39], riduzione dei comportamenti autistici [40][41], di psicosi maniacale [42] e crisi epilettiche (meglio dell’acido valproico nei topi con infiammazione intestinale) [43].

Dato che l’assorbimento cerebrale di acido butirrico è stato misurato nell’ordine dello 0,006% [44], è chiaro che per influenzare i processi cerebrali non deve necessariamente entrare nel cervello, ma può agire sul sistema nervoso periferico e sul sistema immunitario.

Diete Basate sul Calcolo delle Calorie e sulla Percentuale Semplice tra Grassi, Carboidrati e Proteine. Hanno senso?

Già prima delle nuove conoscenze sul microbiota, era anacronistico elaborare diete basate sul calcolo delle calorie. Infatti, la caloria alimentare misura la quantità di calore emessa da un grammo di cibo quando viene bruciato, ma il corpo umano non è una stufa che brucia il cibo. Le calorie alimentari vengono calcolate partendo dal presupposto che otteniamo energia dal cibo e che la caloria è un’unità di misura dell’energia.

L’equivoco nasce da un’errata interpretazione tra l’energia posseduta da un corpo e quanta ne possiamo ottenere.

L’energia posseduta da un corpo di massa m, che sia anche un alimento, è E = mc2, ma la maggior parte di questa energia non è accessibile ed è la stessa per tutti gli alimenti. Possiamo ottenere energia solo da differenze di livelli energetici tra, ad esempio, i reagenti ed i prodotti di una reazione. Anche nelle reazioni nucleari violente, l’energia emessa corrisponde alla differenza nell’energia di legame dei nucleoni tra gli atomi che subiscono la fusione o fissione e i prodotti della reazione nucleare, solo briciole dell’energia totale. Le reazioni chimiche esotermiche più comuni sono quelle di combustione con ossigeno, spesso utilizzate per ottenere calore. Per questo tipo di reazioni si è ritenuto utile introdurre una specifica unità di misura, la chlo-caloria ( 1 Kcal= 4184 J) che definisce la quantità di energia emessa come calore da un’unità di peso o volume di un combustibile, se bruciato. Questa unità di misura permette di confrontare più facilmente i valori di riscaldamento specifici dei diversi combustibili.

Pertanto, le calorie degli alimenti possono essere molto utili per utilizzare gli alimenti come combustibile in una stufa, ma del tutto inutili per valutare i benefici che ne possono derivare, una volta ingerite.

Le nuove conoscenze sul microbiota rendono anacronistica anche la definizione di una dieta sulla base di semplici percentuali di grassi, carboidrati e proteine, senza indicare quali devono essere scelti di ciascuna classe.

Sicuramente il lavoro del nutrizionista si complica, dovendo affidarsi più alla raccolta anamnestica dei dati del paziente e meno ai numerosi software commerciali per il calcolo delle diete, ma, calcolando una dieta sulla base delle reali risposte del microbiota agli alimenti, sarà possibile ottenere risultati migliori e più duraturi.

Le cause del fallimento della dieta sono dovute al paziente o al nutrizionista?

Molto spesso il paziente mostra un’elevata resistenza a modificare la dieta secondo le indicazioni fornite dal nutrizionista. O meglio, riesce a forzare per un po’ la nuova dieta, ma poi si arrende e tutto torna come prima o anche peggio di prima. Il fallimento della dieta è spesso attribuito all’incapacità del paziente di seguirla per lungo tempo, ma, invece, è colpa del nutrizionista, che non ha considerato come il microbiota possa opporsi al tentativo di modificarlo attraverso la dieta, essendo il microbiota stesso che determina quale cibo dobbiamo mangiare. Mangiamo il cibo che il microbiota ci chiede di mangiare. Queste richieste agiscono sui centri emotivi profondi del cervello, il cibo e il sesso sono fondamentali per la sopravvivenza della specie, quindi è davvero difficile resistere a queste richieste. Più drastico è il cambio di dieta, più avviene all’improvviso e prima il microbiota andrà al contrattacco, ripristinando ciò che era prima o peggio. Può anche permetterci di vincere alcune battaglie, ma poi vince la guerra.

Ad esempio, i Bacteroidetes prediligono alcuni grassi, i Bifidobatteri le fibre e la Prevotella i carboidrati [45]. Una disbiosi che porta ad un aumento del ceppo di Prevotella produrrà un forte desiderio di mangiare dolci, che può essere ridotto solo se si riuscirà a ridurre questo ceppo “goloso”. Infatti, poiché il microbiota controlla il metabolismo, il cioccolato viene metabolizzato diversamente dalle persone che ne sono indifferenti rispetto a quelle che lo desiderano. Il rapporto dei metaboliti urinari del cioccolato è diverso nei due gruppi di persone [46]. Queste connessioni radicate tra i sensi e il cervello possono rendere difficile il cambiamento delle abitudini alimentari. I cibi spazzatura e le bevande dolci sono spesso descritti come avvincenti. Non si tratta di una classica dipendenza chimica, in cui una singola droga colpisce un singolo recettore, ma di un’attivazione diffusa di recettori del gusto desiderosi di sovraccaricare una potente risposta cerebrale.

Solo agendo sul microbiota possiamo cambiare le nostre abitudini alimentari e il nostro modo di trasformare il cibo in energia.

Queste azioni devono mirare a modificare l’ambiente in cui vive la maggior parte del microbiota. Solo modificando l’ambiente è possibile controllare il rapporto tra i diversi ceppi batterici.

Conclusioni

Le conoscenze del microbiota hanno rivoluzionato la fisiologia, la medicina e la nutrizione. Questo organo microbico rappresenta la nostra unità di controllo: la salute umana dipende dalla sua forza e il cibo è il modo migliore per comunicare con essa.

Soprattutto attraverso l’alimentazione aumentiamo la sua forza durante lo svezzamento e possiamo mantenerla in età adulta, ritardando il declino fisiologico negli anziani. Oggi sappiamo che la salute dipende dalla forza del microbiota nel riparare i danni che continuamente subiamo e che ammalarsi significa che questi meccanismi sono deboli. La malattia non dipende tanto dalla forza degli agenti patogeni, quanto dalla debolezza dei sistemi di riparazione.

Questi concetti rivoluzionari ci riportano indietro nel tempo, 2300 anni fa Ippocrate sosteneva che tutte le patologie hanno origine nell’intestino. Ippocrate arriva a definire quelle che oggi sappiamo essere le azioni del microbiota: “forza vitale che tende per natura a riequilibrare le disarmonie che portano patologie” e la migliore medicina “consiste semplicemente nello stimolare questa forza innata”.

Ora che stiamo iniziando a perfezionare i meccanismi attraverso i quali il cibo può essere la migliore medicina, dobbiamo fare i conti con le nostre resistenze mentali che portano a pensare comunemente che solo un farmaco può essere in grado di guarire. Ma queste opinioni, oggi, non sono basate sull’evidenza scientifica attuale.

Secondo Ippocrate:
Ci sono solo due cose: scienza e opinione: la prima genera conoscenza, la seconda ignoranza”.

Di Paolo Mainardi [1], Pasquale Striano [2], Michele Mainardi [3], Paolo Carta [4].

Paolo Mainardi. Dall’anno della sua laurea in chimica (1982) entra a far parte di un gruppo di ricerca su epilessia dell’Università di Genova. Partecipa a studi sul ruolo della serotonina cerebrale nell’epilessia, che dimostrano una sua azione protettiva delle crisi, anche se era ampiamente ritenuta essere pro-convulsiva. Ricerca un modo per confermare questo suo ruolo anti-epilettico e individua in una sieroproteina del latte, principalmente del colostro umano, la molecola capace di aumentare la sintesi cerebrale di serotonina. Approfondendo le sue azioni, scopre il microbiota, di cui si innamora, diventando un profondo studioso.
https://www.dottpaolomainardi.it/

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Massimo A. Cascone per ComeDonChisciotte.org

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