Negli ultimi 50 anni, la nostra conoscenza sugli effetti della nutrizione è cambiata. In una revisione pubblicata su Cell, Rachel Carmody della Harvard University e i suoi colleghi discutono i recenti progressi nella nutrizione molecolare, un campo che esplora come la dieta influisce sul corpo a livello molecolare ed esamina le connessioni tra dieta, microbi intestinali e metabolismo dell’ospite.

Negli ultimi due decenni, i progressi nel sequenziamento del DNA hanno contribuito a sviluppare raccomandazioni dietetiche personalizzate basate sul profilo genetico. Inoltre, studi sia su modelli animali sia sugli esseri umani hanno dimostrato che il microbiota intestinale influenza la risposta a diversi regimi dietetici.

In particolare, quattro interventi dietetici che non richiedono limiti rigorosi all’assunzione di grassi (ovvero la dieta mediterranea, la dieta chetogenica, la restrizione calorica e il digiuno intermittente), hanno dimostrato di influenzare il microbioma intestinale, sebbene i meccanismi sottostanti siano ancora oggi poco chiari.

Dieta e microbioma

La dieta mediterranea si basa sul consumo di cereali integrali, legumi, frutta, verdura, noci, semi e olio d’oliva minimamente lavorati. Questa dieta può aiutare a ridurre il peso corporeo, la pressione sanguigna, i livelli di colesterolo e l’infiammazione, nonché il rischio di diabete di tipo 2 e di alcuni tumori. 

Promuove anche la proliferazione di batteri intestinali benefici, ma non è stata ancora dimostrata un’associazione con specifici microbi.

La dieta chetogenica a basso contenuto di carboidrati e ad alto contenuto di grassi può indurre il corpo a bruciare i grassi per produrre energia. Originariamente utilizzata per trattare l’epilessia, la dieta chetogenica è ora oggetto di studio per i suoi potenziali benefici nella gestione del diabete di tipo 2 e nella perdita di peso. La ricerca suggerisce che questa dieta può anche alterare il microbiota intestinale e i suoi metaboliti.

Una restrizione calorica giornaliera può aumentare la durata della vita, ridurre il peso corporeo e migliorare la pressione sanguigna e i livelli di colesterolo. Studi su modelli animali hanno dimostrato che i cambiamenti nei batteri intestinali contribuiscono alla perdita di peso, ma studi sull’uomo hanno mostrato risultati contrastanti.

Infine, il digiuno intermittente, che consiste nel limitare l’alimentazione a una finestra di 4-10 ore al giorno, può portare a una riduzione del peso corporeo e a miglioramenti in alcuni marcatori della salute cardiovascolare. Questo intervento dietetico influisce anche sul microbiota intestinale, ma i meccanismi esatti non sono ancora chiari.

Bilancio energetico

I recenti progressi nel high-throughput sequencing, nella bioinformatica e nei modelli animali hanno permesso ai ricercatori di scoprire che la dieta svolge un ruolo più significativo della genetica nel modellare la composizione e la funzione del microbiota intestinale.

I microbi intestinali svolgono un ruolo cruciale nel bilancio energetico: studi dimostrano che colonizzare topi germ-free con un microbiota “convenzionale” può aumentare i livelli di grasso corporeo nonostante un minore apporto alimentare. 

Altri studi hanno dimostrato che i microbi intestinali delle persone magre possono contrastare l’obesità, mentre quelli delle persone obese possono promuovere l’aumento di grasso.

La maggior parte delle ricerche su come i microbi intestinali influenzano il metabolismo umano si è concentrata sulla loro capacità di trasformare i carboidrati in acidi grassi a catena corta (SCFA), che fungono da fonti di energia. 

Gli SCFA possono anche influenzare l’appetito attraversando la barriera emato-encefalica e il dispendio energetico potenziando la funzione dei mitocondri, le “centrali energetiche” delle cellule.

Un ulteriore meccanismo attraverso il quale il microbiota intestinale influenza il metabolismo dell’ospite è la produzione di metaboliti come la trimetilammina N-ossido (TMAO), un composto che è stato associato ad aterosclerosi e trombosi. 

I microbi intestinali modificano anche gli acidi biliari, influenzando il metabolismo dei lipidi e l’equilibrio energetico, e fermentano le proteine ​​alimentari per produrre composti che sono stati associati a disturbi metabolici e intestinali.

Nutrizione molecolare

Prove crescenti mostrano che i nutrienti non assorbiti, che raggiungono il microbiota intestinale nel colon, hanno un impatto cruciale sullo stato di salute o malattia influenzando i microbi intestinali e i loro effetti sull’ospite.

Ricerche recenti hanno anche rivelato che gli emulsionanti e i dolcificanti artificiali alterano il microbiota intestinale inducendo l’obesità e la resistenza all’insulina. Allo stesso modo, composti come la taurina possono portare a disturbi intestinali. Tuttavia, il microbiota intestinale può anche produrre effetti benefici, tra cui la conversione dei lignani alimentari, che si trovano in vari alimenti di origine vegetale, in composti antitumorali.

Conclusioni

Le complesse interazioni tra dieta, microbiota e salute evidenziano la necessità di ricerche sull’uomo e studi data-driven per perfezionare la nutrizione di precisione. 

Una comprensione più approfondita della biologia umana, di nuovi interventi dietetici e medici e dei loro effetti sul microbiota possono portare a consigli nutrizionali più accurati e affidabili. 

«Auspichiamo che questo targeting data-driven del microbioma e delle sue interazioni con la dieta fornirà nuovi strumenti per la gestione della nutrizione umana nei prossimi 50 anni» concludono i ricercatori.