Prove coerenti suggeriscono effetti protettivi verso il diabete derivanti dall’assunzione di fibre alimentari, ma i meccanismi sottostanti non sono ben chiariti.

 Questi meccanismi potrebbero essere potenzialmente correlati al microbiota intestinale e ai metaboliti derivati ​​dal microbiota che si ritiene svolgano un ruolo importante nelle malattie croniche umane, incluso il diabete di tipo 2 (T2D). 

Uno studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Circulation Research, ha indagato il microbiota intestinale e i metaboliti circolanti associati all’assunzione di fibre alimentari e la loro relazione con il diabete di tipo 2 (T2D).

Fibre alimentari e microbiota

Studi recenti hanno indicato la potenziale influenza dell’assunzione di fibre alimentari sulla composizione del microbiota intestinale umano. 

Un maggiore apporto di fibre è stato associato ad alterazioni dei taxa batterici intestinali (livelli più elevati di Prevotella o del rapporto Prevotella/Batteroides, Roseburia, Lachnospira, Eubatterium) e nelle funzioni genetiche dei batteri intestinali (livelli più elevati di geni che codificano per xilanasi, β-glucanasi e altri enzimi correlati alla degradazione delle fibre). Un maggiore apporto di fibre, sia insolubili sia solubili, si associa a un profilo favorevole del microbiota intestinale. 

La fibra insolubile può influenzare la composizione del microbiota intestinale attraverso altri meccanismi, come l’effetto di carica fecale, che può ridurre la quantità di tempo disponibile per la fermentazione batterica intestinale di alimenti non digeriti e stimolare la crescita batterica.  D’altra parte, la fibra solubile può essere metabolizzata in modo efficiente dai batteri intestinali, che producono molti metaboliti benefici e, quindi, offrono benefici per la salute. 

Tuttavia, non è completamente compreso in che misura le specifiche caratteristiche tassonomiche e le capacità funzionali del microbiota intestinale associato alle fibre possano influenzare le malattie metaboliche dell’ospite, come il T2D, e i meccanismi sottostanti. Gli studi hanno identificato 9 generi microbici intestinali associati sia all’assunzione di fibre sia al T2D in una popolazione ispanica/latina degli Stati Uniti.

Metaboliti microbici 

Le fibre alimentari, sebbene non suscettibili all’idrolisi da parte degli enzimi digestivi umani, possono essere metabolizzate da specifici batteri intestinali che producono uno spettro di metaboliti attraverso la loro fermentazione e altre vie metaboliche. 

I metaboliti di derivazione microbica possono essere assorbiti nella circolazione dell’ospite e possono influenzare i sistemi biologici di quest’ultimo e, quindi, sono stati suggeriti come mediatori funzionali che collegano il microbiota intestinale e la salute dell’ospite. 

Tuttavia, pochi studi hanno integrato dati di metabolomica dell’ospite e di metagenomica intestinale per indagare le relazioni tra assunzione di fibre alimentari, microbiota intestinale, metaboliti circolanti dell’ospite e rischio di T2D. 

Analisi funzionali hanno evidenziato specifici enzimi microbici, in particolare glicosilasi coinvolte nella degradazione delle fibre, che erano arricchiti in individui con un maggiore apporto di fibre e mostravano associazioni inverse con il T2D. 

Faecalibacterium e T2D

È stato identificato un potenziale percorso attraverso l’asse fibra-Faecalibacterium-metabolita-T2D. Faecalibacterium è un anaerobio Gram-positivo, considerato un microrganismo simbiotico nel tratto gastrointestinale umano. Faecalibacterium è associato ad una dieta ricca di fibre e possiede la capacità di metabolizzare vari tipi di fibre e polisaccaridi vegetali. 

Esso si associa a molteplici metaboliti potenzialmente benefici nel siero, tra cui indolpropionato, 3-fenilpropionato e cinnamoilglicina, tutti collegati a un maggiore apporto di fibre e a un minor rischio di T2D. L’indolpropionato ha un ruolo benefico a livello antinfiammatorio, antiossidante e nel miglioramento del metabolismo del glucosio. 

Le proprietà antimicrobiche del 3-fenilpropionato possono comportare una bassa produzione di lipopolisaccaride infiammatorio e le sue attività antiossidanti possono contribuire alla sensibilità all’insulina. La cinnamoilglicina è un indicatore di un microbioma intestinale sano, che inibisce la crescita di microrganismi patogeni e presenta potenziali benefici per la salute metabolica in vitro. 

Butyrivibrio e T2D

Un altro potenziale percorso è rappresentato dall’asse fibra-Butirrivibrio-metabolita-T2D. I membri del genere Butyrivibrio sono noti come importanti degradatori delle emicellulose e dei polisaccaridi vegetali, e tra  gli ispanici/latini degli Stati Uniti, Butyrivibrio fibrisolvens era la specie predominante. 

Esso si correla con diversi metaboliti potenzialmente benefici, inclusi indolpropionato, 3-fenilpropionato e cinnamoilglicina, β-criptoxantina, un antiossidante, e il carotenoide provitamina A associato a un ridotto rischio di T2D. L’associazione protettiva tra Butyrivibrio e T2D potrebbe essere parzialmente spiegata da questi metaboliti microbici.

Batteri patogeni e correlazione con T2D

Sono stati anche identificati diversi batteri potenzialmente patogeni, tra cui Lachnoclostridium e Acidaminococcus, associati a un minore apporto di fibre e a un rischio più elevato di T2D. Lachnoclostridium sembra positivamente associato ai metaboliti circolanti implicati nello sviluppo del T2D, come N-acetilglucosamina e idrossiasparagina. 

Da notare che la N-acetilglucosamina contribuisce in modo riconosciuto alla resistenza all’insulina, ed è stata collegata alla resistenza all’insulina e all’aumento di peso nei modelli murini. È stato anche segnalato che alti livelli di idrossiasparagina svolgono un ruolo nell’obesità. 

Inoltre, sia Lachnoclostridium che Acidaminococcus sono inversamente associati ai livelli sierici di indolpropionato, 3-fenilpropionato e cinnamoilglicina. Le associazioni tra questi due batteri potenzialmente patogeni e il T2D potrebbero essere parzialmente spiegate dai loro metaboliti microbici correlati.

Conclusioni

È stato dimostrato che un maggiore apporto di fibre alimentari si collega a un microbiota intestinale e a profili di metaboliti circolanti protettivi verso il T2D. Le relazioni tra alcuni batteri intestinali legati alle fibre e il T2D potrebbero essere parzialmente spiegate dalla circolazione di metaboliti correlati ai microbi.