L’insulinoresistenza (IR) è uno stato fisiologico in cui la sensibilità all’insulina diminuisce negli organi bersaglio come il muscolo scheletrico, il fegato e il tessuto adiposo bianco, riducendo l’assorbimento e l’utilizzo del glucosio, con conseguente aumento della secrezione compensatoria di insulina. 

È caratteristica del soggetto affetto da diabete mellito di tipo 2 (T2DM, type 2 diabetes mellitus), e a causarla è una combinazione di fattori genetici e ambientali, ma la sua patogenesi rimane poco chiara. 

Uno studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature communications, ha scoperto che l’abbondanza di un certo tipo di batterio, il Parabacteroides distasonis, era inversamente correlata alla gravità dei fenotipi IR.

Cause di insulino resistenza

Attualmente è ampiamente accettato che l’obesità e l’infiammazione cronica siano importanti fattori che contribuiscono allo sviluppo dell’IR. Una dieta ricca di grassi (HFD, high fat diet) a lungo termine induce disbiosi del microbiota intestinale e interrompe la funzione della barriera intestinale, portando alla fuoriuscita di batteri e tossine che si riversano nel sangue (endotossiemia) e attivando il recettore toll-like 4 (TLR-4) nel fegato o nel grasso che induce la produzione del fattore di necrosi alfa (TNF-α). 

Il TNF-α influenza direttamente la trasduzione del segnale dell’insulina, impedendo ulteriormente l’assorbimento del glucosio da parte delle cellule e inducendo IR. 

Microbiota e insulinoresistenza

I batteri intestinali e i loro metaboliti possono avere un impatto sull’IR dell’ospite in diversi modi. Negli ultimi anni, gli studi hanno dimostrato che la disbiosi del microbiota intestinale è indissolubilmente legata allo sviluppo e alla progressione dell’IR. 

Per esempio, è stato visto che gli individui con IR possedevano un aumento del potenziale di biosintesi degli aminoacidi a catena ramificata (BCAA, branched-chain amino acid) insieme alla maggiore abbondanza di batteri produttori di BCAA – tra i quali Prevotella copri e Bacteroides vulgatus sono stati identificati come le specie principali che guidano la biosintesi dei BCAA – portando all’IR. 

Si è visto inoltre che un aumento del livello di imidazolo propionato di origine batterica altera la segnalazione dell’insulina a livello del substrato del recettore dell’insulina stessa peggiorando l’IR. Al contrario, l’integrazione con Lactobacillus reuteri aumenta i livelli del ligando del recettore degli idrocarburi arilici (AhR), portando a un miglioramento dell’IR nei topi e migliorando la funzione della barriera intestinale. Pertanto, la modulazione del microbiota intestinale e il miglioramento della funzione di barriera dell’intestino sono strategie efficaci per migliorare l’IR. 

Parabacteroides distasonis e insulinoresistenza

Analizzando un gruppo di adulti cinesi con T2DM si è visto che l’abbondanza di un particolare batterio, P. distasonis, era inversamente correlata alla gravità dei fenotipi IR. 

L’integrazione con P. distasonis ha migliorato l’espressione delle proteine ​​della giunzione stretta intestinale, ha ridotto i livelli circolanti di LPS (lipopolisaccaride) e di fattori proinfiammatori e ha migliorato l’IR nei topi. P. distasonis svolge il suo ruolo nell’attenuazione dell’IR promuovendo la produzione di acido nicotinico (NA) e regolando la via GPR109a, attivata da NA nell’intestino, che è attribuita al miglioramento della funzione della barriera intestinale.  

Acido nicotinico e insulinoresistenza

È importante sottolineare che NA agisce come un agonista esogeno di GPR109a la cui carenza, come è stato dimostrato compromette la funzione della barriera intestinale nei topi, suggerendone un ruolo cruciale nel mantenimento dell’integrità di barriera. 

Il trattamento con NA aumenta significativamente l’espressione dell’mRNA delle proteine ​​delle giunzioni strette e delle mucine intestinali. Inoltre, il trattamento con NA migliora la funzione della barriera intestinale e attenua l’infiammazione nei topi IR indotta da HFD e si basa sull’attivazione di GPR109a. Di conseguenza, è evidente che NA prodotta da P. distasonis potrebbe influenzare la permeabilità intestinale attivando GPR109a nell’intestino.

Impatto della dieta sull’insulinoresistenza

Diversi studi indicano che la fibra alimentare può migliorare l’IR favorendo la crescita di specifici batteri intestinali, con conseguente produzione di metaboliti derivati ​​dal microbiota. 

Studi hanno dimostrato che i ceppi che producono acidi grassi a catena corta (SCFA, short chain fatty acid) nell’intestino, sono promossi selettivamente dall’assunzione aggiuntiva di fibre alimentari, riducendo l’IR nei pazienti con T2DM. 

Allo stesso tempo, la fibra alimentare aumenta significativamente nell’intestino le cariche batteriche produttrici di succinato, che promuovono la gluconeogenesi intestinale legando la fruttosio-1,6-bisfosfatasi e riducono l’IR. In particolare è stato messo in evidenza come P. distasonis aumentasse in modo significativo in presenza di polisaccaridi di Dendrobium officinale (DOP).

Conclusioni

La diminuzione dei livelli di P. distasonis e NA nei pazienti con T2DM è significativamente correlata al deterioramento dell’IR. L’integrazione con P. distasonis ha migliorato efficacemente la funzione della barriera intestinale e l’IR, e questo effetto dipende dall’attivazione del recettore GPR109a nell’intestino tramite NA prodotto da P. distasonis. 

Inoltre, la fibra alimentare DOP (polisaccaridi di Dendrobium officinale) mostra una capacità favorevole di prevenire lo sviluppo di IR promuovendo la crescita di P. distasonis. «Evidenziamo quindi il ruolo dell’asse P. distasonis – NA – GPR109a nel migliorare l’IR» commentano gli Autori «e il fatto che la DOP rappresenta una promettente strategia dietetica per l’insulino resistenza e le malattie metaboliche correlate».