Controllo del peso: cosa ci insegna il microbiota intestinale del panda?

I cambiamenti stagionali e la conseguente mancanza di alcuni alimenti sembrano influenzare la composizione del microbiota intestinale con un impatto sul controllo del peso.
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Stato dell’arte
La composizione del microbiota intestinale di molti animali subisce cambiamenti stagionali a causa della mancanza di alcuni alimenti in certi periodi dell’anno. Ad esempio, alcune specie di scimmie hanno un microbiota diverso in estate, quando si nutrono di foglie “giovani” ricche di carboidrati, lipidi e proteine ​​facilmente digeribili, rispetto a quello presente in inverno, quando gli animali si nutrono di foglie e radici “vecchie” e ricche di cellulosa e fibra alimentare. Tuttavia, non sono ancora chiari gli effetti di questi cambiamenti sui batteri intestinali.

Cosa aggiunge questa ricerca
I panda giganti selvatici si nutrono di foglie di bambù fibrose per la maggior parte dell’anno, ma durante la tarda primavera e l’inizio dell’estate mangiano germogli di bambù ricchi di proteine. Studiando il microbiota intestinale di questi animali, i ricercatori hanno scoperto che i livelli di Clostridium butyricum sono più elevati quando gli animali si cibano di germogli. Inoltre, è stato osservato che un metabolita prodotto da C. butyricum sembra sovraregolare l’espressione di un gene coinvolto nella produzione e conservazione dei lipidi. Esperimenti su topi germ-free che hanno ricevuto le feci di panda nutriti di germogli hanno infine dimostrato nei roditori un maggior accumulo di peso e di grasso rispetto a quelli che hanno ricevuto le feci dei panda che si sono nutriti di foglie
.

Conclusioni
I risultati mostrano che i cambiamenti stagionali nel microbiota intestinale possono influenzare la crescita nei panda selvatici e spiegare come questi animali compensano la mancanza di nutrienti nella stagione in cui si nutrono di foglie.

Microbiota intestinale e controllo del peso, una relazione sempre più stretta. Ma cosa possiamo imparare dagli studi in ambito veterinario su questo tema? 

Anzitutto, che la composizione del microbiota intestinale di molti animali subisce cambiamenti stagionali a causa della mancanza di alcuni alimenti in certi periodi dell’anno. Per indagare questo fenomeno, un gruppo di ricercatori ha scoperto che i cambiamenti nei microbi intestinali dei panda giganti aiutano l’animale ad aumentare di peso e a immagazzinare grasso, compensando la mancanza di nutrienti nei periodi dell’anno in cui si nutrono solo di foglie di bambù fibrose, un alimento di scarsa qualità e a basso contenuto di grassi.

«I risultati, pubblicati su Cell Reports, hanno evidenziato per la prima volta una relazione causale tra il microbiota intestinale di un panda e il suo fenotipo», afferma il primo autore dello studio Guangping Huang dell’Institute of Zoology of the Chinese Academy of Sciences di Pechino.

Dieta, stagioni e accumulo di grasso

Precedenti studi hanno dimostrato che alcune specie di scimmie hanno un microbiota diverso in estate, quando mangiano foglie ”giovani” ricche di carboidrati, lipidi e proteine ​​facilmente digeribili, rispetto a quello presente in inverno, quando gli animali si nutrono di foglie e radici “vecchie” che sono ricche di cellulosa e fibra alimentare. 

Un cambiamento simile è stato osservato anche in una popolazione di cacciatori-raccoglitori poiché il cibo disponibile cambia durante l’anno. Tuttavia, non sono ancora chiari gli effetti di questi cambiamenti sui batteri intestinali.

«Precedenti studi nei panda hanno dimostrato una diversa composizione del microbiota intestinale durante la stagione in cui si nutrono di germogli di bambù, ricchi di proteine, rispetto al resto dell’anno in cui si cibano di foglie di bambù fibrose, ed è ovvio che in questo periodo i panda siano più “paffuti”», afferma Guangping Huang.

Per valutare se i cambiamenti stagionali nei microbi intestinali possano influenzare il peso e l’accumulo di grasso dei panda selvatici, Guangping Huang e i suoi colleghi hanno analizzato campioni fecali raccolti da otto panda giganti selvatici che vivono sulle montagne cinesi di Qinling.

Il ritmo circadiano del microbiota

Indipendentemente dalla stagione, i Firmicutes sono risultati i batteri dominanti nell’intestino del panda, seguiti da Proteobacteria, Cyanobacteria, Bacteroidetes e Actinobacteria.

Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che gli animali avevano livelli più elevati di Clostridium butyricum durante la stagione dei germogli rispetto a quella delle foglie. Ulteriori analisi hanno mostrato che il butirrato, uno dei metaboliti prodotti da C. butyricum, potrebbe sovraregolare l’espressione di un gene chiamato Per2, che aumenta la produzione e l’accumulo di lipidi.

Per2 è un gene circadiano fondamentale, che sembra sincronizzare il ritmo circadiano periferico dell’ospite per modulare il metabolismo dei lipidi.

L’aumento di peso dipende dai batteri intestinali

Per valutare se i cambiamenti nel microbiota intestinale possano influenzare il metabolismo degli animali, i ricercatori hanno trapiantato le feci di panda in topi germ-free e quindi hanno nutrito i topi con una dieta a base di bambù per tre settimane.

Il team ha scoperto che i topi che hanno ricevuto le feci di panda che si sono nutriti di germogli hanno guadagnato più peso e accumulato più grasso rispetto a quelli che hanno ricevuto le feci raccolte durante la stagione in cui i panda si cibano di foglie. 

Inoltre, sono state rilevate anche differenze nella composizione del microbiota intestinale dei due gruppi di topi. 

Conclusioni

Sebbene possa essere difficile riprodurre il microbiota intestinale dei panda nei topi germ-free, i risultati suggeriscono che i cambiamenti nei batteri intestinali fanno sì che i panda aumentino di peso e immagazzinino più grasso durante la stagione dei germogli. 

In futuro, il team prevede di studiare i ruoli dei batteri intestinali nella salute dell’orso. «La ricerca negli animali selvatici di un rapporto causale tra il fenotipo dell’ospite e il microbiota intestinale è appena iniziata», afferma Guangping Huang

«Identificare quali batteri sono utili per gli animali è molto importante, perché un giorno potremmo essere in grado di curare alcune malattie con specifici probiotici».

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