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Ruolo del butirrato intestinale nelle malattie epatobiliari

Una recente revisione della letteratura ha messo in evidenza le molteplici proprietà benefiche del butirrato.
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Ruolo del butirrato intestinale nelle malattie epatobiliari

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Stato dell’arte
Il butirrato, un acido grasso a catena corta (SCFA) derivato dalla fermentazione di residui alimentari ad opera del microbioma intestinale, è di grande importanza nella prevenzione delle malattie epatiche e nella regolazione del metabolismo.

Cosa aggiunge questa ricerca
Il butirrato, in alcuni processi biologici, è considerato più efficace del propionato e dell’acetato, essendo un inibitore più potente delle istone deacetilasi (HDAC) e possedendo attività antinfiammatoria a concentrazioni più basse.

Conclusioni
Il butirrato ha molteplici effetti benefici sulla salute umana e un elevato potenziale per usi clinicamente importanti nelle malattie del fegato.

Il fegato, il più grande organo interno del corpo umano, è fondamentale per molteplici funzioni fisiologiche, come la sintesi di glicogeno, proteine ed enzimi. E possiede l’eccezionale capacità di auto-rigenerarsi. Svolge anche un ruolo chiave nel metabolizzare le tossine nocive attraverso processi biochimici specifici. 

Emergono crescenti evidenze che il butirrato, un acido grasso a catena corta (SCFA) derivato dalla fermentazione di residui alimentari ad opera del microbiota intestinale, sia di grande importanza nella prevenzione delle malattie epatiche e nella regolazione del metabolismo. 

Questo SCFA è particolarmente rilevante nel trattamento di varie patologie epatiche, tra cui steatosi, epatite, infiammazione e carcinoma epatocellulare. 

Il butirrato, composto da quattro atomi di carbonio, si forma nell’intestino dalla fermentazione batterica di materiali vegetali, quali fibre, cellulose e zuccheri complessi, che i mammiferi non sono in grado di metabolizzare autonomamente. 

Acido acetico, propionico e butirrico sono le principali forme di SCFA nei mammiferi, essenziali per la produzione di energia negli animali erbivori,  ruminanti e non. Oltre a essere un fattore di crescita per le cellule normali, studi recenti hanno evidenziato le proprietà antitumorali del butirrato, presente naturalmente in alte concentrazioni nell’intestino, nel latte e nelle feci della maggior parte degli animali. 

Asse intestino-fegato 

Il microbiota intestinale, principalmente presente nell’intestino crasso, è essenziale nell’apportare energia all’ospite producendo SCFA (acidi grassi a catena corta) attraverso la fermentazione anaerobica. 

Questo processo porta a prodotti finali ridotti che possono agire come accettori terminali di elettroni, come il butirrato. È risaputo che i batteri produttori di butirrato contribuiscono al mantenimento della salute dell’intestino, infatti, attraverso la produzione di questo acido grasso a catena corta viene stabilizzato il pH del lume intestinale, necessario per una corretta digestione e assorbimento dei nutrienti. 

Inoltre, diverse specie di batteri produttori di butirrato hanno mostrato attività antinfiammatorie, che possono aiutare a ridurre l’infiammazione intestinale e migliorare la salute generale dell’intestino. Uno dei vantaggi più importanti dei batteri produttori di butirrato è la loro capacità di essere tollerati dal sistema immunitario innato. 

Ciò indica che il sistema di difesa naturale del corpo riconosce e accetta questi microrganismi, il che è fondamentale per mantenere un microbioma intestinale sano. 

Gli SCFA, prodotti nel colon dal microbiota intestinale, viaggiano principalmente verso il fegato attraverso la vena porta. Attraverso questa connessione, il fegato può essere influenzato dal microbiota intestinale e dai suoi metaboliti; questa influenza viene definita asse intestino-fegato

A livello epatico gli SCFA aiutano principalmente nell’inibizione della steatosi epatica non alcolica (NAFLD, Nonalcoholic Fatty Liver Disease) diminuendo il processo di lipogenesi, l’accumulo di acidi grassi liberi (FFA) e la produzione di glucosio. Inoltre, gli SCFA inibiscono l’infiammazione indotta dai lipopolisaccaridi poiché alleviano la produzione di IL-1, fattore di necrosi tumorale-α (TNF-α), ciclossigenasi-2 (COX-2) e sintetasi inducibile dell’ossido nitrico (iNos) nel fegato. Il butirrato inibisce la proliferazione cellulare e la progressione del ciclo cellulare e induce l’apoptosi nelle cellule tumorali.

Ruolo e proprietà del butirrato

Il butirrato, in alcuni processi biologici, è spesso considerato più efficace del propionato e dell’acetato per le proprietà che seguono. Innanzitutto, è un inibitore più potente delle istone deacetilasi (HDAC); la concentrazione minima inibitoria richiesta per inibire l’attività dell’HDAC è stata misurata pari a 223 ± 64 mmol/l per il propionato, mentre per il butirrato è risultata pari a 52 ± 11 mmol/l. 

In secondo luogo, studi hanno dimostrato che il butirrato facilita la differenziazione cellulare e mostra forti effetti antinfiammatori. Comparativamente, sebbene propionato e acetato abbiano anche effetti cellulari, in determinate condizioni potrebbero non essere potenti quanto quelli del butirrato, principalmente a causa dell’attività anti-HDAC del butirrato e dell’attività antinfiammatoria a concentrazioni più basse. 

Il butirrato nelle malattie del fegato

Il consumo di alcol provoca disbiosi intestinale e altera le concentrazioni di SCFA, in particolare riducendo il butirrato. Studi su modelli animali hanno dimostrato che la somministrazione di ceppi probiotici come Pediococcus pentosaceus può contrastare questa diminuzione, riducendo i livelli di endotossine e attenuando l’infiammazione e la steatosi epatica indotta dall’alcol. 

La steatosi epatica non alcolica (NAFLD) è una condizione epatica diffusa che inizia con l’accumulo semplice di grasso e può progredire verso la steatoepatite non alcolica (NASH), la fibrosi e il carcinoma epatocellulare (HCC). Diete ricche di grassi, nei topi, riducono la formazione di butirrato, aumentando il contenuto di grasso nel fegato e l’infiammazione. 

Tuttavia, l’aggiunta di fibre a tali diete mitiga questi effetti riducendo l’aumento di peso, il grasso epatico, i trigliceridi, i livelli di colesterolo e aumentando la formazione di butirrato. 

Il probiotico produttore di butirrato Clostridium butyricum MIYAIRI 588 previene la progressione della NAFLD aumentando l’espressione di alcune proteine e fattori coinvolti nella funzione epatica. Il fattore di crescita dei fibroblasti 21 (FGF21), abbondante nel fegato, aiuta a ridurre l’accumulo di grassi, ed è noto essere down-regolato nella NAFLD e nell’obesità. Studi hanno dimostrato che il butirrato attiva FGF21 (inibendo l’espressione di HDAC3), e questo stimola l’ossidazione degli acidi grassi nel fegato.

Conclusioni

Lo studio evidenzia che il butirrato, prodotto nel colon da carboidrati fermentati dal microbioma intestinale, ha molteplici effetti benefici sulla salute umana e un elevato potenziale per usi clinicamente importanti nelle malattie del fegato. 

Continuare la ricerca in questo ambito, dunque, risulta cruciale per comprendere meglio il potenziale terapeutico degli SCFA e, in particolare, del butirrato.

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