Polifenoli e metabolismo dei lipidi: il ruolo del microbiota intestinale

I polifenoli sono in grado di regolare il metabolismo dei lipidi e, pertanto, potrebbero avere un ruolo significativo nelle strategie di prevenzione e trattamento dell'obesità.

Pubblicato il
, diSusanna Trave

L’obesità è diventata un problema sanitario sempre più sentito in tutto il mondo. Recenti evidenze indicano che i polifenoli sono coinvolti nella regolazione del metabolismo dei lipidi con meccanismi che, almeno in parte, possono essere associati al microbiota intestinale. Molto del meccanismo rimane però da chiarire

Vari fattori possono alterare il metabolismo dei grassi, come le abitudini alimentari, l’esercizio fisico e il microbiota intestinale. Recenti studi hanno messo in evidenza che i polifenoli sono in grado di regolare il metabolismo dei lipidi e, pertanto, potrebbero avere un ruolo significativo nelle strategie di prevenzione e trattamento dell’obesità.

Per chiarire quale sia la relazione tra polifenoli alimentari e metabolismo lipidico e il rapporto che hanno queste sostanze con il microbiota intestinale Jie Ma e colleghi, dell’Università di Hunan, in Cina, hanno condotto una revisione in pubblicazione su Animal Nutrition.

I benefici dei polifenoli

Analizzando i benefici metabolici dell’assunzione di polifenoli (flavonoidi, stilbeni quali il resveratrolo, acidifenolici e lignani) con la dieta è emerso che: 

  • i flavonoidi in numerosi trial clinici su animali e nell’uomo hanno confermato un ruolo nel metabolismo lipidico e nella prevenzione delle malattie metaboliche. Per esempio:

– in modelli murini la baicalina ha accelerato l’ossidazione dei lipidi e prevenuto l’obesità indotta dalla dieta

– iniezioni intraperitoneali di lichocalcone A hanno migliorato il proifilo lipidico (trigliceridi, LDL e acidi grassi liberi) in topi obesi

– flavonoidi assunti con la dieta aumentano l’attività degli enzimi sierici antiossidanti e riducono gli indici pro-infiammatori

  • gli stilbeni (resveratrolo) hanno mostrato effetti anti-obesità, metabolici e effetti sull’omeostasi glucidica

– il resveratrolo ha ridotto i livelli di TMAO (trimetilamino-N-ossido), un marcatore precoce di disfunzione adiposa invertendo le concentrazioni di Lactococcus, Clostridium XI, Oscillibacter e Hydrogenoanaerobacterium nei topi obesi

– il trapianto di microrganismi/resveratrolo in topi alimentati con dieta ad alto tenore di grassi promuove lo sviluppo di adipociti bruni nel tessuto adiposo bianco e migliora il metabolismo lipidico

  • gli acidi fenolici orali hanno invertito l’aumento del peso corporeo e migliorato il profilo di trigliceridi, colesterolo, HDL, LDL e VLDL, in topi alimentati con una dieta ad alto contenuto di fruttosio; il meccanismo potrebbe essere associato a ormoni quali insulina, leptina e adiponectina

– l’acido dansenolico regola l’obesità e le malattie metaboliche correlate riducendo l’espressione dei geni del fegato (cioè, proteina legante l’elemento regolatorio degli steroli 1 (SREBP1), sintasi degli acidi grassi (FAS), stearil coenzima A desaturasi 1 (SCD1) 

– l’acido ferulico ha migliorato l’omeostasi di glucosio e lipidi in topi obesi alimentati con alto contenuto di grassi inibendo la gluconeogenesi epatica attraverso la fosfoenolpiruvato carbossilasi (PEPCK) e la glucosio-6- fosfatasi (G6Pasi)

  • I lignani limitano, nei topi alimentati con dieta ricca di fruttosio, l’aumento di peso e grasso e abbassano i lipidi sierici, colesterolo e  trigliceridi, con meccanismo che potrebbe essere correlato all’aumento di geni chiave coinvolti nell’ossidazione degli acidi grassi; ulteriori ricerche hanno confermato che l’effetto anti-iperlipidemico dei lignani si ottiene down-regolando il recettore X del fegato.

Nonostante queste evidenze, a causa della bassa biodisponibilità dei polifenoli, una nuova visione del loro meccanismo d’azione sottolinea che per influenzare il metabolismo dei grassi dell’ospite essi debbano interagire con i microbi intestinali. 

Infatti i polifenoli non sono assorbiti, se non in minima parte, nell’intestino tenue e pertanto raggiungono inalterati il colon in una quota che varia tra il 90% e il 95%. Qui vengono trasformati in prodotti bioattivi dal microbiota intestinale

Microbiota intestinale e polifenoli 

Ulteriori studi hanno evidenziato una correlazione biunivoca tra microbiota intestinale e polifenoli: i polifenoli influenzano la composizione del microbiota alterando Firmicutes, Bacteroidetes e Actinobacteria, mentre il microbiota intestinale migliora la biodisponibilità dei polifenoli e promuove la produzione di metaboliti, inclusi gli acidi biliari e gli acidi grassi a catena corta, che regolano l’omeostasi lipidica.

Questi in sintesi i risultati:

– l’estratto di semi d’uva ha influenzato le composizioni del microbiota aumentando le abbondanze relative di Lachnospiraceae, Clostridales non classificati, Lactobacillus e Ruminococcacceae

– Il resveratrolo ha modificato i microbi intestinali nei topi obesi riducendo le abbondanze relative di Turicibacteraceae, Moryella, Lachnospiraceae e Akkermansia e aumentando quelle di Bacteroides e Parabacteroides.  

– in vitro i polifenoli hanno agito come prebiotici promuovendo la crescita di batteri benefici come Lactobacillus spp. e Bifidobatterio spp. 

– in vivo i polifenoli della prugna hanno ridotto il peso corporeo nei topi obesi alterando la loro struttura microbica intestinale aumentando Faecalibacterium spp., Lactobacillus spp. e Bacteroides spp. 

Di contro è stato dimostrato che catechine, resveratrolo, curcumina e antociani subiscono vari processi enzimatici da parte del microbiota dell’ospite venendo trasformati in metaboliti più piccoli ai quali si devono molte delle loro attività: inibizione della crescita e della differenziazione degli adipociti, aumento della termogenesi, riduzione dell’infiammazione per inibizione della ciclossigenasi e della chinone riduttasi 2 (resveratrolo) l’inibizione della proteina 1 chemiotattica dei monociti dagli adipociti 3T3-L1 e la down-regolazione dei fattori di trascrizione infiammatori NF-kB e della proteina attivatrice-1 (curcumina), azione antiossidante, inibizione della lipogenesi, stimolo dell’omeostasi energetica, miglioramento della resistenza all’insulina

Ecco quanto emerso:

– tra le catechine, epigallocatechina-3-gallato (EGCG) viene idrolizzato in EGC e acido gallico nella prima fase del metabolismo, con la partecipazione di alcuni batteri tra cui Enterobacter aerogenes, Raoultella planticola, Klebsiella pneumoniae susp. pneumoniae, Bifidobacterium longum subsp. infantis, Clostridium orbiscindens e Eubacterium ramulus

– Il resveratrolo viene metabolizzato dai microbi intestinali nel grande intestino per generare diidroresveratrolo, 3,40-diidrossi-trans-stibene e lunularina, quest’ultima positivamente associata a una maggiore abbondanza di Bacteroidetes, Actinobacteria, Verrucomicrobia, Cyanobacteria e una minore abbondanza di Firmicutes

– la curcumina è generalmente metabolizzata nel colon da diversi microbi come Escherichia coli, Blautia sp. (mrg-pmf1), Bifidobacterium, Lactobacillus, Pichia anomala e Bacillus megaterium dcmb-002 

– la maggior parte degli antociani può raggiungere il colon e subire vari processi enzimatici da parte del microbiota associato a E. ramulus e Clostridium saccharogumia

Conclusioni

Tutti questi riscontri indicano che, nonostante negli ultimi anni siano stati compiuti notevoli progressi nella comprensione dei polifenoli alimentari e del metabolismo dei lipidi, esistono ancora importanti aspetti da chiarire. Ad esempio, in che modo i polifenoli modellano il microbiota e in che modo il microbiota agisce ulteriormente sul metabolismo dei lipidi. Inoltre, polifenoli differenti hanno meccanismi specifici che andrebbero indagati insieme con i loro effetti nella clinica per poter guidare la compilazione di linee guida dietetiche efficaci nel controllo l’obesità.

Reference

Jie Ma, Yongmin Zheng  et Al. Dietary polyphenols in lipid metabolism: A role of gut microbiome. Animal Nutrition 6(2020); 404-409

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