Prebiotici, microbiota e salute

I prebiotici sono un tipo particolare di fibra alimentare, fonti di carbonio per la crescita e lo sviluppo del microbiota intestinale, l’enorme popolazione di batteri che vive nel nostro apparato digerente, in particolar modo di specie ritenute benefiche. Si tratta quindi di sostanze in grado di indurre delle modifiche nella composizione del microbiota, con effetti sulla nostra salute che sono al centro di un gran numero di studi.

La più recente definizione di prebiotico, frutto di anni di lavoro, indica che si tratta di:

un composto non digeribile che, attraverso la metabolizzazione da parte del microbiota intestinale, ne modula la composizione e/o l’attività, apportando così un effetto fisiologico positivo all’organismo ospite.

In pratica tutti i prebiotici appartengono al grande gruppo delle fibre alimentari, ma presentano delle caratteristiche particolari che li rendono una categoria a se stante. Tre i requisiti fondamentali:

• sono in grado di resistere indenni agli acidi gastrici, non vengono digeriti dagli enzimi gastrici ed intestinali e non sono assorbiti a livello del tenue;
• sono fermentati dal microbiota intestinale;
• stimolano in maniera selettiva la crescita o l’attività di specie batteriche associate ad una condizione di salute e benessere.

Quando i prebiotici vengono utilizzati come ingredienti per la preparazione di cibi o integratori è essenziale che non siano modificati o degradati durante i processi di preparazione, in modo da rimanere disponibili per i processi metabolici batterici a livello intestinale.

Lo studio dei prebiotici e del loro effetto sulla salute è estremamente complesso, riflesso del complesso rapporto che lega il microbiota intestinale al proprio ospite; negli ultimi anni i lavori sul tema si sono moltiplicati visto anche il grande interesse a livello commerciale per queste particolari sostanze, tanto che anche WHO, FDA, FAO e EFSA hanno pubblicato definizioni e regolamenti per la promozione e la commercializzazione di questi composti. [1, 2, 3]

I legumi sono alimenti molto ricchi di prebiotici, in particolar modo GOS

Esistono diverse categorie di prebiotici e alcune di queste hanno mostrato di avere effetti positivi per la salute.

Sono polimeri del fruttosio, conosciuti anche come fruttani, e si trovano in un gran numero di vegetali, da cereali come il grano, il farro e l’orzo, a ortaggi come la cipolla, l’aglio e tutte le liliacee in generali, i carciofi, gli asparagi e la cicoria. Tutti questi composti promuovono la crescita di bifidobatteri, con effetti diversi a seconda della lunghezza della catena.

Sono composti presenti nelle pareti cellulari dell’endosperma di alcuni cereali, in particolar modo orzo e avena, funghi e alghe. Il loro effetto sul microbiota dipende dalla loro struttura che presenta notevoli variazioni a seconda del vegetale di provenienza.

Galatto-oligosaccaridi, sono polimeri costituiti da galattosio e glucosio, presenti soprattutto nei legumi, fagioli, lenticchie, ceci, piselli e fave, e nel latte, quello umano in particolare. Anche in questo caso l’effetto sul microbiota, in particolar modo  Bifidobacteria e Lactobacilli, dipende da purezza, grado di polimerizzazione e dose assunta.

Si tratta di miscele di polimeri del glucosio a catena molto corta, ottenuti per idrolisi di amido, in genere di mais, con vari enzimi: i componenti principali sono isomaltosio, isomaltotriosio e panosio. È uno dei prebiotici meglio tollerati dagli adulti, che possono assumerne dosi prossime ai 30 grammi giornalieri senza effetti collaterali.

Si tratta di un polimero formato da galattosio e mannosio estratto da una leguminosa, Cyamopsis tetragonolobus, tipica del subcontinente indiano. Il polimero forma una sospensione viscosa in grado di modulare l’assorbimento intestinale di grassi e proteine. È ampiamente utilizzato come additivo nell’industria alimentare e in etichetta è indicato con la sigla E412.

L’amido resistente è in grado di resistere all’azione degli enzimi digestivi e può essere fermentato da diverse specie batteriche presenti nell’intestino. Può essere incluso in granuli non accessibili all’azione di enzimi, come avviene per orzo e avena non macinati, o può formarsi per retrogradazione  ossia in seguito a cristallizzazione di amido precedentemente riscaldato.
Le maltrodestrine sono polimeri complessi del glucosio ottenute attraverso processi industriali di vario tipo: la materia prima di solito è l’amido di mais, frumento, avena, riso o patata.

Un disaccaride composto da fruttosio e galattosio, ottenuto commercialmente per isomerizzazione del lattosio, si forma in quantità apprezzabili in seguito al riscaldamento del latte ad alte temperature. Favorisce crescita e sviluppo dei lattobacilli, è ampiamente utilizzato anche come lassativo per la sua capacità di richiamare acqua nel lume intestinale.

Sono polimeri dello xilosio, uno zucchero a cinque atomi di carbonio, ottenuti dagli xilani presente nella parete cellulare vegetale. Favoriscono crescita e sviluppo di bifidobatteri e lattobacilli, anche in dosi relativamente ridotte, da 1 a 4 grammi al giorno. Sono particolarmente popolari in Giappone, primo paese del mondo per produzione e consumo.

I prebiotici naturalmente presenti in certi alimenti, aggiunti durante la produzione o utilizzati come integratori, raggiungono il colon senza esser stati digeriti dagli enzimi gastrici ed intestinali e proprio nel colon diventano il substrato — la materia prima — utilizzato da diverse tra le centinaia di specie batteriche che costituiscono il microbiota intestinale.

Si ritiene che fornendo composti che soltanto alcune specie batteriche possono utilizzare si possa modulare in una certa misura la composizione del microbiota, composizione che ha un impatto importante per la nostra salute.

La struttura molecolare dei probiotici, la lunghezza delle catene, il tipo di legami presenti, determina quale microorganismo è in grado di utilizzarli e quindi, in definitiva, gli effetti fisiologici di questi composti.

Le specie che maggiormente beneficiano della presenza di prebiotici nella dieta sono sopratutto quelle appartenenti al genere Lactobacillus e Bifidobacterium. I lattobacilli sono importanti per la digestione del lattosio, particolarmente in soggetti intolleranti al disaccaride, possono contribuire alla regolazione del transito intestinale e alleviare i sintomi della Sindrome del colon irritabile. I bifidobatteri sono associati negativamente a sovrappeso e obesità che paiono esser favoriti dalla loro riduzione, così come processi infiammatori a carico dell’intestino.

Allo stato attuale delle conoscenze si ritiene che l’effetto benefico dei prebiotici possa essere dovuto a diversi meccanismi:

• la fermentazione dei prebiotici da parte di specifici microorganismi aumenta la produzione di acidi grassi a catena corta come l’acido butirrico, essenziali per il benessere della mucosa intestinale e in grado di modulare diversi processi metabolici che avvengono nel fegato, sopratutto a carico dei lipidi;
• l’acido butirrico prodotti dalla fermentazione dei prebiotici è un modulatore dei processi che regolano la trascrizione di specifici geni a livello delle cellule della mucosa intestinale;
• i prebiotici possono modulare la produzione di mucina, una glicoproteina prodotta dalle cellule della mucosa che forma una sorta di rivestimento protettivo dell’epitelio intestinale;
• i FOS ealtri prebiotici possono stimolare produzione e rilascio di linfociti e leucociti da parte del tessuto linfoide associato all’intestino (GALT), responsabile della protezione della mucosa intestinale dagli attacchi di agenti patogeni;
• i prebiotici stimolano produzione e rilascio id IgA da parte del GALT, con spiccata azione antinfiammatoria.

Indipendentemente dagli specifici meccanismi, diversi studi hanno mostrato che i prebiotici possono contribuire al mantenimento di un buono stato di salute e alla prevenzione di alcune patologie:

• I prodotti della fermentazione dei prebiotici presentano un’azione protettiva nei confronti del cancro del colon-retto, una delle più diffuse forme di tumore maligno a livello mondiale;
• Alcuni studi hanno mostrato che FOS e GOS possono contribuire a migliorare le condizioni di soggetti affetti dal morbo di Crohn, tuttavia alcuni lavori hanno dato invece esito negativo, per cui l’utilizzo di queste sostanze nel trattamento di malattie infiammatorie intestinali necessita di ulteriore approfondimento;
• Il consumo regolare di prebiotici può migliorare la funzione immunitaria, grazie all’aumento della popolazione di specie in grado di inibire la crescita di patogeni e all’aumentata produzione di citochine;
• Una popolazione sana di Bifidobacteria eLactobacilli può proteggere dallo sviluppo di allergie che sono invece favorite dalla colonizzazione dell’intestino da parte di specie patogene e da una ridotta diversità del microbiota;
• In alcuni studi la somministrazione di prebiotici ha contribuito all’aumento dell’assorbimento intestinale di alcuni minerali, in particolar modo calcio: i risultati tuttavia sono assai variabili e probabilmente dipendono da una miriade di fattori diversi, tra cui età e peculiarità fisiologiche dei soggetti studiati;
• Un ridotto consumo di prebiotici è associato ad un aumento dei processi di metabolizzazione delle proteine presenti nel lume intestinale, con produzione di sostanze potenzialmente dannose come amine, ammoniaca e vari composti fenolici. Il consumo di lattulosio, inulina e amidi resistenti porta ad una netta riduzione della produzione e dell’escrezione di questi composti;
• Il consumo di prebiotici porta ad una riduzione della presenza di specie patogene come alcune specie di Salmonella, E. coli e Campylobacter;
• Il consumo di prebiotici premette di mantenere una mucosa intestinale sana ed efficiente, protezione essenziale contro fattori ambientali e microorganismi patogeni. La salute della barriera intestinale dipende anche dalla disponibilità degli acidi grassi a catena corta prodotti dal microbiota per fermentazione dei prebiotici: quando la barriera si altera è possibile che alcuni antigeni tipici della parete cellulare batterica possano arrivare in circolo, contribuendo allo sviluppo di processi infiammatori che si ritiene abbiano un ruolo importante nello sviluppo di patologie metaboliche;
• L’intestino è connesso al sistema nervoso centrale tramite quello che viene definito asse intestino-cervello. Secondo alcuni studi la somministrazione di prebiotici e un microbiota in buone condizioni possono contribuire a mantenere in equilibrio questo asse, mentre l’alterazione pare essere connessa ad un aumento dello stress, una riduzione delle capacità di memoria e attenzione e alterazioni più o meno importanti dell’umore. Alcuni lavori mostrano che soggetti autistici presentano alterazioni del microbiota in oltre il 70% dei casi, contro il 9% della popolazione non affetta: sono in corso studi per capire se l’utilizzo di probiotici possa in qualche modo contribuire ad alleviare i sintomi della patologia;
• Alcuni lavori mostrano anche un potenziale legame tra consumo di prebiotici e ridotta incidenza di patologie cardiovascolari. Tra gli effetti indiretti ipotizzabili una apprezzabile riduzione dei livelli di trigliceridi, senza variazioni rilevanti dei livelli di colesterolo.

Consumare prebiotici fa bene quindi, un prezioso aiuto per mantenere felice il nostro microbiota e, come amo dire, se vi prendete cura del vostro microbiota il vostro microbiota si prenderà cura di voi.

Prima di ricorrere al consumo di integratori o cibi funzionali è bene però intervenire direttamente sulle proprie abitudini alimentari. I prebiotici sono presenti in un grandissimo numero di alimenti di origine vegetale e semplicemente aumentando il proprio consumo di cereali integrali, legumi, verdura e frutta vi fornirà un importante apporto di queste sostanze che latitano invece in prodotti trasformati e lavorati e, ovviamente, in tutti i cibi di origine animale, ad eccezione del latte.

L’integrazione può essere indicata o addirittura necessaria in casi specifici ma è compito di un professionista della nutrizione indicarvi quali siano i prodotti indicati e le modalità di assunzione. [4, 5, 6, 7, 8, 9]

I carciofi sono particolarmente ricchi di inulina, un polimenro del fruttosio in grado di favorire crescita e sviluppo dei bifidobatteri

I prebiotici sono una cosa meravigliosa ma per alcuni individui, quelli che presentano una particolare sensibilità ai FODMAP, un consumo importante di questi composti può contribuire all’insorgenza dei sintomi tipici della Sindrome del colon irritabile: gonfiori,  dolori addominali e alterazioni del transito intestinale.

La maggior parte dei prebiotici ricade infatti nella categoria dei FODMAP, molecole di piccole dimensioni, in grado di richiamare acqua nel lume intestinale, avidamente fermentati da alcune specie batteriche intestinali.

Soltanto in questi soggetti, dopo che il medico abbia escluso la presenza di patologie infiammatorie intestinali, celiachia o altre malattie che possono dare sintomi simili, è possibile seguire una dieta a ridotto contenuto di FODMAP che può contribuire in maniera apprezzabile ad alleviare i sintomi riportati.

Si tratta di una dieta caratterizzata da una fase di esclusione di specifici alimenti, seguita da una fase di reinserimento e, come tutte le diete di questo tipo, deve essere seguita da professionisti preparati che possano dare le indicazioni corrette affinché l’intervento dietetico sia produttivo e non finisca per causare problemi maggiori di quelli che si intende risolvere.