Agosto 12, 2021
Una dieta ricca di grassi interrompe la biologia del rivestimento interno dell’intestino e delle sue comunità microbiche e promuove la produzione di un metabolita che può contribuire alle malattie cardiache, secondo uno studio pubblicato il 13 agosto sulla rivista Science.
Le scoperte in modelli animali supportano un ruolo chiave per l’intestino e il microbiota nello sviluppo delle malattie cardiovascolari, ha affermato Mariana Byndloss, DVM, PhD, assistente professore di Patologia, Microbiologia e Immunologia presso il Vanderbilt University Medical Center.
L’intestino, ha osservato, è stato relativamente poco studiato dagli scienziati che cercano di capire l’impatto dell’obesità.
“Prima di COVID, l’obesità e la sindrome metabolica erano considerate la pandemia del 21° secolo. In questo momento, circa il 40% della popolazione degli Stati Uniti è obesa e si prevede che tale percentuale aumenterà”, ha affermato Byndloss. “La nostra ricerca ha rivelato un meccanismo precedentemente inesplorato su come la dieta e l’obesità possono aumentare il rischio di malattie cardiovascolari, influenzando la relazione tra il nostro intestino e i microbi che vivono nel nostro intestino”.
In studi precedenti, Byndloss e Andreas Bäumler, PhD, presso l’Università della California a Davis, hanno scoperto che le cellule epiteliali che rivestono l’intestino e i microbi intestinali condividono una relazione reciprocamente vantaggiosa che promuove un ambiente intestinale sano. Si sono chiesti se malattie come l’obesità influiscano su questa relazione.
I team di ricerca che hanno collaborato hanno scoperto che una dieta ricca di grassi provoca infiammazione e danneggia le cellule epiteliali intestinali nei modelli animali. La dieta ricca di grassi compromette la funzione dei mitocondri generatori di energia, ha spiegato Byndloss, inducendo le cellule intestinali a produrre più ossigeno e nitrati.
Questi fattori, a loro volta, stimolano la crescita di microbi dannosi delle Enterobacteriaceae, come E. coli, e stimolano la produzione batterica di un metabolita chiamato TMA (trimetilammina). Il fegato converte la TMA in TMAO (trimetilammina-N-ossido), che è stata implicata nella promozione dell’aterosclerosi e nell’aumento del rischio relativo di mortalità per tutte le cause nei pazienti.
“Era noto che l’esposizione a una dieta ricca di grassi causa disbiosi, uno squilibrio nel microbiota che favorisce i microbi dannosi, ma non sapevamo perché o come ciò stesse accadendo”, ha detto Byndloss. “Mostriamo un modo in cui la dieta colpisce direttamente l’ospite e promuove la crescita di microbi cattivi”.
I ricercatori hanno dimostrato che un farmaco attualmente approvato per il trattamento della malattia infiammatoria intestinale ha ripristinato la funzione delle cellule epiteliali intestinali e ha attenuato l’aumento del TMAO nei modelli animali. Il farmaco, chiamato acido 5-aminosalicilico, attiva la bioenergetica mitocondriale nell’epitelio intestinale.
“Questa è la prova che è possibile prevenire gli esiti negativi associati a una dieta ricca di grassi”, ha detto Byndloss. Un farmaco come l’acido 5-aminosalicilico potrebbe essere usato in combinazione con un probiotico per ripristinare un ambiente intestinale sano e aumentare i livelli di microbi benefici, ha aggiunto.
“Solo comprendendo appieno la relazione tra l’ospite – noi – e i microbi intestinali durante la salute e la malattia saremo in grado di progettare terapie che saranno efficaci nel controllare l’obesità e gli esiti associati all’obesità come le malattie cardiovascolari”.
Byndloss e il suo team hanno in programma di estendere i loro studi a modelli animali di malattie cardiovascolari. Stanno anche esplorando il ruolo della relazione ospite-microbo nello sviluppo di altre malattie, compreso il cancro del colon-retto.
La ricerca è stata supportata dalla V Foundation for Cancer Research, dall’American Cancer Society, dalla United States-Israel Binational Science Foundation, dall’USDA/NIFA, dalla Crohn’s and Colitis Foundation e dal National Institutes of Health (concessioni DK058404, CA236733, TR002243, AI0441780, AI096528 , AI112445, AI112949, AI146432, AI153069).
Fonte:
Materials provided by Vanderbilt University Medical Center. Original written by Leigh MacMillan. Note: Content may be edited for style and length.
Riferimenti:
- Woongjae Yoo, Jacob K. Zieba, Nora J. Foegeding, Teresa P. Torres, Catherine D. Shelton, Nicolas G. Shealy, Austin J. Byndloss, Stephanie A. Cevallos, Erik Gertz, Connor R. Tiffany, Julia D. Thomas, Yael Litvak, Henry Nguyen, Erin E. Olsan, Brian J. Bennett, Jeffrey C. Rathmell, Amy S. Major, Andreas J. Bäumler, Mariana X. Byndloss. High-fat diet–induced colonocyte dysfunction escalates microbiota-derived trimethylamine N-oxide. Science, 2021 DOI: 10.1126/science.aba3683
Vanderbilt University Medical Center. “Study reveals missing link between high-fat diet, microbiota and heart disease.” ScienceDaily. ScienceDaily, 12 August 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210812145052.htm>.