5 luglio 2022
I ricercatori hanno scoperto che nei topi quanto mangiavano e quando alteravano la natura del loro microbioma intestinale: troppo cibo troppo frequentemente provocava una salute microbica e metabolica peggiore.
Si stima che nell’intestino di ogni persona risiedano da 500 a 1.000 specie batteriche, forse 100.000 trilioni di microrganismi. In un nuovo articolo, pubblicato il 5 luglio 2022 su Cell Reports, i ricercatori della San Diego School of Medicine dell’Università della California hanno utilizzato modelli murini per esplorare come la dieta e l’alimentazione influenzano questi microbi intestinali e la salute degli ospiti, in particolare con l’obesità e diabete di tipo 2.
Sia nei topi che negli uomini, l’ileo è il tratto finale dell’intestino tenue, che si collega al cieco, la prima parte dell’intestino crasso. Nell’ileo, i nutrienti vengono estratti dal cibo liquefatto; nel cieco, che segna anche l’inizio del colon, inizia il processo di estrazione dell’acqua.
Entrambi i processi sono complessi, dinamici e profondamente influenzati da fattori che vanno dai tipi di alimenti consumati e quando, ai microbi residenti nell’intestino, la cui presenza e i cui comportamenti aiutano a dettare la digestione, l’assorbimento dei nutrienti, la sintesi vitaminica e lo sviluppo del sistema immunitario.
“È importante rendersi conto che il microbioma intestinale è in continua evoluzione, non solo in base a ciò che stiamo mangiando, ma anche in base all’ora del giorno”, ha affermato l’autore senior dello studio Amir Zarrinpar, MD, PhD, assistente professore di medicina presso l’UC San Diego School of Medicine e gastroenterologo presso la UC San Diego Health.
“La maggior parte dei ricercatori sta ottenendo istantanee di questo ambiente in costante mutamento, il che rende difficile capire cosa sta succedendo nell’intestino. Con questo studio, stiamo cercando di ottenere più istantanee durante il giorno, quasi come un film, per capire meglio come il cibo e il microbioma interagiscono per influenzare l’aumento di peso e il diabete.
“E quello che abbiamo imparato è che i cambiamenti ciclici nel microbioma intestinale sono piuttosto importanti per la salute poiché aiutano con l’orologio circadiano e, con ciò, la regolazione e il controllo di glucosio, colesterolo e acidi grassi – e la salute metabolica generale”.
Nel loro ultimo lavoro, Zarrinpar e colleghi chiariscono ulteriormente l’impatto e l’interazione di questi fattori, in particolare in termini di ileo e le sue funzioni uniche legate alla digestione e all’assorbimento. In particolare, hanno esaminato il modo in cui l’obesità indotta dalla dieta (DIO) e l’alimentazione a tempo limitato (TRF) alterano la composizione del microbioma ileale e il trascrittoma (la parte codificante le proteine del genoma di un organismo) nei modelli murini.
I ricercatori hanno scoperto che nei modelli murini, DIO e l’assenza di TRF (i topi potevano mangiare quanto volevano ogni volta che volevano) provocavano interruzioni dei ritmi del microbioma intestinale e delle vie di segnalazione che aiutano a modulare gli orologi intestinali. In altre parole, i topi sono diventati grassi e malsani.
“È interessante che la limitazione dell’accesso al cibo con la TFR agisca non solo attraverso il ripristino dei modelli colpiti dallo stato malsano, ma anche attraverso nuovi percorsi”, ha affermato la prima autrice Ana Carolina Dantas Machado, PhD, ricercatrice post-dottorato nel laboratorio di Zarrinpar.
“Questi risultati sottolineano l’influenza della dieta e dei modelli di alimentazione a tempo limitato nel mantenimento di un microbioma intestinale sano, che a sua volta modula i ritmi circadiani che governano la salute metabolica”, ha affermato Zarrinpar. “È una relazione molto complicata tra il microbioma e l’ospite, con il primo che aiuta a determinare il funzionamento gastrointestinale e la salute del secondo”.
Il loro lavoro, hanno affermato gli autori, può informare gli studi futuri, in particolare le indagini su come funziona l’intestino o su come i farmaci agiscono sulla funzione intestinale a seconda dello stato del microbioma in un particolare momento o momento della giornata.
I coautori includono: Steven D. Brown, Amulya Lingaraju, Vignesh Sivaganesh, Cameron Martino, Peng Zhao, Antonio F.M. Pinto, Max W. Chang, R. Alexander Richter, Alan R. Saltiel, Rob Knight e Satchidananda Panda, tutti alla UC San Diego; Amandine Chaix, Università dello Utah; e Alan Saghatelian, Salk Institute for Biological Studies.
Fonte:
Materials provided by University of California – San Diego. Original written by Scott LaFee.
Riferimenti:
- Ana Carolina Dantas Machado, Steven D. Brown, Amulya Lingaraju, Vignesh Sivaganesh, Cameron Martino, Amandine Chaix, Peng Zhao, Antonio F.M. Pinto, Max W. Chang, R. Alexander Richter, Alan Saghatelian, Alan R. Saltiel, Rob Knight, Satchidananda Panda, Amir Zarrinpar. Diet and feeding pattern modulate diurnal dynamics of the ileal microbiome and transcriptome. Cell Reports, 2022; 40 (1): 111008 DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111008
University of California – San Diego. “A rhythmic small intestinal microbiome prevents obesity and type 2 diabetes.” ScienceDaily. ScienceDaily, 5 July 2022. <www.sciencedaily.com/releases/2022/07/220705162154.htm>.