Microbiota: come l’esercizio fisico modella l’intestino

Microbiota: come l'esercizio fisico lo modella

È noto che ciò che mangiamo condiziona i microbi che vivono nel nostro intestino, noto collettivamente come il microbiota intestinale. Secondo due nuovi studi, tuttavia, l’esercizio ha lo stesso effetto. In esperimenti con topi e umani, i ricercatori hanno scoperto che l’attività fisica, indipendentemente dalla dieta, altera la composizione del microbiota aumentando la produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA) che sono benefici per la salute. Secondo Jeffrey Woods, professore di Kinesiologia e Salute Comunitaria presso l’Università dell’Illinois e capo-ricerca di due studi consecutivi, la ricerca del suo team è la prima a dimostrare che la diversità dei batteri intestinali può essere modificata unicamente attraverso l’esercizio fisico.

Il primo studio, che ha studiato gli effetti dell’attività fisica sul microbiota intestinale dei topi, è stato pubblicato sulla rivista Gut Microbes. Questo studio includeva tre gruppi di topi: un gruppo di topi era sedentario, l’altro gruppo aveva accesso a una ruota in esecuzione (il gruppo di esercizi), mentre il gruppo rimanente era sedentario e privo di germi, il che significa che non possedevano alcun microbiota intestinale dovuto essere allevato in un ambiente sterile. I ricercatori hanno prelevato materiale fecale sia dall’esercizio che dai gruppi sedentari e lo hanno trapiantato nei due punti dei topi privi di germi. Come risultato del trapianto fecale, i topi precedentemente privi di germi hanno sviluppato un microbiota intestinale con una composizione paragonabile ai loro gruppi di donatori. È interessante notare che i topi privi di germi che hanno ricevuto materiale fecale dal gruppo esercizio hanno livelli più elevati di microbi intestinali che producono molto butirrato, un SCFA noto per ridurre l’infiammazione e promuovere la salute dell’intestino. Inoltre, quando a questi topi è stata somministrata una sostanza chimica che scatena la colite, i ricercatori hanno assistito a una sorprendente riduzione dell’infiammazione e ad un aumento delle molecole rigenerative che promuovono un recupero cellulare più rapido.

Il secondo rapporto, pubblicato sulla rivista Medicine & Science in Sports & Exercise, ha avuto lo scopo di comprovare i dati sull’uomo. La coorte studiata comprendeva 32 adulti sedentari, di cui 18 erano magri e 14 erano obesi. I partecipanti hanno preso parte a un programma di esercizio supervisionato, che ha comportato 30-60 minuti di esercizio di resistenza, 3 giorni a settimana, per un totale di 6 settimane. Una volta cessato il programma di esercizi di 6 settimane, è stato chiesto ai soggetti di tornare al comportamento sedentario per 6 settimane. Campioni fecali sono stati ottenuti da ciascun partecipante prima e dopo il programma di allenamento, e prima e dopo il periodo sedentario di 6 settimane. Durante tutto il periodo di studio, i soggetti hanno continuato con le loro diete abituali.

I ricercatori hanno scoperto che tutti i partecipanti hanno riscontrato un aumento dei livelli di SCFA, in particolare del butirrato, dopo il programma di allenamento di 6 settimane, ma questi livelli sono diminuiti quando i soggetti sono tornati a comportamenti sedentari. Con l’aiuto di alcuni test genetici, i ricercatori hanno scoperto che l’aumento dei livelli di SCFA correlato con alterazioni nei livelli di microbi intestinali che producono SCFA, tra cui butirrato. I soggetti magri hanno visto i maggiori aumenti dei microbi intestinali che producono SCFA dopo l’esercizio, riferisce il team, osservando che i loro livelli erano molto più bassi al basale. I soggetti obesi hanno sperimentato modesti aumenti dei microbi intestinali che producono SCFA. Nel complesso, i ricercatori ritengono che i risultati di entrambi gli studi forniscano prove certe che l’esercizio da solo, indipendentemente dalla dieta, può alterare la composizione dei batteri intestinali.

Le ultime novità in fatto di microbiota, infine, vengono dalle connessioni che dei gruppi di ricercatori hanno fatto fra flora intestinale e salute muscolare. Sebbene le cause precise della sarcopenia primaria non siano ancora identificabili, alterazioni significative dei parametri metabolici endocrini, come il basso fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1) o i livelli di testosterone libero, si verificano spesso in pazienti sarcopenici. L’infiammazione sub-clinica cronica e la resistenza all‘insulina hanno anche ruoli chiave nel promuovere la resistenza anabolica nelle cellule muscolari. Questa promuove anche l’infiltrazione adiposa nel muscolo, che contribuisce a ridurre la funzionalità muscolare.

La malnutrizione e la sarcopenia spesso si sovrappongono nei pazienti più anziani, sicchè uno dei pilastri della prevenzione e del trattamento della sarcopenia è un’alimentazione adeguata. La prescrizione di un’appropriata assunzione di proteine, vitamina D, sostanze nutritive antiossidanti e acidi grassi polinsaturi a catena lunga è stata particolarmente sottolineata in questo campo, poiché questi nutrienti sono in grado di contrastare la resistenza anabolica, promuovere la sintesi proteica e modulare l’infiammazione. L’apporto proteico raccomandato per le persone anziane con malnutrizione o sarcopenia è ancora più alto (1,2-1,5 g/kg/die) rispetto a quello di soggetti sani-attivi (1,0 g/kg/die), al fine di soddisfare l’aumento del fabbisogno energetico e superare la perdita di massa magra.

L’altro pilastro della prevenzione e del trattamento della sarcopenia è l’esercizio fisico. Come tale, quasi tutti gli studi clinici hanno dimostrato gli effetti positivi dell’esercizio per quanto riguarda la prevenzione della sarcopenia. Dopo i 65 anni, la resilienza del microbiota intestinale è generalmente ridotta, così che la sua composizione complessiva è più vulnerabile ai cambiamenti dello stile di vita, ai trattamenti farmacologici come antibiotici e malattie. È interessante notare che gli studi che hanno valutano il microbiota fecale di centenari e supercentenari sani, hanno dimostrato che la sua composizione di base include un’ampia rappresentazione di taxa, come Faecalibacterium prausnitzii, Eggerthella, Anaerotruncus, Bilophila, Akkermansia e Butricricas, tutte specie rappresentate nei giovani adulti.

Queste specie rilasciano metaboliti che migliorano il mantenimento osseo e muscolare, come il butirrato stesso, la betaina e l’aminoacido triptofano. Quest’ultimo è in grado di mantenere la massa muscolare attivando la sintesi proteica. La loro concentrazione nell’intestino è maggiore tra atleti che praticano rugby, ciclismo e cardiofitness. Gli atleti di rugby infatti mostrano una biodiversità significativamente più alta del microbiota e una maggiore rappresentanza di 22 taxa (specie) distinti rispetto ai controlli. La rappresentazione di questi taxa nei campioni di feci è anche correlata con l’assunzione di proteine alimentari, confermando ancora una volta il legame stretto tra i nutrienti e l’esercizio fisico nella rimodellare la composizione del microbiota. 

Allora, ci sono ancora dubbi sul proverbio “mens sana in corpore sano?

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, Medico specialista in Biochimica Clinica

Letteratura scientifica

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Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 687 Articoli
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998. Specialista in Biochimica Clinica nel 2002. Dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hiopkins University, dal 2004 al 2008. Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata. Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sul sito salutesicilia.com.