Crusca di grano: il microbiota mostra la sua “fibra”

Un aspetto chiave nel mantenimento della salute gastrointestinale sta nel consumo di fibre alimentari. La fibra non solo accelera il transito intestinale, ma fornisce anche una varietà di substrati fermentabili al microbiota intestinale. La fermentazione dei polisaccaridi delle fibre aumenta la produzione da parte del microbiota degli acidi grassi a catena corta, incluso il butirrato. Quest’ultimo non rappresenta solo la principale fonte di energia per le mucose del colon, ma influenza anche i processi di differenziazione cellulare e ha dimostrato di esercitare effetti anti-infiammatori. Inoltre, la disponibilità di polisaccaridi facilmente fermentabili e derivati dalla fibra, riduce i processi di fermentazione proteolitica potenzialmente deleteria e limita l’erosione microbica dello strato di muco. Promuovendo la crescita e l’attività dei microrganismi commensali, il consumo di fibre alimentari riduce anche il rischio di invasione patogena, sia migliorando la resistenza alla colonizzazione sia diminuendo il pH locale.

La crusca di grano rappresenta uno dei principali fattori che contribuiscono al consumo quotidiano di fibre nelle diete occidentali. È stato dimostrato che componenti specifici della fibra di crusca come gli arabinoxilani inducono un effetto prebiotico nell’ecosistema microbico intestinale. Sebbene i prodotti finali del metabolismo dei batteri Bifidus siano principalmente limitati a lattato, acetato, formiato ed etanolo, il genere ha dimostrato di sostenere un’ampia gamma di commensali microbici intestinali attraverso interazioni incrociate. Quest’ultimo espanderebbe l’impatto metabolico della crescita stimolata del Bifidobatterio per includere l’aumento osservato della produzione di butirrato e gas. Date le sue presunte proprietà benefiche per la salute, il miglioramento della produzione di butirrato del colon è stato un obiettivo a lungo termine della ricerca prebiotica. Uno degli ultimi studi al riguardo è stato eseguito dal Laboratorio di Batteriologia Molecolare, Dipartimento di Microbiologia e Immunologia del Rega Institute, Belgio, dal team del Dr Kevin D’hoe.

Nello studio, il gruppo del dott. D’hoe ha notato una maggiore abbondanza di batteri Roseburia spp. dopo la fermentazione di crusca di grano tenero e aleurone. All’aleurone sono state precedentemente attribuite proprietà bifidogeniche. E’ stato dimostrato che la Roseburia è in grado di crescere su inulina, xilani e arabinoxilani, nonché su intermedi di degradazione del polisaccaride primario. Mentre l’aumentata abbondanza di questo batterio dopo l’incubazione di fibre solubili, faceva parte di una stimolazione più generalizzata della crescita batterica totale; l’effetto indotto da aleurone appariva più specifico per il taxon batterico stesso. I ricercatori dimostrano che il loro approccio potrebbe potenzialmente essere applicato per la stimolazione mirata dei batteri Clostridium cluster IVa, comprendente diversi produttori di butirrato del colon. In tutti gli esperimenti di incubazione tranne uno (con crusca di frumento grossolana), la fermentazione delle frazioni di crusca ha comportato una riduzione dei taxa di Proteobacteria rispetto alla pura cellulosa.

Mentre la loro diminuzione dell’abbondanza relativa potrebbe parzialmente derivare dagli effetti di composizione, il fenomeno mostra anche il potenziale delle frazioni di crusca raffinata di estendere la fermentazione a regioni intestinali più distali. Data la produzione di componenti potenzialmente deleteri derivanti dalla fermentazione proteolitica, quest’ultima è considerata una proprietà desiderabile di ingredienti alimentari funzionali destinati all’ecosistema dell’intestino. Gli effetti delle incubazioni di crusca di frumento ultrafine sulle abbondanze relative di Bilophila, hanno eguagliato in modo eccellente precedenti risultati in vivo riguardanti le proprietà prebiotiche dell’inulina. “La principale Bilofila intestinale isolata era la Bilophila wadsworthia, che è stata caratterizzata come un agente patogeno opportunista. Le fibre fermentabili presenti nelle frazioni di crusca di frumento studiate forniscono quindi al microbiota commensale un vantaggio competitivo, ostacolando l’insediamento di colonizzatori opportunisti”, spiega il dott. D’hoe. “In questa impostazione controllata dal pH, abbiamo osservato che la resistenza alla colonizzazione era indipendente dall’abbondanza batterica totale. Ancora non conosciamo il ruolo dei metaboliti batterici prodotti sulla fermentazione delle fibre in questo processo “.

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

Letteratura scientifica

D’hoe K et al. Front. Microbiol. 2018; 9(31):1-11.

De Filippis F et al. (2016) Gut 65, 1812–1821.

De Preter V et al. (2010) Mol. Nutr. Food Res. 54, 1791–1801.

Duncan SH et al. (2002) Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 52, 1615–20.

François IEJA et al. (2012) Br. J. Nutr. 108, 2229–2242.

Hamer HM et al. (2008) Aliment. Pharmacol. Ther. 27, 104–119.

Maki KC et al. (2012) Nutrition 28, 1115–1121.

Moens F et al. (2017) Int. J. Food Microbiol. 241, 225–236.

Mudgil D, Barak S. (2013) Int. J. Biol.Macromol. 61, 1–6.

Rivière A et al. (2014) Appl. Environ. Microbiol. 80, 204–217.

Vandeputte D et al. (2017) Gut 66, 1968–1974.

Vardakou M. et al. (2008) Int. J. Food Microbiol 123, 166–170.

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- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins 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 (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - 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 sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it