Home ALIMENTAZIONE & SALUTE Digiuno: il modo più naturale di aumentare gli antiossidanti e la salute...

Digiuno: il modo più naturale di aumentare gli antiossidanti e la salute corporea

Gli studi hanno dimostrato che il digiuno intermittente può aiutare alcune persone a perdere peso. Sebbene i ricercatori stiano ancora discutendo su quanto possa essere efficace il digiuno per la perdita di peso, la ricerca suggerisce altri benefici. In molti animali da laboratorio (ad esempio ratti), gli studi dimostrano che il digiuno può aumentare la longevità o durata della vita. Sebbene sia eccitante, la prova di ciò negli umani non è ancora stata vista. Uno studio di circa due anni fa pubblicato sulla rivista Scientific Reports, da scienziati dell’Istituto Okinawa di Scienza e Tecnologia dell’Università del Giappone, ha esaminato il suo impatto sul metabolismo. Comprendere i processi metabolici coinvolti, potrebbe far trovare dei modi per sfruttare i benefici del digiuno senza la necessità di rinunciare al cibo per periodi prolungati, qualcosa che la maggior parte degli esseri umani non gradisce. Usando la metabolomica o la misurazione dei metaboliti, i ricercatori hanno analizzato campioni di sangue intero a intervalli durante il periodo di digiuno in soggetti fatti digiunare per 58 ore.

Poiché il corpo umano ha il suo metabolismo base, ci sono una serie di cambiamenti metabolici distinti che si verificano nel digiuno. Normalmente, quando i carboidrati sono prontamente disponibili, il corpo li utilizzerà come combustibile. Ma una volta che se ne sono andati, sembra altrove per l’energia. I depositi di grasso iniziano quindi a essere mobilizzati ei trigliceridi subiscono una scissione per rilasciare glicerolo e acidi grassi. In un processo chiamato gluconeogenesi, il corpo ricava il glucosio da fonti diverse dai carboidrati, come il glicerolo stesso e gli amminoacidi. Solitamente dopo aver esaurito tutte le scorte di zuccheri, sono le riserve di grasso ad essere mobilitate in sequenza. Le ultime che vengono mobilitate, specie nel digiuno prolungato, sono le proteine. Oltre alla gluconeogenesi, l’evidenza ottenuta da siero o plasma suggerisce che lo stress del digiuno costringe il corpo umano a utilizzare vari metaboliti che derivano dall’acetil-CoA. come l’acetoacetato e il beta-idrossibutirrato come fonti di energia.  Queste sostanze vengono chiamate “corpi chetonici” e sono preferiti dal cervello.

Gli scienziati possono trovare prove di gluconeogenesi mediante valutazione dei livelli di alcuni metaboliti nel sangue, incluse le carnitine acilate, l’acido urico, la xantina, la nicotinammide e il butirrato. Come previsto, dopo il digiuno, i livelli di questi metaboliti erano presenti nel sangue dei partecipanti. Tuttavia, gli scienziati hanno anche identificato molti più cambiamenti metabolici, alcuni dei quali li hanno sorpresi. Ad esempio, hanno visto un marcato aumento dei prodotti del ciclo dell’acido citrico (alfa-chetoglutarato, malato, succinato). Il ciclo dell’acido citrico avviene nei mitocondri e la sua funzione è di liberare energia immagazzinata dalle molecole di glucosio. L’escursione osservata nei metaboliti associati a questo processo significa che i mitocondri, le centrali elettriche della cellula, vengono spinti in overdrive. Un altro risultato sorprendente è stato un aumento dei livelli di purine e pirimidine, che gli scienziati non avevano ancora legato al digiuno. Queste sostanze chimiche sono un segno di un cambiamento nell’espressione genica e della sintesi proteica.

Questo suggerisce che il digiuno fa sì che le cellule cambino il tipo e la quantità di proteine ​​di cui hanno bisogno per funzionare. Normalmente le purine e le pirimidine sono costituenti degli acidi nucleici (DNA, RNA), ma alcune di loro entrano nella sintesi di cofattori enzimatici vitali per il metabolismo intermedio (NAD, NADP, UDPG, CDP-Col, ecc.). Livelli più elevati di purine e pirimidine sono indizi che il corpo potrebbe aumentare i livelli di alcuni antiossidanti. Infatti, i ricercatori hanno notato aumenti sostanziali di alcuni antiossidanti, quali ergotioneina e carnosina. In uno studio precedente, lo stesso team di ricercatori ha dimostrato che, con l’avanzare dell’età, un numero di metaboliti diminuisce. Questi metaboliti includono leucina, isoleucina e acido oftalmico. L’acido oftalmico è un derivato del glutatione (il maggiore antiossidante cellulare); si chiama così perché è abbondante nel tessuto oculare. Nel loro ultimo studio, hanno dimostrato che il digiuno ha potenziato questi tre metaboliti. Spiegano che questo potrebbe aiutare a spiegare come il digiuno prolunghi la durata della vita nei ratti.

In tutti e quattro i soggetti, i ricercatori hanno identificato 44 metaboliti che sono aumentati durante il digiuno, alcuni dei quali aumentati di 60 volte. Di questi 44, gli scienziati ne avevano collegati prima solo 14 al digiuno. Perciò il digiuno sembra provocare uno stato metabolicamente molto più attivo di quanto realizzato in precedenza. Gli scienziati ritengono che un aumento degli antiossidanti potrebbe essere una risposta alla sopravvivenza; durante la fame, il nostro corpo può sperimentare alti livelli di stress ossidativo. Producendo antiossidanti, potrebbe aiutare ad evitare alcuni dei potenziali danni causati dai radicali liberi. A questo di aggiunge che quest’anno il team ha scoperto che alcuni dei potenziali metaboliti che variano col digiuno, si compostano essi stessi da segnali metabolici simili ad un ormone. Butirrato, succinato, lo stesso citrato e alcuni composti azotati possiedono recettori di superficie sulle cellule, questo è provato da almeno un decennio. E questi stessi recettori hanno una profonda influenza non solo sul metabolismo, ma anche sul sistema nervoso ed immunitario.

Non si comprende come il potenziamento della vista (induzione di antiossidanti) possa contribuire alle risposte biologiche dettate dal digiuno. Potrebbero essere implicati processi evolutivi non ancora compresi dagli scienziati. Che il digiuno, però, potenzi le difese antiossidanti è noto da molto tempo. Si iniziò negli anni 80-90 con la deprivazione dei nutrienti nel lievito di birra (Saccharomyces cerevisiae) e nel verme planaria (Caenorhabditis elegans), nei quali la deprivazione di glucosio e nutrienti induceva variazioni dell’espressione genica e un ritardo della senescenza cellulare. Studi successivi dimostrarono che il processo dipendeva dall’attivazione di proteine chiamate sirtuine (SIRTs), una famiglia di enzimi che può operare con due diverse attività: istone deacetilasi e ADP-ribosio trasferasi. Nel primo caso, alcune sirtuine modificano gli istoni associati al DNA in modo da mettere a tacere l’espressione genica; nel secondo, altre sirtuine usano il loro cofattore enzimatico NAD+ per modificare covalentemente svariate proteine bersaglio.

Quest’ultima tipologia di attività si riscontra sia a livello del nucleo cellulare che nei mitocondri, le maggiori sorgenti di stress ossidativo. In collegamento allo stress ossidativo, il digiuno può indurre delle risposte similari a quelle di un forte evento di questo tipo, ma senza il danno biologico ad esso associato. Uno studio congiunto delle Università di Tor Vergata e Federico II, ha recentemente visto che il digiuno innesca risposte antiossidanti difensive nel muscolo scheletrico. Tra i geni analizzati, i ricercatori hanno trovato l’induzione di alcuni geni target del fattore di trascrizione Nrf2. Fra quelli maggiormente influenzati, ve ne erano coinvolti nella biosintesi e nel riciclaggio del GSH (gGCS, GPX-4), nonché nel metabolismo dell’eme (HO-1), e altri implicati nelle prestazioni mitocondriali (Ucp3) e lo scavenging dei radicali liberi (catalasi). A digiuno, è stato riscontrato un aumento significativo del contenuto enzimatico Gpx4 in concomitanza con la riduzione dei livelli di malonil-aldeide (MDA), suggerendo che Gpx4 è attivamente coinvolto nell’eliminazione dei perossidi lipidici nel muscolo scheletrico.

Tutti questi eventi sono attivabili da una semplice riduzione (30%) dell’introito calorico (specie i carboidrati) giornaliero. Esistono poi molecole naturali che possono attivare le sirtuine e le risposte mediate dal fattore Nrf-2. I polifenoli (resveratrolo, buteina) e i flavonoidi naturali (quercitina, morina, antocianine) abbondanti nelle verdure e nella frutta colorata, sono dei naturali attivatori di queste proteine. Questo giustifica dal punto di vista meccanicistico il consumare almeno tre porzioni di frutta e verdura ogni giorno a tavola. In conclusione, anche se ci vorrà del tempo prima che possiamo raccogliere i benefici del digiuno senza lo sforzo fisico che scoraggia molti, le scoperte attuali forniscono ulteriori prove dei suoi benefici per la salute.

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

Pubblicazioni scientifiche

Lettieri-Barbato D et al. Int J Mol Sci. 2020; 21(20):7780.

Kondoh H et al. Open Biology 2020 Sep; 10(9):200176. 

Yang Y et al. Genes Dev. 2020 May 1; 34(9-10):688-700.

Teruya T et al. Scientific Rep. 2019 Jan 29; 9(1):854.

Rosqvist F et al. Am J Clin Nutr. 2019; 109(2):260-268.

Marron MM, Miljkovic I et al. Metabolism 2019; 94:28-38.

Antoni F et al. Proc Nutr Soc. 2017 Aug; 76(3):361-368.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency 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. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - 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

ARTICOLI PIU' LETTI