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Beta-glucani in aiuto al Crohn: da orzo e avena gli antinfiammatori naturali accantonati

La prevalenza della malattia di Crohn (MC) è in aumento in tutto il mondo. La MC è una malattia cronica appartenente al gruppo IBD ed è caratterizzata da periodi alternati di esacerbazione dell’infiammazione e di remissione. A causa della complessa e poco conosciuta eziopatogenesi della MC, è essenziale comprendere meglio i meccanismi immunitari legati a questa malattia e sviluppare nuove opzioni terapeutiche efficaci, compreso l’uso di composti alimentari naturali e bioattivi. Gli obiettivi principali della terapia CD sono ridurre l’infiammazione nell’intestino (induzione della remissione) e prevenire le ricadute (terapia di mantenimento). Un’altra opzione è il trattamento nutrizionale durante le prime fasi della MC utilizzando composti di origine vegetale con potenti proprietà antinfiammatorie, simili al trattamento farmacologico. Tali composti includono beta-glucani e altri polisaccaridi presenti nei cereali. I beta-glucani sono un gruppo di fibre alimentari composte da monomeri di D-glucosio legati da 1,3 misti; 1,4; o legami 1,6 β-glicosidici; si trovano naturalmente nella parete cellulare di funghi, lieviti, alghe e piante superiori come i cereali. A seconda dell’origine botanica, della massa molare, della struttura spaziale e del grado di purificazione, possono avere effetti diversi sull’organismo.

Numerosi studi hanno dimostrato che i beta-glucani di varia origine possono stimolare significativamente diversi tipi di risposte immunitarie nei confronti di microrganismi e fattori tossici e mutageni. Ad oggi, pochi studi di ricerca hanno studiato gli effetti sulla salute dei beta-glucani dell’avena con diversa massa molare, specialmente nel contesto dei meccanismi infiammatori in corso. L’uso del modello di colite indotta da TNBS ha permesso di valutare i parametri immunologici a vari stadi di sviluppo delle lesioni infiammatorie nel colon dei ratti, che corrispondevano a fasi MC caratterizzate da diversi livelli di gravità nell’uomo. Pertanto, in uno studio molto recente, gli scienziati dell’Università di Wrocław in Polonia hanno analizzato gli effetti della somministrazione di beta-glucani dell’avena in due momenti, 3 e 7 giorni dopo la somministrazione di TNBS. La colite indotta dalla somministrazione rettale di una soluzione etanolica di acido picrilsolfonico (TNBS), ben descritta in letteratura, provoca alterazioni con sintomatologia clinica e presentazione istologica caratteristica della MC nell’uomo. Questo modello di colite è adatto anche per studiare le vie di segnalazione cellulare e per analizzare un ampio spettro di citochine. L’etanolo dalla soluzione somministrata per via rettale è responsabile del danno dell’epitelio del colon e della rottura della barriera mucosa.

L’etanolo consente l’interazione del TNBS con le proteine ​​del colon e, di conseguenza, provoca la necrosi locale derivante dal danno ossidativo. Entrambe le sostanze agiscono sinergicamente per indurre una forte risposta immunitaria locale, con infiltrazione della parete del colon da parte di linfociti e granulociti e secrezione di citochine infiammatorie. Tre giorni dopo la somministrazione di TNBS, i ratti alimentati con il mangime senza beta-glucano di avena hanno sviluppato un’infiammazione acuta locale, che è una caratteristica della fase attiva del CD. Le concentrazioni di citochine pro-infiammatorie (IL-1, IL-6, IL-12 e TNF-α) e di proteina C-reattiva (PCR) sono nettamente aumentate e hanno causato anche una minore ricerca di cibo da parte dei topi. Il livello di queste citochine aumenta in modo tempo-dipendente e confermano le differenze nella gravità della colite dopo 3 e 7 giorni del processo in corso. La concentrazione di PCR e di IL-1 e IL-6 nei tessuti del colon era simile in entrambi i momenti. Dopo 7 giorni, i ratti con colite avevano un livello di IL-12 significativamente più alto e quello del TNF-α più basso rispetto a quelli osservato negli animali di controllo. L’aumento della concentrazione di IL-12 dopo 7 giorni in animali alimentati con mangimi senza beta-glucani può indicare la transizione della malattia in una forma cronica.

Scavando in profondità, i ricercatori hanno osservato un effetto significativo sia dell’induzione della colite che dell’integrazione di beta-glucano sul livello di espressione genica delle citochine infiammatorie, tra cui Tnf, Il1a, Il1b, Il17a e Il17b. Un’integrazione di tre giorni con beta-glucani dell’avena a basso peso molecolare ha ridotto l’espressione del gene Tnf. Un’eccessiva concentrazione di TNF riduce le capacità protettive dell’epitelio intestinale e potenzia i processi di fibrosi del tessuto intestinale, che possono contribuire allo sviluppo di malattie neoplastiche. Pertanto, i nostri risultati indicano che i beta-glucani sembrano essere agenti efficaci che possono prevenire la sovraespressione di Tnf e proteggere dalla cancerogenesi. I nostri risultati mostrano che la concentrazione della citochina antinfiammatoria IL-10 in entrambi i momenti era inferiore nei ratti con colite rispetto ai ratti di controllo, con livelli più alti osservati dopo 7 giorni. L’effetto antinfiammatorio dell’IL-10 è correlato alla sintesi dell’IL-RAP, un antagonista di questa proteina, che inibisce la sintesi di molte pro-citochine. L’alimentazione di ratti con colite con mangimi contenenti beta-glucani di avena ha portato a una riduzione degli alti livelli di CRP, Il-6 e Il-12 nella parete del colon dopo 7 giorni. Questa scoperta indica una remissione accelerata.

Questi cambiamenti osservati erano anche più pronunciati nei ratti alimentati con mangimi contenenti beta-glucani a basso peso molecolare. Nel presente studio, il consumo di mangime con l’aggiunta di beta-glucani, indipendentemente dalla loro massa molare, ha determinato un cambiamento del livello di Il-10 nei ratti con colite rispetto a quello osservato negli animali di controllo appropriati; questa scoperta suggerisce la stimolazione dei meccanismi antinfiammatori da parte di questi polisaccaridi. I beta-glucani potrebbero regolare la risposta immunitaria compromessa, che è una caratteristica della colite, che è stata dimostrata in studi sia in vitro che in vivo. È stato dimostrato che l’incubazione di macrofagi umani stimolati da lipopolisaccaridi (LPS) con una miscela di beta-glucani di avena o orzo, riduce l’espressione di citochine pro-infiammatorie come IL-8, IL-1β e IL-6. Inoltre, il beta-glucano fungino inibisce la colite ulcerosa indotta da uno zucchero modificato chiamato destrano solfato sodico (DSS) e riduce l’espressione dei marcatori infiammatori. Sulla base dei risultati di altri autori, sembra che i beta-glucani dell’avena possano stimolare la secrezione di citochine antinfiammatorie e contemporaneamente inibire quelle infiammatorie.

L’effetto immunostimolante dell’assunzione di beta-glucano si verifica per la sua capacità di attivare le cellule immunitarie della mucosa intestinale, che deriva dal loro legame con recettori di membrana come TLR e/o Dectin-1. L’attivazione di entrambi i tipi di recettori è diversa nella fase acuta e in quella di remissione della CD. L’assunzione alimentare di βGl e βGh ha ridotto la colite mediante la modulazione tempo-dipendente dell’autofagia e dell’apoptosi, che ha coinvolto i TLR (TLR4, TLR5) e l’attivazione del recettore Dectin-1, con βGI che ha un effetto più forte sulla morte delle cellule della mucosa e βGh sull’autofagia. Questo potrebbe spiegare la differenza nell’effetto dell’alimentazione con beta-glucani durante 3 o 7 giorni dopo la somministrazione di TNBS. Probabilmente, il meccanismo dell’effetto immunomodulatore dei beta-glucani può dipendere anche dal peso molecolare. Risultati precedenti mostrano che la riduzione più evidente dell’infiltrazione dei linfociti della mucosa e della sottomucosa si è verificata dopo l’integrazione alimentare con beta-glucano d’avena ad alto peso molecolare, mentre nel caso del potenziale miglioramento del gene delle citochine e del livello proteico, l’avena beta-glucano a basso peso molecolare era più potente.

I beta-glucani con diversa massa molare attivano diverse vie di segnalazione e, di conseguenza, entrambe le forme riducono l’infiammazione e accelerano la remissione, incluso il ripristino dell’integrità della barriera intestinale. È noto che frazioni ad alta massa molare di beta-glucano formano una dispersione viscosa simile a un gel con elevate proprietà di adesione. Lunghe catene di omopolimeri di glucosio coordinano l’acqua e riorganizzano i rami laterali carichi del polimero, ottenendo una superficie appiccicosa che si lega facilmente a qualsiasi strato idratato. Intrappolando i legami beta-glucani all’interno del gel, le frazioni ad alta massa molare tendono ad interagire solo su base fisica. Pertanto, ci si aspetta che i mangimi contenenti frazioni ad alta massa molare di beta-glucano aderiscano alle pareti intestinali che lo ricoprono. Ci si può aspettare che il beta-glucano ad alta massa molecolare formi un rivestimento protettivo sulla parete intestinale interna, che migliora il potenziale di recupero dei tessuti e riduce il rischio di infezione microbica secondaria. Nel frattempo, la frazione a bassa massa molare del beta-glucano forma soluzioni leggere in cui le catene corte sono ben distribuite e disperse e, a causa della bassa viscosità, il beta glucano è accessibile per il raggiungimento dei recettori. Una volta raggiunto e completato il recettore, la corta catena polimerica del beta-glucano legato induce la trasmissione sulle vie metaboliche.

Poiché il consumo di alimenti integrati con l’aggiunta di beta-glucani dell’avena non solo ha ridotto l’espressione genica delle citochine pro-infiammatorie, ma ha anche ridotto la loro concentrazione, si ritiene che l’azione di questi polisaccaridi avvenga sia a livello tissutale che molecolare. I nostri risultati hanno confermato le forti proprietà immunomodulatorie del beta-glucano d’avena chimicamente puro ottenuto mediante estrazione alcalina dalla crusca d’avena macinata. Queste formulazioni sembrano essere forti quanto le formulazioni di beta-glucano ottenute da varie specie fungine, incluso il lievito, che sono già utilizzate nel trattamento delle malattie infiammatorie intestinali. Questa ipotesi è confermata dai risultati dell’utilizzo dei beta-glucani fungini come “adiuvanti”, che rafforzano il sistema immunitario di individui con immunodeficienze o di pazienti sottoposti a terapia antitumorale. I risultati di quest’ultima ricerca hanno mostrato che il beta-glucano a basso peso molecolare ha un effetto particolarmente forte, che accelera la remissione della MC e riduce la gravità dell’infiammazione nella fase successiva del suo sviluppo. Le proprietà uniche dei beta-glucani dell’avena, in particolare quelli di bassa massa molare, indicano la possibilità di utilizzarli come ingrediente bioattivo per scopi medici speciali per le persone che soffrono di malattie infiammatorie intestinali, in particolare il Crohn.

Nonostante i risultati promettenti, il team di ricerca ritiene che siano necessarie ulteriori ricerche per valutare efficacemente il suo effetto sugli esseri umani. E’ da sottolineare che avena d orzo erano molto più comuni secoli fa nella preparazione del pane e sono stati lentamente soppiantati dal frumento. Forse non molti sanno che il pane popolare dei romani erano le pagnotte d’orzo, anche se Roma disponeva di ampie riserve di frumento fra le quali quelle del suo “granaio” siciliano. Pur appartenendo alla stessa famiglia delle Poacee, avena ed orzo sono ritenuti dagli esperti meno immunogeni del frumento nel contesto sia dell’alimentazione dei pazienti con Crohn o rettocolite ulcerosa, che della malattia celiaca. Non sapremo mai quale sia stata la prevalenza delle malattie infiammatorie intestinali nell’antichità. Ci sono troppi fattori ambientali e variabili che non possono essere appaiati con quelli moderni. Ma è indubbio che la nostra alimentazione moderna sempre più raffinata e meno grezza, ha contribuito ad impoverire la nostra dieta di fibre vegetali per le quali la scienza non ha dubbi sulla loro capacità di mantenere in salute il nostro intestino.

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

Pubblicazioni scientifiche

Zyła E. Dziendzikowska K et al. Int J Mol Sci 2021; 22:4485.

Shoukat M, Sorrentino A. Int J Food Sci Technol. 2021:14971.

Zyła E. Dziendzikowska K et al. Molecules 2019; 24:3591.

Choromanska, A et al.  Pathol Oncol Res 2018; 24:583–592.

Ganda Mall, JP et al. Inflamm Bowel Dis. 2017; 24:166–178.

Feuerstein JD, Cheifets AS. Mayo Clin Proc. 2017; 92:1088.

Suchecka, D et al. Int J Biol Macromol. 2016; 91:1177–1185.

Liu B, Lin Q, Yang T et al. Food Funct. 2015, 6:3454–3463.

Wilczak J, Błaszczyk K et al. Food Funct. 2015; 6:590–603.

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 due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents 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 e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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