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Come risente il microbiota della integrazione di alcune vitamine: implicazioni per le coliti infiammatorie

Background

Un numero crescente di prove indica che il microbioma intestinale svolge un ruolo significativo nella salute umana e nello sviluppo di varie malattie. La dieta può causare cambiamenti nel microbioma intestinale direttamente alterando lo stato metabolico e la composizione del microbioma intestinale o indirettamente alterando l’ambiente intestinale. Inoltre, l’assunzione con la dieta è il metodo meno intrusivo e più diretto per influenzare la composizione del microbioma intestinale. Oltre al contenuto di macronutrienti della dieta, come grassi, carboidrati e proteine, anche l’assunzione di micronutrienti, come le vitamine, può alterare la diversità e l’abbondanza del microbioma intestinale.

Le vitamine C ed E e il β-carotene hanno proprietà antiossidanti e proteggono i componenti cellulari bloccando i radicali liberi reattivi. La vitamina C è essenziale anche per il normale funzionamento del sistema nervoso centrale, mentre la vitamina E è importante per la protezione delle membrane cellulari dai danni dei radicali liberi. Il beta-carotene è un carotenoide comune e, insieme alle vitamine C ed E, ha mostrato effetti benefici nel trattamento di varie malattie come il diabete di tipo 2, la malattia parodontale, la steatosi epatica non alcolica e il morbo di Parkinson. Dato il loro ruolo significativo nella salute umana, è importante comprendere il loro impatto sul microbioma intestinale.

β-carotene e microbioma intestinale

Il β-carotene è il più comune precursore della vitamina A e si trova in varie verdure e frutta colorate. Gli studi hanno riportato proprietà antitumorali, antiossidanti, cardioprotettive e immunomodulatorie associate al β-carotene. Vari studi di osservazione longitudinale, alcuni dei quali hanno coinvolto donne dopo il parto, hanno riportato associazioni positive tra l’integrazione di β-carotene e la diversità di Firmicutes; e associazioni negative tra l’abbondanza di Bacteriodetes e β-carotene. Studi sugli animali hanno riportato che l’integrazione di β-carotene ha comportato un aumento della diversità del microbioma intestinale, con conseguente minore produzione di citochine infiammatorie, aumento dell’abbondanza di Candidatus, Akkermansia, Faecalibaculum e Stoquefichus e una minore abbondanza relativa di Proteobacteria, Alloprevotella, Peptococcaceae ed Helicobacter.

Vitamina C e microbiota intestinale

La vitamina C è solubile in acqua ed è importante nella sintesi di ormoni, collagene e carnitina promuovendo l’assorbimento degli ioni di ferro. Contribuisce anche al funzionamento del sistema immunitario. Vari studi su modelli animali hanno dimostrato che la vitamina C migliora la salute immunitaria e la digestione e inibisce la crescita dei batteri. L’integrazione di mangime per polli da carne con vitamina C ha aumentato il rapporto Firmicutes/Bacteriodetes, ha migliorato la salute dell’intestino e ha ridotto l’abbondanza di Enterobacteriaceae.

Si ritiene che l’ipertensione sia collegata alla disbiosi del microbioma intestinale. Nei modelli murini di ipertensione, l’integrazione con vitamina C ha migliorato la ricchezza e la diversità del microbioma intestinale, ha ridotto lo stress ossidativo e l’infiammazione e ha abbassato la pressione sanguigna. Studi in vitro utilizzando un reattore di fermentazione hanno rilevato che il trattamento con vitamina C ha aumentato l’abbondanza di Firmicutes, Actinobacteria e Verrucomicrobia e ha ridotto l’abbondanza a livello di phylum di Bacteriodetes, aumentando al contempo l’abbondanza relativa a livello di genere di Bifidobacterium, Faecalibacterium, Roseburia e Akkermansia.

L’influenza della vitamina D sul microbiota

La vitamina D promuove il corretto funzionamento del sistema immunitario innato agendo come immunomodulatore, esercitando effetti antinfiammatori e contribuendo in modo critico al mantenimento dell’integrità della barriera intestinale e alla modulazione del microbiota intestinale. Questi meccanismi possono influenzare lo sviluppo e la progressione delle malattie infiammatorie intestinali (IBD), come il Crohn e la rettocolite ulcerosa. Il recettore della vitamina D (VDR) regola gli effetti biologici della vitamina D ed è correlata agli aspetti ambientali, genetici, immunologici e microbici dell’IBD.

La vitamina D influenza la distribuzione del microbiota fecale, con livelli elevati di vitamina D associati a livelli aumentati di specie batteriche benefiche e livelli inferiori di batteri patogeni (es. tipo Escherichia coli). Infatti, la somministrazione di vitamina D ha dimostrato di influenzare la composizione del microbiota nei modelli murini e negli studi sull’uomo, potenzialmente prevenendo o correggendo la disbiosi. In particolare, una recente meta-analisi del 2019 di quattordici studi ha confermato un effetto regolatorio della somministrazione di vitamina D sulla composizione del microbiota intestinale.

Impatto della vitamina E sul microbiota

La vitamina E è liposolubile e si trova principalmente nei semi, nelle noci e negli oli commestibili. Dei suoi otto isomeri, l’α-tocoferolo è il più comune. La vitamina E è stata utilizzata nella terapia aggiuntiva e preventiva nel morbo di Alzheimer, nelle malattie cardiovascolari e nella steatosi epatica non alcolica. Studi interventistici sull’uomo hanno riportato i potenziali impatti della vitamina E sul microbioma intestinale. Studi tra donne che allattano e bambini con carenza di ferro hanno indicato un aumento dell’abbondanza di Firmicutes dopo l’integrazione con vitamina E. Gli studi hanno anche riportato una diminuzione dell’abbondanza di Bacteriodetes.

Un altro studio condotto su donne incinte ha mostrato una diminuzione dell’abbondanza relativa del phylum Proteobacteria, rispetto a Firmicutes e Actinobacteria, dopo l’integrazione di vitamina E. Studi su modelli animali hanno riportato più abbondanza di Ruminococcaceae, Lachnospiraheae e Roseburia dopo l’integrazione con tocoferoli naturali. Nei modelli murini di cancro al colon associato alla colite chimica, le diete integrate con vitamina E hanno alterato in modo significativo la diversità e la composizione del microbioma intestinale. Studi in vitro hanno anche mostrato un aumento dell’abbondanza di Firmicutes e Actinobacteria e una diminuzione dell’abbondanza di Bacteriodetes dopo integrazione di vitamina E.

Implicazioni per la salute umana

Nel complesso, la letteratura scientifica ha indicato che l’integrazione con β-carotene, vitamine C, D ed E modula la diversità e l’abbondanza del microbioma intestinale, mantiene la funzione del sistema immunitario e migliora la funzione della barriera intestinale. Tutte queste funzioni primarie sono essenziali perché non si faciliti il terreno biologico e genetico di coliti infiammatorie come il Crohn e la rettocolite ulcerosa. Anche vari studi su animali, umani e in vitro hanno riportato che l’integrazione con queste vitamine non guarisce ma può risultare utile per gestire le malattie infiammatorie intestinali.

Quindi, oltre alla dieta equilibrata ricca di fibre e ,uno stile di vita sano, coloro che hanno coliti infiammatorie possono gestire meglio la loro malattia assumendo dosi controllate di vitamina C, D, E assieme a precursori della vitamina A. Inoltre, altre condizioni di autoimmunità come sclerosi multipla e artrite reumatoide, per citare quelle più comuni, presentano sovversioni della diversità e composizione del microbiota intestinale. Questo significa che è possibile anticipare la loro progressione o rallentarla con le dosi giuste di queste vitamine attraverso la loro influenza nel tempo sulla flora batterica intestinale.

Pubblicazioni scientifiche

Li X et al. Food Res Internat 2023; 169:112749.

Triantos C et al. Autoimmun Rev. 2022; 21(8):103136.

Pagnini C et al. Front Pharmacol. 2021; 12:747856.

Battistini C et al. Internat J Mol Sci. 2020; 22(1):362.

Waterhouse M et al. Eur J Nutr. 2019; 58(7):2895.

Shang M, Sun J. Curr Med Chem 2017; 24(9):876-87.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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