Il glutine è un componente alimentare importante del grano, costituito principalmente da gliadine e glutenine. Le proteasi intestinali umane hanno difficoltà a scomporre questi grandi peptidi, che sfuggono alla digestione e inducono cambiamenti nel microbiota intestinale. Il glutine è stato associato ad alcune patologie, tra cui la sensibilità al glutine non celiaca (NCGS), la celiachia e l’atassia da glutine. Gli individui che hanno adottato uno stile di vita senza glutine hanno riportato un miglioramento della digestione, una migliore gestione del peso e un benessere generale. Tuttavia, le prove di questi benefici per la salute negli individui sani rimangono carenti e l’eliminazione del glutine può anche comportare rischi nutrizionali e metabolici per coloro che non presentano disturbi correlati al glutine.
Uno studio ha dimostrato che dopo un anno dall’adozione di una dieta a basso contenuto di glutine (LGD) o di una dieta senza glutine (GFD), i pazienti celiaci presentavano un rischio maggiore di sviluppare la sindrome metabolica. L’indice glicemico più elevato di molti alimenti senza glutine potrebbe essere la causa di questo fenomeno. Tali rischi giustificano un follow-up a lungo termine, poiché i cambiamenti del microbiota intestinale indotti dalla dieta possono contribuire a esiti metabolici avversi. Uno studio pubblicato su Nutrients ha valutato se e in che modo una dieta a basso contenuto di glutine, per periodi prolungati, influenzi la funzionalità e la composizione del microbiota intestinale in adulti sani. Questo studio randomizzato controllato ha valutato gli effetti dell’esposizione prolungata a LGD sulla composizione e l’attività metabolica del microbiota intestinale in un campione di 40 adulti sani in Francia.
Il campione dello studio comprendeva uomini e donne che consumavano in media 160 g di pane e pasta al giorno, corrispondenti a circa 14-15 g di glutine da questi alimenti. I volontari sono passati a una LGD dalla loro consueta dieta ricca di glutine (HGD) per due periodi successivi di 8 settimane. Il disegno dello studio prevedeva la raccolta di 40 campioni fecali al basale (M0) e dopo 8 settimane di LGD (M2). Inoltre, sono stati raccolti 20 campioni fecali dopo 16 settimane di LGD (M4). Durante i periodi LGD, la ricchezza della diversità α della comunità microbica intestinale è diminuita significativamente, e questo declino è stato maggiore dopo 16 settimane rispetto a dopo 8 settimane, mostrando un effetto di peggioramento dipendente dal tempo.
Per quanto riguarda le differenze nella beta-diversità in M0, M2 e M4, è stato osservato un apparente raggruppamento delle popolazioni microbiche nei periodi LGD. Le comunità microbiche in M2 e M4 hanno formato cluster simili, significativamente diversi da M0 in termini di β-diversità. A livello di phylum, l’abbondanza relativa di Verrucomicrobiota e Actinomycetota è risultata significativamente ridotta in M4, rispetto a M0. Contemporaneamente, i livelli di Bacteroidota e Bacillota sono aumentati considerevolmente. Tuttavia, il rapporto tra Bacillota e Bacteroidota è rimasto invariato, il che, come sottolineano gli autori, rappresenta un’importante sfumatura. A livello di famiglia, Veillonellaceae è aumentata significativamente nello stesso periodo, mentre Akkermansiaceae è diminuita significativamente.
Nonostante l’elevata variabilità, Bifidobacterium è diminuito causando la mancata significatività statistica di alcuni confronti nei dati di sequenziamento. Le analisi di quantificazione molecolare non hanno rivelato alcun cambiamento nelle specie batteriche E. coli e Faecalibacterium prausnitzii e nel gruppo Lactobacillus-Pediococcus. Dopo la LGD, le classi Bacteroidia, Verrucomicrobiae e Clostridia sono state osservate in abbondanza differenziale a livello di specie. Akkermansia muciniphila è diminuita significativamente a M4. Anche Lachnobacterium bovis, una specie produttrice di lattato, è diminuita. Allo stesso tempo, alcune specie produttrici di butirrato (Roseburia e Faecalibacterium) sono aumentate, il che, come notano gli autori, ha contribuito a mantenere stabili i livelli di butirrato nonostante i cambiamenti nella comunità.
Anche le specie che degradano le fibre, tra cui Ruminococcus callidus e R. champanellensis, sono state significativamente colpite a M4. Eubacterium spp. e Blautia caecimuris (famiglia delle Lachnospiraceae) sono diminuite a M4. La famiglia delle Lachnospiraceae è composta da molte specie produttrici di butirrato. Dopo la LGD, la popolazione di Enterobacteriaceae è aumentata di 10 volte, mentre il livello di anaerobi totali nella popolazione è rimasto simile a M0. Valutando il livello della comunità che degrada il glutine, è stato osservato un calo di 10 volte a M2. Le Enterobacteriaceae, che possono includere specie produttrici di etanolo come E. coli, possono contribuire ai processi infiammatori se eccessivamente sviluppate.
Non si è osservata alcuna differenza significativa nella concentrazione di metaboliti fermentativi fecali tra M2 e M4. A M2, si è osservata una leggera riduzione della proporzione di acetato, a favore del propionato. La proporzione di etanolo è aumentata di oltre tre volte a M2 e M4. L’accumulo di etanolo è un importante campanello d’allarme metabolico, poiché la produzione eccessiva di etanolo è associata alla sindrome metabolica e all’infiammazione intestinale. Ciò contrasta con il significativo calo dell’isobutirrato a M4, ma non a M2. Nonostante i cambiamenti microbici, i livelli totali di SCFAs (acetato, propionato e butirrato) sono rimasti sostanzialmente stabili, il che gli autori attribuiscono alla ridondante capacità di produzione di butirrato tra i diversi taxa batterici.
La maggior parte dei principali ceppi che degradano il glutine apparteneva alla classe dei Clostridia. Inoltre, un isolato apparteneva ad Actinomycetota, tre a Erysipelotricha e due a Gammaproteobacteria. Cinque ceppi appartenevano alla famiglia delle Lachnospiraceae nella classe dei Clostridia. Un isolato della famiglia delle Oscillospiraceae è stato identificato come Flavonifractor plautii. In tre soggetti sono stati osservati ceppi appartenenti alla famiglia delle Erysipelotrichaceae. Pertanto, una dieta LGD di 16 settimane ha alterato la composizione intestinale e l’attività metabolica in un campione di adulti francesi sani, portando a una disbiosi. Resta tuttavia da studiare come una dieta povera di glutine o priva di glutine possa influenzare l’abbondanza di A. muciniphila.
Un’ipotesi è che la riduzione dell’abbondanza di A. muciniphila sia dovuta a cambiamenti nel contenuto di fibre alimentari nella dieta povera di glutine, in particolare di oligo-, di-, monosaccaridi e polioli fermentabili (FODMAP) comunemente presenti nel grano. In effetti, è stato riportato che la somministrazione di oligofruttosio (cioè fibre di inulina) ripristina la popolazione di A. muciniphila nei topi obesi indotti dalla dieta, suggerendo che la riduzione della quantità di FODMAP può indurre una riduzione della popolazione di A. muciniphila. Un’altra ipotesi è legata al ridotto contenuto di polifenoli che caratterizza i prodotti senza glutine rispetto ai normali alimenti contenenti glutine. I polifenoli sono importanti micronutrienti che svolgono un ruolo chiave per la salute umana.
Rafforzano la barriera mucosa intestinale attraverso una maggiore produzione di mucina e la modulazione del microbiota intestinale. I ridotti livelli di polifenoli nelle diete a basso contenuto di glutine o prive di glutine possono quindi indebolire la barriera mucosa. Molti alimenti senza glutine, infine, sono formulazioni industriali ultra-processate contenenti additivi come emulsionanti, stabilizzanti e dolcificanti per migliorare i punteggi sensoriali e prolungare la durata di conservazione. Gli emulsionanti, molecole simili a detergenti, sono componenti onnipresenti negli alimenti trasformati che possono interrompere le interazioni muco-batteri e hanno il potenziale di promuovere malattie associate all’infiammazione intestinale.
Chassaing et al. hanno dimostrato che la somministrazione di due emulsionanti a un modello murino ha causato alterazioni nella composizione del microbiota intestinale, tra cui una riduzione della diversità microbica e un aumento dei livelli di diverse specie che degradano le mucine, come Ruminococcus gnavus e Akkermansia muciniphila, nonché un arricchimento di Proteobacteria associati alla mucosa e promotori dell’infiammazione. Pertanto, si potrebbe ipotizzare che alcune delle alterazioni del microbiota intestinale osservate in soggetti sani con una dieta a basso contenuto di glutine possano essere dovute a un aumento dell’assunzione di additivi alimentari nei prodotti senza glutine forniti. Studi a lungo termine potrebbero approfondire il suo impatto su immunità, fisiologia e metabolismo.
Tuttavia, i risultati suggeriscono che una LGD prolungata in individui sani può compromettere progressivamente l’equilibrio del microbiota intestinale e aumentare i livelli di etanolo, con potenziali rischi metabolici.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
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Chassaing B, Koren O et al. Nature 2015; 519:92.
