IL RUOLO POTENZIALE DEL MICROBIOTA INTESTINALE NEL MODULARE I RITMI CIRCADIANI E LA SALUTE METABOLICA
Fattori stressogeni legati allo stile di vita come il sonno e modalità di assunzione dei cibi sono in grado di disturbare i ritmi circadiani e influenzare il microbioma intestinale.
La conseguente disregolazione delle funzioni mediate dallo stesso microbioma, (come ad esempio la maggior produzione di idrogeno solforato e la diminuita produzione di acidi biliari coniugati, con risultante povertà di butirrato),
a sua volta veicola alla difficile ossidazione dei substrati energetici.
Non sarà difficile comprendere come questo disturbo ai normali ritmi del microbioma possa tradursi in un maggior rischio di obesità e sviluppo di sindrome metabolica per l’uomo.
Il giusto riposo e una dieta salutare sembrano due fattori fondamentali nel mantenere una buona composizione del comparto microbico intestinale.
In uno studio condotto nel 2019 su 28 volontari, vennero raccolti dei campioni fecali durante le normali ore di veglia. Durante il giorno i produttori di butirrato (Lachinospora, Roseburia, Eubacterium) erano elevati presto in mattinata.
Altri gruppi che emergevano presto in mattinata erano i gruppi di consumatori primari in grado di utilizzare come fonte energetica acetato e lattato dalla incompleta ossidazione dei carboidrati. Nel post pranzo i gruppi in aumento erano invece quelli tolleranti agli a acidi biliari e quelli produttori di idrogeno solforato, come Desulfovibirio (in risosta all’aumento di lattato e alla presenza di acido taurocolico)
alla diminuzione del consumo di cibo durante il giorno si osserva uno shift del microbioma con una diminuzione dei batteri produttori di acidi grassi a catena corta. Il digiuno notturno aumentava la produzione di SCFA propionato.
Questo studio ha dimostrato l’effetto dell’orologio biologico dell’ospite sulla composizione del microbioma intestinale.
Un altro studio, la parziale deprivazione di sonno (4 ore per notte) ha diminuito sensibilmente la sensibilità insulinica e anche la diversità microbica intestinale, dove si è vista una crescita di popolazioni batteriche associate a disturbi metabolici e obesità ( Firmicutes, Coriobacteriacee) contro una dimuzione di Bacteroidetes.
La frammentazione del sonno dovuto a problemi cronici di apnea causa uno shift dei maggiori Phyla del microbiota intestinale, abbassando i Bacteroidetes del 20% gli Actinobacteria del 50% e alzando i Firmicutes del 20%, profilando il classico trend del microbioma dei soggetti obesi.
La dieta dell’ospite causa repentine alterazioni della composizione del microbioma. Due delle maggiori componenti che resistono alla “microdigestione” intestinale sono fibre vegetali e polifenoli, che promuovono un ambiente ricco di butirrato aumentando la presenza di batteri carbo-degradatori delle famiglie Ruminococcace, Eubatteriacee e Lachnospinorace e se comparate a diete ricche di proteine animali e povere di fibre vegetali.
E’ statoinoltre osservato come nei ratti una dieta ricca di galattooligosaccaridi e lattoferrina, può potenzialmente influenzare in maniera positiva il ciclo sonno veglia e diminuire lo stress ossidativo sulla diversità microbica intestinale.
La glicazione è un processo biochimico che consiste nel legame tra un carboidrato e una proteina, irrigidendo la sua struttura, formando composti detti glicotossine che l’organismo non può eliminare .
Gli AGEs possono formarsi sia in maniera esogena che endogena, e fondamentali sono i processi di detossicazione e escrezione per eliminarli.
Il loro accumulo nei tessuti infatti produce stati infiammatori, stress ossidativo, alterazione della funzionalità cellulare.
Si formano per una serie di reazioni a catena non mediate da enzimi, in cui una prima reazione dipende dalla glicemia ed è reversibile se questa si riuce, se invece aumenta si formano complessipiù stabili, come ad esempio l’emoglobina glicosilata. Nella terza fase questi ultimi accumulano altre trasformazioni formando i persistenti AGEs.
Oltre a causare una alterazione morfo-funzionale della struttura proteica, si legano a specifici recettori cellulari attivando la trascrizione di fattori proinfiammatori, possibilità di trombosi, insulino resistenza e angiogenesi. La loro natura è tale che aumentando i processi infiammatori e stress ossidativo accelerano i processi di invecchiamento dei tessuti. Fisiologicamente però la loro presenza proporzionale all’età.
Tra le fonti esterne c’è il fumo di sigarette e alcuni alimenti in particolare tra cui la cane di maiale, pollo, pesce , uova, formaggi, dolci e farine raffinate.
Le problematiche legate all’aumento dei prodotti avanzati della glicosilazione sono:
- malattie cardiovascolari, riducendo l’uptake di lipoproteine a bassa densità LDL con un aumento nel circolo ematico
- diabete e complicanze, la glicazione avviene in maniera maggiore nei tessuti insulino dipendenti come globuli rossi, i reni e gli endoteli, determinando nei diabetici il maggior rischio di insorgenza di neuropatia, insufficienza renale, ritardo nella guarigione dalla ferite
- insufficienza renale, i pazienti con insufficienza renale hanno maggiore difficoltà di eliminare gli AGEs
- disturbi cognitivi
- osteoporosi, sembrano infatti implicati nella perdita di tessuto osseo, con diminuzione del numero degli osteoblasti
- sindrome dell’ovaio policistico,
- sarcopenia
- invecchiamento della pelle e riduzione del collagene
L’emicrania è un disturbo neurologico complesso caratterizzato da un dolore unilaterale e pulsatile avvertito in corrispondenza del cranio.
Colpisce decisamente di più il sesso femminile ed è fortemente debilitante.
Esistono diverse ipotesi alla base di questo disturbo, le più accreditate sono quelle neurologiche e quelle vasali.
In ogni caso alla base di questi disturbi sembra esserci un ipometabolismo del glucosio in alcune aree dell’encefalo.
Su questa base si spiega come spesso diete che rendano disponibile energia in altre forme all’encefalo abbiano portato e portino spesso risultati entusiasmanti.
Nella fattispecie le diete chetogeniche (KD) sembrano essere in grado di contrastare la cronicità degli eventi di dolore.
Questo accadrebbe per vari motivi:
- il Betaidrossibutirrato (BHB) prodotto in maniera endogena durante una KD è in grado di aumentare il metabolismo dei mitocondri, iperpolarizzare le membrane eccitabili (con conseguente riduzione dell’eccitabilità di queste ultime), ridurre la produzione di specie reattive dell’ossigeno
- stabilizzare i picchi insulinemici e glicemici, causa spesso di deficit di apporto cerebrale di glucosio anche in chi non è affetto da emicranie
- favorire l’espressione di recettori GABA a livello centrale (calmanti, parasimpatico) piuttosto che per il Glutammato (eccitatorio, ortosimpatico)
Chiaramente tutto questo va definito in un contesto personalizzato. Spesso semplicemente limitando alcuni tipi di alimenti si può comunque raggiungere un miglioramento del disturbo.
Cibi contenenti glutammato monosodico ( brodi, proteine in polvere idrolizzate, estratti di lievito) andrebbero evitati
Andrebbe ridotto l’apporto di caffeina da caffè, cioccolato, coca cola
La Tiramina funge da precursore dell’istamina, che un vasodilatatore a livello centrale. Cibi contenenti tiramina (carni processate, formaggio, vino rosso) andrebbero limitati, così come quelli che contengono nitrato di sodio come conservante e aspartame
In questo semplice studio sono stati messi a confronto i parametri di resistenza reattanza, angolo di fase e Levi muscle index in 15 giovani Rugbiste durante la stagione di preparazione atletica e di campionato di età compresa tra i 13 e i 18 anni.
Lo scopo dello studio è quello di valutare un miglioramento in termini di composizione corporea nell’organico squadra sottoponendo i singoli individui a regime nutrizionale e ciclizzazione personalizzata di allenamento, durane l’inetra stagione 2020-2021
Le variabili prese in considerazione nello studio sono state valutate tramite Bia Light (DS MEDICA) e Biva 101 Anniversary (AKERN).
Sono stati presi in considerazione i soli parametri di Resistenza, Reattanza e angolo di fase come dati diretti, Levi muscle come parametro derivato.
L’analisi bioimpenziometrica si avvale dei parametri elettrici di un qualsiasi tessuto biologico per definirne le qualità in termini ponderali e relativi. Tale visione tuttavia risente di alcuni errori importanti che riguardano variabili ambientali e variabili matematiche (le formule usano algoritmi che inflazionano l’errore dello strumento).
Per questo motivo gia’ da tempo si preferisce riferirsi ai diretti parametri biolettrici per definire la bontà della composizione corporea durante un programma nutrizionale/o di allenamento per apprezzarne le variazioni.
La resistenza R corporea in particolar modo mostra una inversa proporzionalità con la struttura corporea, solitamente a più bassa resistenza corrisponde una più elevata componente muscolare. La massa magra è a bassa resistenza a causa del suo grande quantitativo d’acqua
La reattanza Xc indica il grado di stabilità delle membrane, per cui a maggiore reattanza corrisponde una maggiore integrità strutturale.
L’angolo di fase, come risultante delle due misure, è considerato un valore importante nel definire la qualità dei tessuti in termini di composizione.
Tale valore tuttavia ha una debolezza nel definire soggetti con diverse caratteristiche strutturali, per cui individui con angolo di fase confrontabile, possono presentare caratteristiche visibilmente differenti tra di loro.
L’utilizzo dell’indice derivato di muscolarita’ di Levi introduce i parametri di resistenza e di altezza accanto all’angolo di fase per esprimere una differenziazione tra due individui con diversa struttura fisica.
LMI = PA * h / R
- PA angolo di fase
- h altezza
- R resistenza
Dove l’unico parametro che non proviene dall’analizzatore è l’altezza. Dal momento che l’impedenza risente della lunghezza del conduttore è necessario normalizzare utilizzando questo valore.
Questo valore esprime l’angolo di fase in modo indipendente dalle variazione dell’idratazione, e lo lega soltanto alla componente strutturale.
Nel grafico sopra riportato, la dispersione delle 15 ragazze (Xc/R) mostra chiaramente tre trend:
- in basso a sinistra un gruppo di 5 ragazze con bassa resistenza e reattanza
- A valori di resistenza tra 300 e 340 Ohm 6 ragazze con elevata reattanza e media resistenza
- Tra 340 e 460 Ohm di resistenza ragazze 4 ragazze con bassa resistenza e alta reattanza
Trattandosi di una squadra di Rugby l’aspettativa è quella di trovare più a sinistra il gruppo più pesante, quindi con struttura muscolare più marcata ma anche con una reattanza minore dovuta alla capacità isolante della componente grassa sull’impendenza.
Al centro le ragazze appartenenti alla tre quarti, e in effetti così è stato.
Ma come leggere la diversità strutturale del gruppo più a destra del grafico?
Nel grafico sopra riportato si vuole mettere in relazione i pesi con gli angoli di fase per valutare una possibile relazione.
È possibile vedere come non si possa ordinare una correlazione tra i due parametri.
L’uso del Levi Muscle Index ha permesso di discriminare in maniera evidente tre le 15 ragazze evidenziando notevoli differenze in termini strutturali.
Possibile vedere come alcuni individui angolo di fase confrontabile (vedi ultime due del grafico ad esempio, con angolo di fase 7) mostrino diverso indice di Levi (LMI)
Assumendo che il peso in un atleta sia fondamentale nel determinarne le caratteristiche muscolari,
il grafo qui di seguito mostra una correlazione tra peso e LMI nel gruppo di ragazze alla loro prima visita
Per quanto sia evidente la correlazione Peso/Struttura, è anche visibile che tre individui nel gruppo abbiano, nonostante il loro peso medio una componente strutturale superiore, e due ragazze decisamente inferiore , mettendo in luce la necessità di un lavoro funzionale e una strategia dietetica mirata al miglioramento delle loro caratteristiche strutturali.
Sebbene nel diagramma a dispersione risultassero 4 gli individui del gruppo a presentare valori alti in resistenza e alti in reattanza, e quindi a prima vista strutturalmente meno adeguate, due di loro risultano comunque fedeli alla norma in relazione alle caratteristiche strutturali della squadra.