Quando parliamo di microbiota intestinale facciamo riferimento a tutti microrganismi che popolano il nostro intestino. Nella comunità clinico-scientifica, il microbiota intestinale ha suscitato particolare interesse. Molti studi hanno rilevato un’associazione tra la composizione del microbiota intestinale e l’insorgenza di patologie croniche, tra cui quelle a carico del sistema cardiovascolare (1,2,3). La composizione del microbiota intestinale è altamente influenzata dalle esposizioni ambientali individuali (alimentazione compresa) nel breve e nel lungo termine, e queste ultime rendono la sua composizione altamente individualizzata (4,5). Ma non solo, i microrganismi presenti a livello intestinale rappresentano un punto di snodo per la digestione e l’assorbimento dei nutrienti contenuti negli alimenti consumati, con conseguente produzione di interessanti metaboliti: alcuni di questi hanno un ruolo nello sviluppo delle patologie cardiovascolari. Ad esempio, la Trimetilammina-N-ossido, implicata nello sviluppo della patologia cardiovascolare, deriva dal metabolismo epatico della Trimetilammina (TMA), che a sua volta è un prodotto del metabolismo batterico della colina dietetica (6,7,8,9,10,11).

Il progresso della conoscenza riguardo all’associazione tra la composizione del microbiota intestinale e patologie cardiovascolari e l’associazione bidirezionale tra microbiota ed alimentazione rappresentano un elemento centrale per l’applicazione futura di interventi nutrizionali personalizzati per la prevenzione cardiovascolare.

Nel 2011 il riscontro di specie batteriche di origine intestinale nelle placche aterosclerotiche suggerì la presenza di un’associazione tra microbiota intestinale e patologie cardiovascolari (12). Questa associazione è stata poi confermata in svariati studi, che hanno rilevato delle differenze in composizione del microbiota intestinale tra soggetti apparentemente sani e con patologia cardiovascolare (1,2,3). Zhuye Jie e colleghi identificarono nei soggetti con patologia cardiovascolare aterosclerotica (angina stabile/instabile o infarto del miocardio) maggiori abbondanze intestinali delle specie Enterobatteriaceae e Streptococcus rispetto ai soggetti apparentemente sani (3). Nel corso degli anni sono state anche identificate specie la cui ridotta presenza a livello intestinale risulta associata ad aumentato rischio di sindrome metabolica, obesità e diabete (co-morbilità strettamente connesse alle patologie cardiovascolari) come l’Akkeremansia Municiphila (13,14), che svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento dell’integrità della barriera intestinale, impedendo a sostanze dannose di accedere al nostro organismo (15).

In Italia, le patologie cardiovascolari rappresentano la prima causa di morte (responsabili del 44% dei decessi) rendendo imprescindibile lo sviluppo scientifico nella prevenzione di queste patologie. Individuare se la composizione del microbiota intestinale sia associata ad una condizione preclinica, non ancora manifesta come patologica, rappresenta un punto di partenza. Con il nostro studio abbiamo appreso che già in una condizione preclinica di aterosclerosi carotidea è possibile apprezzare delle differenze nella composizione del microbiota intestinale (16): i soggetti con rispetto a quelli senza aterosclerosi preclinica presentano maggiori abbondanze dei generi Escherichia ed Oscillospira (16). Alla luce di queste osservazioni, emerge la necessità di prendere in considerazione il microbiota intestinale come potenziale target nella prevenzione cardiovascolare.

Le nuove scoperte hanno permesso di costruire una preliminare connessione tra composizione del microbiota intestinale e patologia cardiovascolare, rendendo intrigante la possibilità di intervenire e modificare queste connessioni per la prevenzione cardiovascolare. La composizione del microbiota intestinale dipende da diversi fattori individuali, tra cui il fumo di sigaretta, il quale è associato a maggiori abbondanze di Bacteroidetes (17). Anche il genere, noto determinante di una differente evoluzione del rischio cardiovascolare, sembra essere associato a una differente composizione del microbiota intestinale. Infatti, abbondanze relative di alcune specie batteriche come Acinetobacter, Dorea, Ruminococcus e Megamonas sono associate ai livelli di testosterone plasmatico (ormone maschile), mentre Slackia e Butrycimonas (18) sono positivamente associate all’estradiolo (ormone femminile). E’ inoltre da segnale che la composizione del microbiota evolve con l’avanzare dell’età, aprendo la strada verso il suo studio per comprendere quali possano essere interventi nel tempo per “polarizzare” specifici ceppi del microbiota che possano contribuire a una traiettoria di “healthy aging” (invecchiamento salutare) e “rallentare” le manifestazioni di fragilità nell’anziano (19).

L’alimentazione ha infine un ruolo predominante nel definire la composizione del microbiota intestinale. Il consumo di alimenti ricchi in carboidrati non digeribili (fibra) è associato infatti alla crescita di alcune specie microbiche a livello intestinale (Bifidobacterium, Eubacterium, Roseburia e Fecalibacterium (20). Questi ceppi utilizzano proprio queste fonti alimentari in primis per la loro sopravvivenza e, di riflesso, per produrre molecole che sono poi assorbite dal nostro intestino e favoriscono differenti processi fisiologici e salutari (21). Gli acidi grassi saturi sono nutrienti caratteristici della dieta occidentale che prevede aumentato consumo di carni rosse e processate e ridotto consumo di alimenti ricchi in fibra. Un’elevata assunzione di acidi grassi saturi è associata a maggiori abbondanze di specie batteriche, tra cui Anaerotruncus, Eisenbergiella, Lachnospiraceae, Campylobacter, Flavonifactor ed Erysipelatoclostridium (con alcune differenze tra uomini e donne) (22,23). Aumenti nelle abbondanze relative di questi ceppi sono state dimostrate essere associate allo sviluppo di obesità viscerale (24,25).

Tutte queste relazioni sono il risultato di un a duplice relazione tra dieta e composizione del microbiota intestinale. Infatti, da una parte cambiamenti repentini nell’alimentazione modificano la composizione del microbiota intestinale (4) e dall’altra, la composizione del microbiota intestinale è in grado di influenzare gli aumenti di glucosio e trigliceridi durante la fase digestiva (5). Nel secondo caso, aumenti significativi di glucosio e trigliceridi durante la cosiddetta “fase postprandiale”, determinati da aumentate abbondanze di particolari batteri e da concomitanti riduzioni nelle abbondanze relative di altri, rappresentano un dimostrato fattore di rischio indipendente per l’aumentato rischio di patologie cardiovascolari (26). Riprendendo i risultati del nostro studio i soggetti con aterosclerosi preclinica presentavano un ridotto contributo di alcuni percorsi metabolici caratteristici del Fecalibacterium Prausnizii (degradazione dei carboidrati complessi di e biosintesi delle purine e pirimidine) e maggiori abbondanze di questo batterio risultano associate, solo nei soggetti senza aterosclerosi preclinica, ad aumentato consumo di alimenti ad elevato contenuto di carboidrati, fibra e proteine (come cereali, pane, pasta, prodotti da forno, formaggi, pesce, legumi, frutta e verdura) (16). L’assunzione di alimenti si associa, quindi, in modo differente alle abbondanze di specie batteriche intestinali tra i soggetti con e senza aterosclerosi preclinica (Figura 1) (16).

La presenza di un’associazione tra alimentazione, composizione del microbiota intestinale e rischio di patologia cardiovascolare non è sufficiente per definire una linea di azione per la prevenzione cardiovascolare a livello individuale.

Viceversa, con lo studio delle risposte post-prandiali metaboliche individuali a pasti predefinititi ci stiamo sempre più avvicinando alla sfera della nutrizione personalizzata in ambito di prevenzione. La risposta metabolica dei trigliceridi (lipemia post-prandiale) ad un pasto ad elevato contenuto di grassi (53 g) è soggetta ad un’ampia variabilità interindividuale (103 % di coefficiente di variazione), tra i fattori responsabili di questa variabilità emerge la composizione del microbiota intestinale (responsabile per il 7.5% dell’incremento dei trigliceridi in fase post-prandiale) (5). Al contempo, un’elevata lipemia post-prandiale rappresenta un fattore indipendente di rischio cardiovascolare (26). Queste osservazioni confermano la necessità di revisionare le attuali linee guida alimentari redatte per la prevenzione delle patologie, con particolare attenzione in materia dei grassi dietetici (27), per abbandonare il concetto di intervento nutrizionale “one size fit all”, e definire degli interventi individualizzati.

Al momento le evidenze disponibili non sono sufficientemente avanzate per permettere la realizzazione di interventi nutrizionali personalizzati, che tengano conto della composizione del microbiota intestinale di ciascun individuo, nella prevenzione delle patologie cardiovascolari e non. Il rapido progresso delle conoscenze in quest’ambito permetterà di definire gli aspetti dietetici su cui agire per modificare oppure modulare gli effetti del microbiota intestinale. Considerando questa possibilità, sarà successivamente possibile immaginare in futuro interventi dietetici personalizzati in ambito di prevenzione cardiovascolare.

EDIZIONE SPONSORIZZATA DA:

ANDREA BARAGETTI           ELISA MATTAVELLI

Università degli Studi di Milano / S.I.S.A. per lo Studio della Aterosclerosi, Ospedale Bassini | Italia

NUTRIZIONE PERSONALIZZATA