(Dieta ricca di grassi-Immagine: Mariana Byndloss e Woongjae Yoo stanno esplorando le connessioni tra dieta, microbi intestinali e malattie cardiache. Attestazione: VUMC).
Una dieta ricca di grassi interrompe la biologia del rivestimento interno dell’intestino e delle sue comunità microbiche e promuove la produzione di un metabolita che può contribuire alle malattie cardiache, secondo uno studio pubblicato il 13 agosto sulla rivista Science.
“Le scoperte in modelli animali supportano un ruolo chiave dell’intestino e del microbiota nello sviluppo delle malattie cardiovascolari”, ha affermato Mariana Byndloss, DVM, Ph.D., assistente Prof. di Patologia, Microbiologia e Immunologia presso il Vanderbilt University Medical Center.
“L’intestino”, ha osservato il ricercatore, “è stato relativamente poco studiato dagli scienziati che cercano di capire l’impatto dell’obesità sulle malattie cardiovascolari. Prima di COVID 19, l’obesità e la sindrome metabolica erano considerate la pandemia del 21° secolo. In questo momento, circa il 40% della popolazione degli Stati Uniti è obesa e si prevede che tale percentuale aumenterà“, ha affermato Byndloss. “La nostra ricerca ha rivelato un meccanismo precedentemente inesplorato su come la dieta e l’obesità possono aumentare il rischio di malattie cardiovascolari, influenzando la relazione tra il nostro intestino e i microbi che vivono nel nostro intestino“.
In studi precedenti, Byndloss e Andreas Bäumler, Ph.D., presso l’Università della California a Davis, hanno scoperto che le cellule epiteliali che rivestono l’intestino e i microbi intestinali condividono una relazione reciprocamente vantaggiosa che promuove un ambiente intestinale sano. I ricercatori si sono chiesti se l’obesità influisce su questa relazione.
I team di ricerca che hanno collaborato hanno scoperto che una dieta ricca di grassi provoca infiammazione e danneggia le cellule epiteliali intestinali nei modelli animali. “La dieta ricca di grassi compromette la funzione dei mitocondri generatori di energia“, ha spiegato Byndloss, “inducendo le cellule intestinali a produrre più ossigeno e nitrati”.
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Questi fattori, a loro volta, stimolano la crescita di microbi dannosi delle Enterobacteriaceae, come E. coli e stimolano la produzione batterica di un metabolita chiamato TMA (trimetilammina). Il fegato converte TMA in TMAO (trimetilammina-N-ossido) che è stato implicato nella promozione dell’aterosclerosi e nell’aumento del rischio relativo di mortalità per tutte le cause nei pazienti.
Ciò che le persone mangiano ha un effetto selettivo immediato sulle popolazioni microbiche residenti nell’intestino. Una dieta ricca di grassi è associata alla presenza di microbi che catabolizzano la colina e all’accumulo di trimetilammina N- ossido (TMAO) nel flusso sanguigno, un fattore che contribuisce alle malattie cardiache. In questo studio i ricercatori hanno esplorato gli organismi microbici e le vie che convertono la colina in TMAO nei topi. Sebbene i cluster di geni per il metabolismo della colina si trovino ampiamente nel microbiota, sono solo gli anaerobi facoltativi che diventano abbondanti negli ospiti con una dieta ricca di grassi. Una dieta ricca di grassi compromette l’assorbimento mitocondriale di ossigeno negli enterociti dell’ospite e aumenta il nitrato nel muco, che a sua volta indebolisce la sana funzione intestinale anaerobica. Anaerobi facoltativi come il pathobiontEscherichia coli diventa dominante, il che porta ad un aumento complessivo della quantità di colina catabolizzata nel precursore del TMAO. Non è chiaro se questo percorso abbia un ruolo nelle malattie cardiache.
“Era noto che l’esposizione a una dieta ricca di grassi causa disbiosi, uno squilibrio nel microbiota che favorisce i microbi dannosi, ma non sapevamo perché o come ciò stesse accadendo”, ha detto Byndloss. “Mostriamo un modo in cui la dieta colpisce direttamente l’ospite e promuove la crescita di microbi cattivi”.
I ricercatori hanno dimostrato che un farmaco attualmente approvato per il trattamento della malattia infiammatoria intestinale ha ripristinato la funzione delle cellule epiteliali intestinali e ha attenuato l’aumento del TMAO nei modelli animali. Il farmaco, chiamato acido 5-aminosalicilico, attiva la bioenergetica mitocondriale nell’epitelio intestinale.
Spiegano gli autori:
“Una dieta ricca di grassi in stile occidentale promuove le malattie cardiovascolari, in parte perché è ricca di colina, che viene convertita in trimetilammina (TMA) dal microbiota intestinale. Tuttavia, non è noto se i cambiamenti nella fisiologia intestinale indotti dalla dieta possano alterare la capacità metabolica del microbiota. Utilizzando un modello murino di obesità indotta dalla dieta, mostriamo che l’esposizione cronica a una dieta ricca di grassi intensifica il catabolismo della colina di Escherichia coli alterando la fisiologia dell’epitelio intestinale. Una dieta ricca di grassi ha compromesso la bioenergetica dei mitocondri nell’epitelio del colon per aumentare la biodisponibilità luminale di ossigeno e nitrati, intensificando così il catabolismo della colina dipendente dalla respirazione di E. coli . A sua volta, E. coliil catabolismo della colina ha aumentato i livelli circolanti di trimethlamine N- ossido, che è un metabolita potenzialmente dannoso generato dal microbiota intestinale”.
“Questa è la prova che è possibile prevenire gli esiti negativi associati a una dieta ricca di grassi”, ha detto Byndloss. “Un farmaco come l’acido 5-aminosalicilico potrebbe essere usato in combinazione con un probiotico per ripristinare un ambiente intestinale sano e aumentare i livelli di microbi benefici”, ha aggiunto. “Solo comprendendo appieno la relazione tra l’ospite – noi – e i microbi intestinali nella salute e nella malattia saremo in grado di progettare terapie che saranno efficaci nel controllare l’obesità e gli esiti associati all’obesità come le malattie cardiovascolari”.
Byndloss e il suo team hanno in programma di estendere i loro studi a modelli animali di malattie cardiovascolari. Stanno anche esplorando il ruolo della relazione ospite-microbo nello sviluppo di altre malattie, compreso il cancro del colon-retto.
Fonte: Science
