Pectina-Immagine Credit Public Domain-
Una dieta a base di frutta e verdura contiene pectine (polisaccaridi vegetali). La pectina non può essere metabolizzata dalle cellule dei mammiferi nel tratto gastrointestinale, ma viene fermentata dal microbiota intestinale nel colon, dove vengono rilasciati gli acidi grassi a catena corta (SCFA).
Precedenti studi hanno esaminato le proprietà prebiotiche della pectina. Tuttavia, i risultati sono stati incoerenti, molto probabilmente a causa delle differenze nella sua struttura chimica, che varia con il suo peso molecolare e il grado di esterificazione.
La pectina entrerà nel colon ed entrerà in contatto con il microbiota intestinale residente, una complessa comunità di microrganismi che include una robusta componente batterica che svolge un ruolo ben noto nella salute umana. All’interno del colon, il microbiota intestinale è noto per svolgere un ruolo nella protezione dell’ospite dalla colonizzazione di agenti patogeni attraverso la competizione fisica e nutritiva, sintetizza le vitamine e produce una serie di metaboliti, come gli acidi grassi a catena corta (SCFA), che possono modulare il sistema immunitario. Il microbiota intestinale è in grado di fermentare la pectina perché i microbi trasportano loci di utilizzazione dei polisaccaridi (PUL) e rilasciano enzimi carboidrati-attivi che agiscono di concerto per abbattere la molecola e consentire alla pectina di essere utilizzata come fonte di carbonio con il successivo rilascio del prodotto SCFA
Composizione della pectina
La parete cellulare della pianta contiene pectina (eteropolisaccaride), una struttura complessa comprendente acidi galatturonico (GalA) legati con O-1 e O-4. Contiene anche tre unità principali, vale a dire, rhamnogalatturonano I (RG-I), rhamnogalatturonano II (RG-II) e omogalatturonano (HG). In genere, la struttura della pectina è molto variabile, differendo tra le piante e nelle diverse fasi di sviluppo (ad esempio, maturazione dei frutti).
Le molecole di pectina sono state classificate in base a due parametri, ovvero il grado di esterificazione (DE) e il peso molecolare (MW). DE è anche indicato come il grado di metossilazione (DM), cioè la composizione percentuale di GalA metil-esterificato rispetto a GalA. Un basso grado di pectina di esterificazione (LDE) si osserva in una molecola di pectina che contiene meno del 50% di DE, mentre quelle con DE superiore al 50% rappresentano un alto grado di pectina di esterificazione (HDE).
La pectina è spesso classificata come prebiotico, vale a dire un substrato che non viene digerito da fattori umani, ma viene fermentato dal microbiota intestinale, stimolando la crescita di taxa benefici e migliorando le attività microbiche per produrre un beneficio per la salute. La somministrazione di pectina come prebiotico è stata precedentemente associata a una serie di esiti positivi per la salute, come la riduzione dell’infiammazione, l’immunomodulazione, l’inibizione dell’obesità e l’aumento della funzione di barriera cellulare. Tuttavia, a causa della complessità del microbiota intestinale, che include reazioni incrociate multifattoriali e alimentazione incrociata tra taxa, c’è ancora molto da imparare su come la pectina influenza la salute umana attraverso le modulazioni del microbioma intestinale. La dimensione della pectina inibisce l’assorbimento cellulare diretto da parte dei microbi, quindi la spina dorsale della pectina deve essere prima depolimerizzata e quindi le catene laterali devono essere rimosse, convertendo la struttura in oligosaccaridi più piccoli, che possono essere potenzialmente utilizzati in una strategia di alimentazione incrociata. Inoltre, il processo di metabolismo della pectina da parte del microbiota intestinale è variabile e dipende dalle proprietà chimiche della pectina in questione. Di particolare importanza sono DE e MW, che influenzano direttamente la fermentescibilità intestinale della pectina.
Il ruolo del microbioma intestinale nella fermentazione della pectina
Il microbioma intestinale contiene una complessa popolazione batterica che svolge un ruolo vitale nella salute umana. Il microbioma intestinale protegge gli ospiti dalla colonizzazione patogena attraverso la competizione fisica e dei nutrienti. Inoltre, sintetizza le vitamine e produce un’ampia gamma di metaboliti, come gli acidi grassi a catena corta (SCFA), che possono alterare il sistema immunitario.
Il microbiota intestinale può fermentare la pectina a causa della presenza di specie batteriche che trasportano loci di utilizzazione dei polisaccaridi (PUL) e producono enzimi carboidrati attivi. Questi enzimi possono abbattere le molecole di pectina e consentire alla pectina di essere utilizzata come fonte di carbonio che successivamente termina con la produzione di SCFA.
I batteri chiave che degradano la pectina sono stati identificati come specie Bacteroides (ad esempio, Bacteroides thetaiotamicron ). Inoltre, le specie appartenenti alla famiglia delle Lachnospiraceae contengono anche enzimi che degradano la pectina, come idrolasi, liasi ed esterasi. Alcuni altri microbi associati alla fermentazione della pectina sono Faecalbacterium prausnitzii ed Eubacterium eligens.
La fermentazione della pectina da parte del microbiota intestinale dipende dalle proprietà chimiche della pectina, in particolare DE e MW. La pectina con PM inferiore ha un tasso di fermentazione più elevato e un’elevata resa di SCFA. Precedenti studi in vitro basati sulla pectina di agrumi e sulla pectina di barbabietola da zucchero hanno indicato che la DE è il parametro più cruciale per la modifica della pectina del microbiota intestinale. Questi studi hanno indicato che MW e DE della pectina influenzano la sua fermentescibilità da parte del microbiota intestinale e influenzano il suo potenziale prebiotico. Pertanto, è imperativo chiarire in che modo questi componenti strutturali della pectina influenzano la composizione del microbiota intestinale.
In che modo MW e DE influenzano la funzione prebiotica della pectina di limone sul microbiota intestinale?
Un nuovo studio della rivista Foods ha valutato come MW e DE influenzano la funzione prebiotica della pectina di limone sul microbiota intestinale. È stato utilizzato un disegno sperimentale in vitro per comprendere le interazioni tra pectina e microbi intestinali. Il sequenziamento del gene 16S rRNA e l’analisi SCFA sono stati utilizzati per determinare le alterazioni nella struttura e nella funzione della comunità del microbiota intestinale.
Per lo studio in vitro, due pectine di limone di diverso MW e DE sono state testate contro il microbiota intestinale di due donatori. Gli autori hanno scoperto che sia la pectina di limone ad alto DE (LMW-HDE) che la pectina di limone a basso DE (HMW-LDE) potrebbero alterare la struttura della comunità del microbiota intestinale.
È stato osservato che entrambe le pectine di limone hanno migliorato i livelli totali di SCFAS attraverso l’aumento di diversi tipi di SCFA. La pectina di limone LMW-HDE ha aumentato i livelli di acido acetico e butanoico, mentre la pectina di limone HMW-LDE ha aumentato solo l’acido acetico.
Vedi anche:Gli effetti della fibra alimentare sul microbioma intestinale e sulle malattie infiammatorie
Conclusioni
I risultati sperimentali del presente studio hanno rivelato come la pectina con varie strutture chimiche alteri il microbiota intestinale in modo divergente. Le informazioni dettagliate su come la pectina MW e DE influiscono sull’interazione tra il microbioma intestinale e le molecole di pectina potrebbero aiutare positivamente a sviluppare i prebiotici.
In futuro, dovranno essere condotte ulteriori ricerche per comprendere meglio il ruolo della pectina di limone MW e DE, in particolare sul loro utilizzo da parte del microbiota intestinale, che influenza il cambiamento nella struttura e nella funzione del microbioma.
Fonte:Foods
