Gli SCFA favoriscono la salute dell’intestino

SCFA-Immagine Credit Public Domain-

In una recente recensione pubblicata sulla rivista Nutrients, i ricercatori esaminano i dati esistenti sugli acidi grassi a catena corta (SCFA), come butirrato, acetato e propionato, come costituenti critici del microbioma intestinale umano.

Il microbiota intestinale svolge un ruolo fondamentale nel preservare la salute, compresi gli effetti barriera contro gli organismi patogeni, la maturazione e il funzionamento del sistema immunitario, la regolazione dell’assunzione alimentare e l’assorbimento dei nutrienti. La disbiosi microbica intestinale è stata osservata in diversi disturbi, con numerose terapie basate sul microbiota intestinale attualmente in fase di studio per la gestione dei disturbi medici cronici. Un percorso clinicamente rilevante per la modulazione del microbiota intestinale comporta il ripristino dei livelli degli SCFA per una migliore salute cardiometabolica.

Nella presente revisione, i ricercatori hanno presentato una panoramica dell’associazione tra i livelli di SCFA e la salute umana.

SCFA nella salute umana

I trasportatori SCFA presenti sulla superficie epiteliale del colon, tra cui il trasportatore monocarbossilato-1 (MCT-1) e MCT-4, l’MCT-1 accoppiato al sodio (SMCT-1) e la proteina di resistenza del cancro al seno (BCRP) mediano gli effetti degli SCFA sull’intestino.

Gli SCFA aumentano la permeabilità e l’integrità della barriera intestinale. Il butirrato, ad esempio, aumenta le concentrazioni di proteine ​​​​della giunzione stretta come occludina, claudin-1 e zona occludens-1 sovraregolando i geni che codificano per le rispettive proteine.

Il butirrato rafforza anche lo strato di muco epiteliale intestinale elevando l’espressione della mucina 2 (MUC-2), modulando i livelli di stress ossidativo, riducendo il danno dell’acido desossiribonucleico (DNA) indotto dal perossido di idrogeno, riducendo la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e ripristinando i livelli di glutatione. Gli SCFA inducono anche la differenziazione cellulare e/o l’apoptosi per prevenire il cancro.

Gli SCFA possono anche regolare la gluconeogenesi intestinale indotta dal cervello. In particolare, il propionato attiva i recettori degli acidi grassi liberi-3 (FFAR-3) situati sullo strato più esterno delle cellule neuronali periportali di tipo afferente.

È stato anche dimostrato che gli SCFA inibiscono l’attività dell’istone deacetilasi (HDAC) e, di conseguenza, possono influenzare la fisiopatologia dei disturbi neuropsichiatrici come il morbo di Alzheimer, la schizofrenia e la depressione.

Inoltre, gli SCFA regolano l’infiammazione neuro e sistemica modulando la struttura e la funzione delle cellule della microglia, nonché le funzioni emotive e cognitive. Gli SCFA possono anche influenzare l’integrità della barriera cerebrale inducendo la produzione enzimatica di triptofano 5-idrossilasi 1, aumentando così la sintesi della serotonina.

Gli SCFA come l’acetato riducono l’appetito moderando l’assunzione alimentare e aumentando i livelli di ormoni della sazietà come il peptide YY (PYY) e il peptide-1 simile al glucagone (GLP-1) attraverso il recettore accoppiato a proteine ​​G (GPR)-41 e GPR- 43 e inibizione dell’HDAC.

Il propionato abbassa la gluconeogenesi nel fegato, mentre il butirrato e l’acetato aumentano i livelli di leptina e riducono la lipogenesi, il peso e i livelli di trigliceridi sierologici. Propionato e butirrato abbassano i livelli di pressione sanguigna legandosi con GPR-41 e vasodilatazione, oltre a prevenire la trombosi abbassando l’espressione dell’inibitore dell’attivatore del plasminogeno-1 (PAI-1).

 Gli SCFA aumentano anche la conta delle cellule T regolatorie (Treg) e riducono l’infiammazione intestinale abbassando l’attività del fattore nucleare-kappa B (NF-κB) e il rilascio di citochine associato.

In che modo la produzione di SCFA è correlata alle malattie umane

I microbi intestinali, in particolare le specie Firmicutes tra cui Lactobacillaceae, Ruminococcaceae e Lachnospiraceae producono SCFA da polisaccaridi complessi attraverso l’idrolisi. Inoltre, Actinobacteria, Proteobacteria e Fusobacteria possono produrre butirrato.

L’infiammazione acuta protegge l’intestino da stimoli dannosi come virus e batteri. Se irrisolte, queste lesioni possono progredire in infiammazione cronica, che è stata associata a disturbi come la malattia infiammatoria intestinale (IBD).

I pazienti affetti da IBD spesso presentano un’abbondanza ridotta di microbi produttori di butirrato come le specie Roseburia e Faecalibacterium prausnitzii , con conseguente minore produzione di SCFA. L’acetato controlla l’omeostasi dei tessuti attraverso l’attivazione del dominio pirinico della famiglia NLR contenente-3 (NLRP-3). Comparativamente, il butirrato regola la barriera intestinale, che è compromessa nell’IBD, attraverso l’aumento dei livelli di claudina-1, anfiregulina (AREG) e interleuchina-22 (IL-22).

Nel cancro del colon-retto è stata osservata una maggiore abbondanza di microbi patogeni come Fusobacterium nucleatum e una ridotta abbondanza di batteri produttori di butirrato, con conseguenti livelli di SCFA ridotti e aumento dell’infiammazione.

Il butirrato migliora l’apoptosi delle cellule tumorali alterando gli stati redox e le vie metaboliche del D-glucosio. Nell’ipertensione sono stati osservati una riduzione della conta microbica intestinale che produce butirrato e un assorbimento intestinale carente di SCFA.

Vedi anche:Gli acidi grassi possono combattere l’infiammazione cronica

Gli SCFA, in particolare il butirrato, regolano l’infiammazione cardiaca e stabilizzano le placche diminuendo i livelli di metalloproteinasi-2 della matrice (MMP-2), VCAM-1 e chemochine ligando-2 (CCL-2), riducendo così la migrazione dei macrofagi e aumentando la deposizione di collagene.

L’obesità è associata a disbiosi microbica intestinale e ad un alterato rapporto Firmicutes / Bacteroidetes. Inoltre, il diabete di tipo 2 è associato a una ridotta conta microbica produttrice di butirrato e a livelli più bassi di SCFA circolanti.

Gli SCFA migliorano l’omeostasi del glucosio attraverso gli effetti regolati dalla chinasi del paziente attivata dall’adenina monofosfato (AMP) (AMPK) e dal recettore gamma attivato dal proliferatore del perossisoma (PPARγ). Gli SCFA inibiscono anche la lipolisi e aumentano la lipogenesi.

Conclusioni

Gli SCFA sono componenti essenziali del microbiota intestinale che preservano la salute cardiometabolica. La produzione di SCFA dipendente dal microbiota può essere migliorata consumando diete ricche di fibre come la dieta mediterranea, vegana o vegetariana. Il consumo di prebiotici come gli arabinoxilani oligosaccaridi (AXOS), così come i probiotici come Lactobacillus plantarum, Lactobacillus paracasei e Lactobacillus rhamnosus possono anche promuovere la salute e il benessere.

Fonte: Nutrients