Dieta prebiotica-Immagine:progettazione dello studio. Disegno di intervento dietetico incrociato all’interno del soggetto con due bracci di studio e fino a sei punti temporali di misurazione. Credito:Gut-
Gli studi sugli animali suggeriscono che i nutrienti prebiotici di origine vegetale potrebbero migliorare le funzioni omeostatiche ed edonistiche del cervello attraverso miglioramenti nella comunicazione microbioma-intestino-cervello. Tuttavia, si sa poco se questi risultati siano applicabili agli esseri umani. Pertanto, i ricercatori hanno testato gli effetti della fibra prebiotica ad alto dosaggio sul processo decisionale alimentare correlato alla ricompensa in uno studio cross-over randomizzato e controllato con placebo e analizzato potenziali marcatori microbici e metabolici.
I nutrienti di origine vegetale possono alterare i batteri intestinali e influenzare la funzione cerebrale?
Scienziati del Medical Center dell’Università di Lipsia, dell’Istituto Max Planck per le scienze cognitive e del cervello umano e del Centro Helmholtz per la ricerca ambientale, hanno indagato su questa domanda in uno studio su adulti in sovrappeso.
I loro risultati, pubblicati sulla rivista Gut, suggeriscono che “la fibra alimentare può esercitare un’influenza sia sulla composizione dei batteri intestinali che sui segnali di ricompensa nel cervello e sul processo decisionale alimentare associato”.
I prebiotici vengono utilizzati per favorire la colonizzazione di batteri benefici nell’intestino. Queste fibre alimentari indigeribili si trovano in alimenti di origine vegetale come cipolle, porri, carciofi, grano, banane e in alte concentrazioni nella radice di cicoria. Supportano la salute dell’intestino promuovendo la crescita e l’attività dei batteri intestinali benefici. I ricercatori hanno ora studiato se alcuni prebiotici possono anche influenzare la funzione cerebrale migliorando la comunicazione tra il microbioma intestinale e il cervello.
Lo studio interventistico condotto dal Centro medico dell’Università di Lipsia indica che il consumo di prebiotici alimentari ad alte dosi porta a una riduzione dell’attivazione cerebrale correlata alla ricompensa in risposta a stimoli alimentari ad alto contenuto calorico. “I risultati suggeriscono un potenziale legame tra la salute dell’intestino e la funzione cerebrale, in questo caso il processo decisionale alimentare“, afferma la Dott.ssa Veronica Witte, coautrice dello studio e ricercatrice presso il Centro medico dell’Università di Lipsia.
Per lo studio sono stati selezionati adulti da giovani a di mezza età in sovrappeso che seguivano una dieta occidentale onnivora. I 59 volontari hanno assunto 30 grammi di inulina, un prebiotico estratto dalla radice di cicoria, ogni giorno per 14 giorni. Durante l’imaging MRI funzionale, ai partecipanti sono state mostrate immagini di cibo e è stato chiesto loro quanto desideravano mangiare i pasti raffigurati. Dopo l’esperimento MRI, è stato fornito loro il piatto con il punteggio più alto e è stato chiesto di consumarlo.
L’esame MRI è stato ripetuto in quattro momenti, prima e dopo la somministrazione del prebiotico e prima e dopo una fase placebo in cui ai partecipanti è stato somministrato un preparato con identica densità energetica, ma senza prebiotici. Quando i partecipanti hanno valutato gli alimenti ad alto contenuto calorico, c’era un’attivazione relativamente minore delle aree cerebrali legate alla ricompensa dopo aver consumato la fibra prebiotica. Questo effetto è stato accompagnato da un cambiamento nella composizione dei batteri intestinali.
I risultati, derivati da neuroimaging avanzato, sequenziamento di prossima generazione di batteri intestinali e analisi combinate di potenziali percorsi metabolici, suggeriscono che i cambiamenti microbici funzionali possono essere alla base della risposta alterata del cervello verso segnali alimentari ad alto contenuto calorico. I campioni di sangue a digiuno dei partecipanti sono stati sottoposti ad analisi per ormoni gastrointestinali, glucosio, lipidi e marcatori infiammatori. Inoltre, nei campioni di feci sono stati misurati il microbiota intestinale e i loro metaboliti, vale a dire gli acidi grassi a catena corta.
Spiegano gli autori:
“Le diete a base vegetale, riconosciute come uno dei principali effetti della salute planetaria, sono più benefiche per la salute cardiovascolare e cerebrale rispetto alle diete occidentali convenzionali. Gli alimenti a base vegetale e i relativi nutrienti prebiotici sono meno densi di calorie e si ritiene che modulino la funzione cerebrale compresa l’alimentazione e il funzionamento psicologico attraverso l’asse microbiota-intestino-cervello, tuttavia, le prove sperimentali dirette sono ancora limitate.
I metaboliti derivati dal microbiota delle fibre alimentari di origine vegetale, come gli acidi grassi a catena corta (SCFA), possono attraversare la barriera emato-encefalica per modulare la segnalazione ipotalamica. I primi studi sperimentali hanno dimostrato che l’assunzione orale di butirrato SCFA o del batterio produttore di butirrato Akkermansia spp ha ridotto il peso corporeo nell’uomo e ripristinato i cambiamenti funzionali cerebrali indotti dall’obesità, nei topi. Inoltre, 1 settimana di somministrazione di SCFA nel colon ha modulato la risposta del cortisolo indotto dallo stress dipendente dall’asse ipotalamo-ipofisi-surrene in uno studio comprendente 66 uomini sani e l’assunzione di microbiota autologo derivato dalle feci durante un periodo di perdita di peso con la dieta, ha migliorato il mantenimento della perdita di peso negli esseri umani. Precedenti studi sugli esseri umani hanno dimostrato che l’assunzione supplementare di fibre prebiotiche come i fruttani di tipo inulina riduce la fame soggettiva e migliora la regolazione dell’appetito guidata dagli ormoni intestinali attraverso cambiamenti nel peptide postprandiale glucagon-like (GLP)-1, neuropeptide y (PYY) 13 (n =10) e grelina (entrambi n<50). In un altro studio clinico randomizzato (RCT) su più di 100 pazienti con obesità, l’inulina rispetto al placebo ha indotto una maggiore perdita di peso e i risultati esplorativi hanno indicato miglioramenti dell’umore in un sottogruppo basato sul microbiota con elevata abbondanza relativa di Coprococcus al basale. I risultati di due analisi trasversali hanno indicato che l’assunzione abituale complessiva di fibre alimentari è collegata a specifici generi di microbiota tra cui i Parabacteriodes, che a loro volta spiegano la varianza nel comportamento alimentare negli adulti in sovrappeso e il successo del trattamento dopo chirurgia bariatrica“.
Tuttavia, restano da dimostrare le prove neuroimaging di come le diete prebiotiche e i cambiamenti microbici legati alla dieta influenzano il cervello per quanto riguarda il comportamento alimentare. A livello cerebrale, si ritiene che il processo decisionale alimentare si basi su una complessa interazione di segnali omeostatici ed edonistici, orchestrati da una varietà di reti sottocorticali e corticali che coinvolgono il tronco cerebrale e l’ipotalamo, lo striato e le aree della corteccia prefrontale e basi neurobiologiche del comportamento alimentare (malsano) e i relativi correlati neuroimaging. Tuttavia, questi processi non sono stati completamente compresi. Studi di risonanza magnetica funzionale (fMRI) hanno indicato che la presentazione di segnali alimentari altamente appetibili porta a una risposta cerebrale più forte nelle aree di ricompensa rispetto a segnali alimentari equicalorici e non appetibili. Parallelamente, la disinibizione e il desiderio malsano di cibo, talvolta descritto in modo controverso come dipendenza da cibo, sono stati collegati a sottili differenze strutturali nella rete di ricompensa e con un’attivazione cerebrale differenziale nella corteccia prefrontale ventromediale (vmPFC) in risposta al cibo ad alto contenuto calorico. Non è ancora noto se questi effetti possano essere mitigati dalla dieta prebiotica mirata all’asse intestino-cervello.
Il nostro scopo qui è stato testare l’ipotesi che un intervento di fibre prebiotiche ad alto dosaggio possa alterare il microbioma intestinale e quindi i modelli di attivazione neurale della ricompensa alimentare in una popolazione a rischio di aumento di peso e resistenza all’insulina”.
La ricerca è stata condotta all’interno del Collaborative Research Center 1052, Obesity Mechanisms.
Leggi anche:Proteine animali e vegetali: fonti proteiche non equivalenti dal punto di vista nutrizionale
“Sono necessari ulteriori studi per indagare se i trattamenti che alterano il microbioma potrebbero aprire nuove strade per approcci meno invasivi alla prevenzione e al trattamento dell’obesità. Una migliore comprensione dei meccanismi sottostanti tra microbioma, intestino e cervello potrebbe aiutare a sviluppare nuovi strategie che promuovono abitudini alimentari più sane nelle persone a rischio”, afferma il dott. Witte. È attualmente in corso uno studio di follow-up che esamina gli effetti della somministrazione di prebiotici a lungo termine e ad alte dosi per sei mesi sul comportamento alimentare, sulla funzione cerebrale e sul peso corporeo nelle persone che vivono in sovrappeso e obese.
Fonte: Gut
