Ricerche

L'enzima responsabile della reazione finale nella produzione di glucosio intestinale è evidenziato da immunofluorescenza (rosso) nel microscopio cofocale. (Fonte: © Inserm / Mithieux G.& P. Besnard)Gli scienziati sanno da 20 anni che una dieta ricca di fibre protegge l'organismo dall'obesità e dal diabete, ma finora erano loro sfuggiti i meccanismi coinvolti.

Un team franco-svedese, che comprende ricercatori del CNRS, dell'Inserm e della Université Claude Bernard Lyon 1 (Unité Inserm 855 "Nutrition et Cerveau"), è riuscito a chiarire questo meccanismo, che coinvolge la flora intestinale e la capacità dell'intestino di produrre glucosio tra i pasti.

Questi risultati, pubblicati sulla rivista Cell il 9 gennaio 2014, chiariscono anche il ruolo dell'intestino e dei microrganismi associati nel mantenere la glicemia. E daranno origine a nuove raccomandazioni dietetiche per prevenire il diabete e l'obesità.

La maggior parte della frutta dolce e molte verdure come scorzonera, cavolo o fagioli sono ricche delle cosiddette fibre fermentabili. Tali fibre non possono essere digerite direttamente dall'intestino ma vengono fermentate dai batteri intestinali diventando acidi grassi a catena corta, come propionato e butirrato, che sono assimilabili dal nostro organismo.

L'effetto protettivo di queste fibre è ben noto ai ricercatori: gli animali nutriti con una dieta ricca di fibre diventano meno grassi e hanno meno probabilità di sviluppare il diabete rispetto agli animali nutriti con una dieta priva di fibre. Tuttavia, il meccanismo alla base di questo effetto è rimasto fino ad ora un mistero.

Il team guidato da Gilles Mithieux, ricercatore CNRS del gruppo "Nutrition et Cerveau" (Inserm / Université Claude Bernard Lyon 1), si è chiesto se tale meccanismo possa essere legato alla capacità dell'intestino di produrre glucosio. L'intestino è infatti in grado di sintetizzare questo zucchero e rilasciarlo nel flusso sanguigno tra i pasti e di notte. Tuttavia, il glucosio ha delle proprietà particolari: viene rilevato dai nervi nelle pareti della «vena porta» (che raccoglie il sangue proveniente dall'intestino), che a sua volta invia un segnale nervoso al cervello. In risposta, il cervello innesca una serie di effetti protettivi contro il diabete e l'obesità: si dissolve la sensazione di fame, il dispendio energetico a riposo è migliorato e, ultimo ma non meno importante, il fegato produce meno glucosio.

Per collegare fibre fermentabili e produzione di glucosio dell'intestino, i ricercatori hanno sottoposto ratti e topi a diete arricchite con fibre fermentabili, o con propionato o butirrato. Hanno quindi osservato una forte induzione dell'espressione dei geni e degli enzimi responsabili della sintesi del glucosio a livello intestinale. Essi hanno dimostrato che l'intestino di questi animali usa il propionato come precursore per aumentare la produzione di glucosio. I topi nutriti con una dieta ricca di grassi e zuccheri, ma integrata con fibre, sono diventati meno grassi rispetto ai topi di controllo e sono stati anche protetti dallo sviluppo del diabete grazie all'aumento significativo della sensibilità all'insulina.

I ricercatori hanno ripetuto l'esperimento con i topi ai quali era stata soppressa con l'ingegneria genetica la capacità di produrre glucosio da parte dell'intestino. Nessun effetto protettivo è stato quindi osservato: questi topi sono diventati grassi e hanno sviluppato il diabete come quelli nutriti con una dieta priva di fibre. Alla base degli effetti positivi delle fibre fermentabili sull'organismo c'è quindi la produzione di glucosio dall'intestino da parte del propionato e del butirrato.

Oltre a questo meccanismo precedentemente sconosciuto, questo lavoro mette in luce il ruolo della flora intestinale che, fermentando le fibre alimentari, fornisce all'intestino i precursori per la produzione di glucosio. Esso mostra anche l'importanza dell'intestino nella regolazione del glucosio nel corpo. Infine, questi risultati dovrebbero permettere di proporre linee guida nutrizionali ed evidenziare nuovi bersagli terapeutici per prevenire o trattare il diabete e l'obesità.

Fonte: CNRS (Délégation Paris Michel-Ange).

Riferimenti:  Filipe De Vadder, Petia Kovatcheva-Datchary, Daisy Goncalves, Jennifer Vinera, Carine Zitoun, Adeline Duchampt, Fredrik Bäckhed, Gilles Mithieux. Microbiota-generated metabolites promote metabolic benefits via gut-brain neural circuits. Cell, January 2014, DOI: 10.1016/j.cell.2013.12.016

Pubblicato in cnrs.fr (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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