Il rapporto tra glutine e microbiota intestinale è oggi oggetto di crescente interesse scientifico, soprattutto per comprendere come la dieta gluten-free possa influenzare l’equilibrio dei batteri intestinali.

Abstract

La dieta priva di glutine è il trattamento principale della celiachia ed è sempre più diffusa anche tra individui non celiaci. Diversi studi hanno mostrato che l’adozione di una dieta gluten-free può essere associata a modificazioni della composizione del microbiota intestinale, tra cui riduzione di Bifidobacterium e Lactobacillus e aumento di Enterobacteriaceae. L’interpretazione più comune attribuisce tali cambiamenti alla riduzione di carboidrati fermentabili presenti nei cereali contenenti glutine. Tuttavia i substrati fermentabili per il microbiota possono derivare anche da molte altre fonti alimentari. Il glutine è inoltre una proteina parzialmente resistente alla digestione e la sua degradazione può generare peptidi che raggiungono l’intestino e vengono ulteriormente metabolizzati dal microbiota. Questo articolo analizza le evidenze disponibili sul rapporto tra dieta gluten-free e microbiota intestinale e discute l’ipotesi, ancora poco esplorata, di un possibile ruolo ecologico dei peptidi derivati dalla digestione incompleta del glutine nell’ecosistema microbico intestinale.

In evidenza

• La dieta senza glutine può modificare il microbiota intestinale.

• In alcuni studi si osserva una riduzione di Bifidobacterium e Lactobacillus.

• La spiegazione più diffusa è la riduzione delle fibre fermentabili presenti nel grano.

• Tuttavia il microbiota può ottenere fibre anche da legumi, frutta, verdura e amido resistente.

• Il glutine è una proteina parzialmente resistente alla digestione e alcuni suoi peptidi raggiungono l’intestino.

• Il microbiota possiede enzimi in grado di degradare questi peptidi.

• Il possibile ruolo ecologico dei peptidi del glutine nel microbiota è un campo di ricerca ancora poco esplorato.

Il paradosso della dieta gluten-free

La dieta senza glutine rappresenta il trattamento indispensabile per la celiachia ed è sempre più diffusa anche tra individui non celiaci. Tuttavia negli ultimi anni diversi studi hanno osservato che l’adozione di una dieta gluten-free può essere associata a modificazioni della composizione del microbiota intestinale.

In particolare alcune ricerche hanno riportato:

• riduzione di Bifidobacterium

• riduzione di Lactobacillus

• aumento di Enterobacteriaceae

Queste alterazioni sono state osservate non solo nei pazienti con celiachia ma anche in individui sani che adottano una dieta priva di glutine.

La spiegazione più frequentemente proposta attribuisce tali cambiamenti alla riduzione di carboidrati fermentabili presenti nei cereali contenenti glutine, come fruttani e arabinoxilani.

Tuttavia questa interpretazione solleva alcune domande.

Il microbiota intestinale può infatti utilizzare fibre fermentabili provenienti da molte altre fonti alimentari, tra cui legumi, frutta, verdura, semi e amido resistente. Inoltre il glutine è una proteina che durante la digestione genera numerosi peptidi parzialmente resistenti alla degradazione enzimatica, alcuni dei quali possono raggiungere l’intestino ed essere ulteriormente metabolizzati dal microbiota.

Questo solleva una questione ancora poco esplorata:

è possibile che il microbiota umano, soprattutto nelle popolazioni con consumo elevato di cereali contenenti glutine, abbia sviluppato un adattamento metabolico anche verso i peptidi derivati dalla digestione incompleta del glutine?

Al momento non esistono risposte definitive, ma questa ipotesi rappresenta un interessante campo di ricerca per comprendere meglio il rapporto tra glutine, dieta e microbiota intestinale.

1. Dieta senza glutine e cambiamenti nel microbiota

Diversi studi mostrano che l’adozione di una dieta priva di glutine può essere associata a modificazioni del microbiota intestinale.

In particolare sono stati osservati:

• diminuzione di Bifidobacterium

• diminuzione di Lactobacillus

• aumento di Enterobacteriaceae

Questi cambiamenti sono stati rilevati sia nei soggetti con celiachia anche dopo anni di dieta gluten-free, sia in individui sani che adottano una dieta senza glutine [1][2][3].

Uno studio condotto su soggetti sani ha mostrato che una dieta senza glutine di breve durata è associata a:

• riduzione di Bifidobacterium

• riduzione di Lactobacillus

• aumento di Escherichia coli e Enterobacteriaceae [1].

Alterazioni del microbiota sono state osservate anche in pazienti celiaci trattati con dieta gluten-free, suggerendo che la normalizzazione del microbiota non sempre avviene completamente nonostante la remissione clinica della malattia [2][4].

Alcuni studi riportano che il 60–80% dei celiaci presenta ancora disbiosi intestinale nonostante una corretta dieta priva di glutine.

I probiotici e le modifiche dietetiche possono modulare il microbiota nei celiaci, ma nessuna terapia ha ancora dimostrato di correggere stabilmente la disbiosi

2. L’interpretazione più diffusa: riduzione di carboidrati fermentabili

La spiegazione più frequentemente proposta è che la dieta gluten-free comporti una riduzione di carboidrati complessi fermentabili, con conseguente diminuzione dei substrati disponibili per i batteri intestinali benefici.

Eliminando cereali come grano, segale e orzo si riduce infatti l’assunzione di alcune componenti della matrice alimentare del grano, tra cui:

• fruttani

• arabinoxilani

• alcune fibre fermentabili

Questi composti sono importanti substrati per il microbiota intestinale e contribuiscono alla produzione di metaboliti benefici come gli acidi grassi a corta catena [5][6].

Secondo questa interpretazione, quindi, le alterazioni osservate nel microbiota sarebbero dovute principalmente alla modifica della matrice alimentare e dell’apporto di fibre fermentabili, più che all’assenza del glutine in sé [5].

3. Un punto critico: le fibre possono provenire da molte altre fonti

Tuttavia i substrati fermentabili per il microbiota possono provenire da molte altre fonti alimentari, tra cui:

• legumi

• frutta

• verdura

• semi

• tuberi

• riso

• amido resistente

Numerosi studi indicano che per la salute del microbiota risultano particolarmente importanti:

• fibre fermentabili

• polisaccaridi vegetali complessi

• amido resistente

componenti che non dipendono esclusivamente dal consumo di grano.

Pertanto sostenere che la matrice alimentare del grano sia indispensabile per il mantenimento dell’eubiosi intestinale non è supportato da evidenze definitive.

4. Cosa succede al glutine durante la digestione

Il glutine è una proteina complessa costituita principalmente da:

• gliadine

• glutenine

Durante la digestione gastrointestinale alcune sequenze proteiche risultano particolarmente resistenti all’idrolisi enzimatica.

Questo avviene perché il glutine contiene sequenze ricche di prolina e glutammina, che rendono difficile la degradazione completa da parte degli enzimi digestivi umani [7][8].

Di conseguenza, alcuni peptidi derivati dalla digestione del glutine possono raggiungere l’intestino tenue e il colon sotto forma di frammenti proteici parzialmente digeriti.

5. Il ruolo del microbiota nella degradazione del glutine

Diversi batteri intestinali possiedono enzimi capaci di degradare ulteriormente i peptidi derivati dal glutine.

Tra i generi più studiati figurano:

• Lactobacillus

• Bifidobacterium

• Bacteroides

• alcune specie di Clostridium

Questi microrganismi possiedono peptidasi microbiche in grado di degradare sequenze ricche di prolina presenti nei peptidi del glutine [9][10].

Alcuni studi suggeriscono inoltre che specifici ceppi di Bifidobacterium e Lactobacillus possano ridurre la formazione di peptidi gliadinici tossici e modulare la risposta immunitaria associata al glutine [11].

6. Peptidi bioattivi derivati dal glutine

Un ulteriore aspetto poco esplorato riguarda la possibilità che la degradazione microbica del glutine produca peptidi con attività biologica.

Analisi proteomiche hanno dimostrato che la digestione del glutine genera numerosi frammenti peptidici con potenziale attività biologica e immunologica [7][12].

La digestione enzimatica delle proteine alimentari può infatti generare frammenti peptidici bioattive con diverse funzioni biologiche, tra cui:

• modulazione dell’infiammazione

• protezione della mucosa intestinale

• attività antimicrobica.

Tra questi sono stati descritti, ad esempio:

• il peptide ω-gliadin ω(105-123) del monococco, che in studi in vitro ha mostrato effetti protettivi sulla mucosa intestinale

• il peptide p10mer (QQPQDAVQPF) identificato in alcune varietà di grano

Questi risultati suggeriscono che la degradazione del glutine potrebbe generare peptidi biologicamente attivi. Il ruolo fisiologico di molti di questi peptidi nell’uomo rimane ancora poco chiarito e rappresenta un ambito di ricerca emergente.

7. Il ruolo centrale degli acidi grassi a corta catena

Il microbiota intestinale svolge numerose funzioni metaboliche importanti, tra cui la produzione di acidi grassi a corta catena (SCFA):

• butirrato

• propionato

• acetato

Questi metaboliti derivano principalmente dalla fermentazione delle fibre alimentari e svolgono funzioni fondamentali:

• nutrimento delle cellule epiteliali intestinali

• rafforzamento della barriera mucosa

• modulazione del sistema immunitario

• riduzione dei processi infiammatori intestinali.

Per questo motivo l’apporto di fibre fermentabili è considerato uno dei fattori dietetici più importanti per il mantenimento dell’equilibrio del microbiota [6].

Approfondimento

Il glutine indigerito può avere un ruolo ecologico nel microbiota?

Un aspetto raramente discusso nel rapporto tra glutine e microbiota riguarda il possibile ruolo dei peptidi del glutine non completamente digeriti.

Poiché alcune sequenze del glutine resistono alla digestione enzimatica, una parte dei frammenti proteici può raggiungere il colon.

Alcuni microrganismi del microbiota possiedono enzimi capaci di degradare ulteriormente questi peptidi. Tra i generi più studiati figurano:

• Lactobacillus

• Bifidobacterium

• alcune specie di Clostridium

• Bacteroides

Qui questi peptidi possono essere utilizzati come substrato metabolico da parte di alcuni batteri intestinali, grazie alla presenza di specifiche peptidasi microbiche [9].

Adattamento del microbiota alla dieta

Il microbiota intestinale è fortemente influenzato dalla dieta abituale delle popolazioni.

È stato dimostrato che:

• popolazioni con dieta ricca di fibre vegetali presentano microbioti dominati da Prevotella

• popolazioni occidentali mostrano maggiore prevalenza di Bacteroides

Questo dimostra che il microbiota umano può adattarsi alle fonti alimentari consumate abitualmente.

Poiché nei paesi occidentali il consumo di cereali contenenti glutine è molto elevato da millenni, è plausibile che parte del microbiota umano si sia adattata anche alla presenza di peptidi derivati dalla digestione incompleta del glutine.

Se questa ipotesi fosse corretta, l’eliminazione completa del glutine potrebbe modificare l’equilibrio ecologico di alcune popolazioni batteriche. Al momento tuttavia questa ipotesi non è ancora dimostrata e richiede ulteriori studi.

Modificare l’equilibrio ecologico di alcune popolazioni batteriche:

La possibile modifica dell’equilibrio ecologico del microbiota intestinale potrebbe consistere soprattutto in cambiamenti nella composizione e nelle funzioni delle comunità batteriche dell’intestino:

1. Riduzione di alcuni batteri “adattati” al glutine

Se alcuni microrganismi intestinali sono capaci di utilizzare i peptidi derivati dal glutine come substrato, eliminare completamente il glutine potrebbe:

• ridurre la disponibilità di questo nutriente

• far diminuire la crescita di quei batteri che lo metabolizzano.

2. Aumento di altre specie batteriche

Quando una fonte nutritiva cambia, altre specie batteriche possono diventare più competitive e aumentare di numero. Questo può portare a una diversa proporzione tra i vari gruppi batterici.

3. Cambiamenti nei prodotti metabolici del microbiota

I batteri intestinali producono sostanze importanti per l’organismo, come:

• acidi grassi a catena corta (SCFA): acetato, propionato, butirrato

• vitamine

• metaboliti che influenzano il sistema immunitario.

Se cambiano le specie batteriche, può cambiare anche la quantità o il tipo di metaboliti prodotti.

4. Possibili effetti su digestione e immunità

Un diverso equilibrio del microbiota potrebbe teoricamente influenzare:

• la digestione di alcuni nutrienti

• la permeabilità intestinale

• la risposta immunitaria intestinale.

In sintesi

La modifica dell’equilibrio biologico potrebbe significare:

• cambiamento nelle specie batteriche presenti

• cambiamento nelle loro proporzioni

• cambiamento nelle sostanze metaboliche prodotte dal microbiota.

Tuttavia, come accennato nel testo, questa ipotesi è ancora oggetto di studio e non esistono prove definitive che l’eliminazione del glutine modifichi in modo rilevante il microbiota nelle persone sane.

Conclusione

Le evidenze scientifiche indicano che la dieta senza glutine può modificare la composizione del microbiota intestinale. Tuttavia non è ancora chiaro se tali cambiamenti siano dovuti principalmente alla riduzione di fibre fermentabili, a modifiche complessive della dieta, ad adattamenti del microbiota oppure all’assenza del glutine in sé.

Il microbiota intestinale è un ecosistema complesso la cui stabilità dipende soprattutto dalla disponibilità di fibre fermentabili e polisaccaridi vegetali. Allo stesso tempo, il glutine è una proteina parzialmente resistente alla digestione e la sua degradazione può generare numerosi frammenti peptidici che raggiungono l’intestino e possono essere ulteriormente metabolizzati dal microbiota.

Oltre al possibile ruolo ecologico di questi peptidi come substrati per alcune popolazioni batteriche, la digestione del glutine può generare anche peptidi bioattivi con potenziali effetti biologici, tra cui modulazione dell’infiammazione, protezione della mucosa intestinale e attività antimicrobica. Il ruolo fisiologico di molti di questi frammenti peptidici nell’uomo rimane tuttavia ancora poco chiarito.

Il microbiota intestinale è un ecosistema complesso che dipende soprattutto dalla disponibilità di fibre fermentabili e polisaccaridi vegetali.

Allo stesso tempo, il possibile ruolo dei peptidi derivati dalla digestione incompleta del glutine rappresenta un campo di ricerca ancora poco esplorato.

Comprendere meglio queste interazioni sarà fondamentale per chiarire il rapporto tra glutine, dieta e salute del microbiota intestinale e per valutare se i peptidi derivati dal glutine possano svolgere un ruolo funzionale nell’ecosistema intestinale.

Bibliografia scientifica

[1] De Palma G. et al.

Effects of a gluten-free diet on gut microbiota and immune function in healthy adult human subjects
British Journal of Nutrition, 2009
DOI: 10.1017/S0007114509993533

Abstract – punti salienti

• studio su adulti sani sottoposti a dieta gluten-free

• riduzione di Bifidobacterium e Lactobacillus

• aumento di Enterobacteriaceae ed E. coli

• riduzione dell’assunzione di polisaccaridi fermentabili.

[2] Golfetto L. et al.

Lower bifidobacteria counts in adult patients with celiac disease
BMC Gastroenterology, 2014
DOI: 10.1186/1471-230X-14-86

Punti chiave

• ridotta abbondanza di Bifidobacterium nei pazienti celiaci

• alterazioni persistenti del microbiota anche con dieta gluten-free.

[3] Bonder MJ. et al.

The influence of a short-term gluten-free diet on the human gut microbiome
Genome Medicine, 2016
DOI: 10.1186/s13073-016-0295-y

Punti chiave

• la dieta gluten-free modifica la composizione del microbiota

• variazioni osservate soprattutto nei batteri fermentatori.

[4] Kaliciak I. et al.

Influence of gluten-free diet on gut microbiota composition in patients with coeliac disease: a systematic review
Nutrients, 2022
DOI: 10.3390/nu14102083

Punti chiave

• revisione sistematica di studi su microbiota e celiachia

• il microbiota nei celiaci trattati rimane spesso alterato.

[5] Hansen LBS. et al.

A low-gluten diet induces changes in the intestinal microbiome
Nature Communications, 2018
DOI: 10.1038/s41467-018-07019-x

Punti chiave

• studio randomizzato su adulti sani

• dieta povera di glutine modifica microbiota e fermentazione intestinale.

[6] Sanz Y.

Effects of a gluten-free diet on gut microbiota and immune function
Gut Microbes, 2010

Punti chiave

• la dieta è uno dei principali fattori che modulano il microbiota

• i carboidrati complessi rappresentano un substrato energetico chiave.

[7] Prandi B. et al.

Peptides from gluten digestion: comparison between old and modern wheat varieties
Food Chemistry, 2017
DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.12.120

Punti chiave

• identificazione di numerosi peptidi derivati dalla digestione del glutine.

[8] Gianfrani C. et al.

Gliadin peptides resistant to gastrointestinal digestion
Journal of Immunology Research

Punti chiave

• alcuni peptidi del glutine resistono alla digestione

• interagiscono con il sistema immunitario intestinale.

[9] Sanchiz A. et al.

Microbial peptidases: key players in reducing gluten immunogenicity
Applied Sciences, 2025

Punti chiave

• enzimi microbici degradano i peptidi del glutine.

[10] Mamone G. et al.

Analytical and functional approaches to assess gluten immunogenicity
Frontiers in Nutrition, 2023

Punti chiave

• analisi delle proteine del glutine e dei peptidi derivati.

[11] Pecora F. et al.

Gut microbiota in celiac disease
Frontiers in Immunology, 2020

Punti chiave

• Bifidobacterium e Lactobacillus modulano la risposta al glutine.

Glossario

1. Substrato metabolico

È la molecola che viene utilizzata in una reazione metabolica per produrre energia o essere trasformata.

Esempi:

• glucosio

• acidi grassi

• amminoacidi

Esempio pratico:
Il glucosio è un substrato metabolico della glicolisi, perché viene degradato per produrre ATP.

2. Substrato enzimatico

È la molecola specifica su cui agisce un enzima.

Ogni enzima riconosce un substrato preciso (come una chiave nella serratura).

Esempio:

• enzima lattasi

• substrato: lattosio

L’enzima trasforma il substrato in prodotti.

3. Metabolita

È qualsiasi molecola che partecipa al metabolismo, quindi può essere:

• un substrato

• un prodotto

• un intermedio di reazione

Esempio nella glicolisi:

• glucosio → glucosio-6-fosfato → fruttosio-6-fosfato

Queste molecole intermedie sono metaboliti.