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Permeabilità intestinale, microbiota, dieta ed esercizio fisico II parte

by luciano

Una ricerca recente e approfondita sull’influenza del microbiota intestinale, della dieta e dell’esercizio fisico sulla permeabilità intestinale. Tetiana R. Dmytriv et al. 2024. DOI 10.3389/fphys.2024.1380713.

6 Exercise as a regulator of intestinal barrier integrity

Regular moderate physical exercises are one of the most common recommendations for the prevention of various pathologies, including disruption of the integrity of the intestinal barrier. This may be due to the influence of the gut microbiota. In particular, exercises have been found to increase gut bacterial diversity (Hintikka et al., 2023). However, effects of physical exercises depend on their intensity. For example, endurance athletes have a high incidence of gastrointestinal disorders and the “leaky” gut is one of the most common disorders (Ribeiro et al., 2021). It is characterized by dysfunction of the intestinal epithelial barrier and its excessive permeability. This results in penetration of harmful microorganisms, toxins or undigested food particles into the bloodstream and has a negative effect on health of the whole organism (Aleman et al., 2023).
The effect of exercise on intestinal permeability depends on its duration and intensity. For example, people who exercise frequently and intensely have the same mortality rates as people who lead a sedentary lifestyle (Van Houten et al., 2015). A 60 min bout of intensive treadmill running increased the permeability of the small intestine in runners, whereas low-intensity running had no such effect (Pals et al., 1997). Using the overtraining model with male C57BL/6 mice, it was established that exhaustive exercise exacerbated intestinal inflammation, disrupted integrity and enhanced intestine wall permeability (Hou et al., 2020). Sustained strenuous exercise in racing sled dogs increased the intestinal permeability and the frequency of gastric erosions or ulcerations (Davis et al., 2005). High-intensity interval running increased intestine wall permeability and intestinal-fatty acid binding protein (I-FABP) release in male runners (Pugh et al., 2017). I-FABP is a cytoplasmic protein expressed exclusively in the enterocytes of the small intestine and its increased concentration in the blood is used as a marker of damage to intestinal epithelial cells (Sikora et al., 2019).
Physical exercise of low/moderate intensity can often have positive effects and can be considered as a method of non-pharmacological intervention in inflammatory bowel disease (Ordille and Phadtare, 2023). For example, mice that swam for 30 min before inducing intestinal barrier dysfunction had less intestinal dysfunction compared to mice that had not swum before. This might happen due to a strengthening of antimicrobial function of the intestine as a result of the increase in expression of antimicrobial peptides (Luo et al., 2014). Obese mice that were trained on a motorized treadmill for 45 min per day 5 days a week for 12 weeks had higher expression levels of colonic ZO-1 and occludin. Moderate exercise effectively prevented the development of dysbacteriosis caused by the HFD, as well as intestinal pathology (Wang et al., 2022). Dysbacteriosis and impaired intestinal barrier integrity induced by HFD in wild type mice was prevented by exercise. Exercise on a motor-driven rodent treadmill for 5 days a week for a total of 15 weeks significantly reversed the pathological changes. Ablation of Sestrin 2 protein attenuated the protective effects of exercise, suggesting its involvement in regulation of intestinal permeability (Yu et al., 2022). Thus, it can be concluded that high-intensity exercises often have a negative effect on the integrity of the intestine, whereas low- and moderate-intensity regular exercise can have a positive effects. It may be speculated that moderate damage to the intestinal wall is a hormetic factor that may be used to train organisms to cope with severe damaging challenges. This may be used to increase the adaptive potential of organisms to prevent damaging effects of any stresses of physical and chemical nature on the integrity of the intestinal wall.

 

6.1 Exercise-induced heat stress

It is known that physical exertion causes heat stress and associated dysfunction of gut integrity. A systematic review examining the relationship between an exercise-induced increase in core body temperature and intestinal permeability demonstrated that the magnitude of exercise-induced hyperthermia correlated with increased intestinal permeability (Pires et al., 2017). An increase in body temperature is a signal to activate the expression of heat shock proteins (HSP) which constitutively function as molecular chaperones maintaining the native structure of the proteins. Their expression is mainly triggered by heat shock signals. During exercise, the level of HSP70 and HSP90 increase (Krüger et al., 2019). Expression of HSP is regulated at the level of heat shock factors (HSF) such as HSF1 that is expressed in all mammalian tissues. Normally it resides in the cytoplasm as a monomer. In response to stressful conditions, it trimerizes, translocates into the nucleus, binds to the heat shock element of target genes and activates the transcription of HSPs, including HSP70/90 (Noble and Shen, 2012).
In this way, exercises cause a homeostatic imbalance, while regular training is adaptive and decreases the degree of this imbalance. Potentially, a higher adaptive steady-state level of HSPs due to regular training could explain their positive effect on gut integrity. At that time, during acute physical exertion, HSPs probably cannot cope with that level of homeostatic imbalance caused exercise-induced heat stress.

6.2 Exercise-induced hypoxia
It is well known, that exercise causes a redistribution of blood flow between tissues. This leads to the development of hypoxia (decreased oxygen levels) in intestinal epithelial cells and activation of hypoxia-inducible factor alpha (HIF-1α) (Wu et al., 2020). Figure 3 schematically shows the influence of exercise-induced hypoxia on intestinal permeability. In normoxia (normal oxygen levels), prolyl hydroxylase hydroxylates HIF-1α at two proline residues (Pro 402 and Pro 564). This results in ubiquitination followed by subsequent proteasomal degradation of HIF-1α (Lee et al., 2004).

…..omissis

7 Conclusion and perspectives
The intestinal wall is a kind of checkpoint between the external and internal environments of organisms. The wall consists of three layers: mucous, epithelial, and lamina propria. The mucous layer is inhabited by microorganisms, many of which mutually beneficially coexistence within the human body. These microorganisms modulate many if not most living processes: from the development of the immune and nervous systems at early stages of life to the induction of chronic inflammation causing neurodegeneration at aging. Despite the fact that these microorganisms have coexisted with humans for many years, under certain conditions the enteral immune system of the lamina propria can perceive them as foreign and trigger a pro- inflammatory response.
Normally, the intestinal mucosa is semipermeable. It allows selective absorption of nutrients into the bloodstream but prevents the entrance of potentially harmful microorganisms and their waste products from contact with the enteral immune system. An imbalance of the intestinal microbiota, called dysbiosis, can cause a disturbance of intestinal integrity and increase intestinal permeability. Conversely, a healthy composition of the gut microbiota can contribute to the integrity of the intestinal barrier due to increased expression and induction of the assembly of TJ proteins, activation of mucus synthesis, and antioxidant action.
Disruption of intestinal barrier function may trigger development of local and even systemic inflammation.
…..omissis
In general, a vicious cycle of intestinal barrier disruption can be traced here, as excessive intestinal wall permeability provokes the development of chronic low-grade inflammation. The latter is characterized by increased production of pro-inflammatory cytokines and enhanced ROS generation, increasing intestinal barrier dysfunction.
Nutrition looks to be the simplest non-pharmacological effector of integrity and permeability of the intestinal wall. It can have both a negative effect, such as HFD inducing metabolic endotoxemia, or a positive effect, such as a diet rich in plant polyphenols or fermented dairy products, increasing the expression of TJ proteins and promoting the development of beneficial bacteria.
Exercise also can affect gut intestinal permeability. Its effects depend on duration and intensity of exercise. Acute extensive physical exertion often increases intestinal permeability which may be related to the induction of heat stress, that organisms cannot cope with at that time due to insufficient resources. On the other hand, regular low and moderate intensity exercises, that are adaptive in nature, mostly have a positive effect on the integrity of the intestine and decrease its permeability. Potentially, this may be associated with an increase in the steady-state level of HSPs and chronic activation of HIF-1α which activates the transcription of genes responsible for strengthening the intestinal barrier function.
In general, it can be concluded that proper nutrition which promotes a healthy biodiversity of the gut microbiota, combined with moderate exercise, contribute to the integrity of the intestine. Disbalanced nutrition and excessive physical activity can provoke the development of dysbacteriosis and increase intestinal permeability which can potentially lead to a pro-inflammatory response. Figure 4 schematically shows potential consequences of acute intense exercises, unhealthy diet (e.g., high-fat diet), and dysbiosis on the intestinal barrier.
Taking into account all of the above, we can outline the following future prospects:
1. Development of healthy diets to support intestinal homeostasis;
2. Use of fermented dairy products as natural pre-, pro- and postbiotics to promote a healthy gut;
3. Selection of exercises to promote intestinal integrity by frequency, intensity and duration;
4. Study of the role of intestinal HIF-2α during exercise;
5. Systemic investigation of hypoxia-induced oxidative stress as a regulator of intestinal wall permeability.
Most of these perspective avenues are directed to enhance the capability of organisms to cope with disturbing factors. That increases an adaptive capability via preadaptation/hormetic mechanisms. However, some of them may be used “to patch holes” in “leaky” intestinal wall, which is characterized by increased specific permeability of the intestinal epithelium. Intestinal barrier permeability: the infuence of gut microbiota, nutrition, and exercise. Tetiana R. Dmytriv et al. DOI 10.3389/fphys.2024.1380713. PUBLISHED 08 July 2024

Note
[1] The term “intestinal barrier” emphasizes the barrier function of the intestinal wall which protects organism against invading by bacteria or other microorganisms and potentially toxic components of microorganisms. In fact, it is a complex selective physical barrier that separates the internal environment of the body from the contents of the intestinal lumen (Bischoff et al., 2014). Figure 1 shows a schematic structure of the intestinal barrier. It consists of several layers: i) a mucous layer including inner and outer mucous sublayers inhabited by commensal microorganisms in a different extent, ii) a single layer of epithelial cells, and iii) the lamina propria, which consists of immune cells that instantly react to the invasion of foreign substances (Schoultz and Keita, 2020).
The first layer, the mucous layer, that consists mainly of a mesh polymer called mucin, is located on the side of the intestinal lumen. It is associated with community of commensal microorganisms, including bacteria, fungi, viruses, and parasites, that form the individual microbial community (Chelakkot et al., 2018). A change in the microbial composition that causes a sharp imbalance between beneficial and potentially pathogenic bacteria, including changes in its functional composition, metabolic activity or changes in their local distribution, is called dysbiosis or dysbacteriosis. The latter usually results from loss of beneficial bacteria, overgrowth of potentially pathogenic bacteria, or loss of overall bacterial diversity. This disrupts the homeostatic balance of the intestinal microbiota and has a negative impact on the host’s health. In particular, dysbacteriosis is implicated in a wide range of diseases (DeGruttola et al., 2016).
The second layer, the intestinal epithelium, consists of a single layer of several specialized epithelial cells, such as enterocytes, Goblet cells, Paneth cells, enteroendocrine cells, and microfold cells (Figure 1). Enterocytes form the basis of the intestinal epithelium and play a main role in the absorption of all consumed nutrients. Goblet cells constitute about 10% of specialized epithelial cells. They secrete mucus to protect the intestinal wall from digestive enzymes (Kim and Ho, 2010). Paneth cells contain secretory granules filled with antimicrobial peptides, that are secreted in low amounts constitutively and provide the antimicrobial properties of the intestinal mucosa. Under certain conditions, their secretion can increase dramatically (Yokoi et al., 2019). Enteroendocrine cells produce hormones regulating secretion of digestive enzymes and insulin, peristalsis of the intestine, satiety, and immune response (Bonis et al., 2021). Microfold cells transport bacteria and antigens from the epithelium to enteric immune cells that either activate or suppress the immune response (Jung et al., 2010). All these cell types collectively contribute significantly to gut homeostasis.
The third layer, lamina propria, is located under the epithelium and forms the enteric immune system that consists of a large number of leukocytes with macrophages and dendritic cells being the dominant cell types (Shemtov et al., 2023). Resident intestinal macrophages are located in close proximity to the gut microbiota, with which they often interact. They play a key role in immune sampling of luminal bacteria, contributing to the maintenance of intestinal homeostasis and regulated immune response.

[2] TJ proteins are a complex of transmembrane and cytoplasmic proteins that form tight junctions, which seal cells together to create a selective barrier, maintain cell polarity, and regulate cell processes.

Key words
tight junction, tight junction proteins, inflammation,

Cibo non digerito e infiammazione intestinale I parte (aggiornamento 24-02-2026)

by luciano

Note riassuntive punti salienti delle ricerche sull’argomento trattato

Premessa – Il percorso del cibo (cenni)

Il cibo ingerito inizia il suo percorso nella bocca, dove comincia la digestione degli amidi grazie all’azione dell’amilasi salivare. Prosegue nello stomaco, dove le proteine vengono scomposte in peptidi più piccoli per effetto dell’acido cloridrico e della pepsina. Successivamente passa nell’intestino tenue, dove enzimi digestivi pancreatici e intestinali completano la digestione di amidi, proteine e grassi. L’assorbimento dei nutrienti avviene principalmente nell’intestino tenue attraverso i villi intestinali, estroflessioni della mucosa che aumentano enormemente la superficie assorbente. I nutrienti che attraversano i villi entrano nel circolo sanguigno. Solo le molecole completamente digerite possono attraversare in modo corretto la barriera intestinale.

Il materiale non digerito passa nel colon, la cui funzione principale è:

  • riassorbire acqua ed elettroliti

  • fermentare i residui alimentari tramite il microbiota

  • formare le feci per l’eliminazione

In condizioni fisiologiche, il contenuto non digerito viene eliminato senza attraversare la barriera intestinale.

8.1 La barriera fisica intestinale

Dal lume intestinale all’ambiente interno dell’organismo, la barriera fisica è costituita da:

  • uno strato (intestino tenue) o due strati (intestino crasso) di muco

  • un singolo strato di cellule epiteliali

  • l’endotelio vascolare

Le cellule epiteliali rappresentano la vera barriera selettiva contro molecole prive di sistemi di trasporto specifici e contro cellule microbiche presenti nel lume.

Le cellule epiteliali sono strettamente connesse tramite proteine di membrana:

  • Occludina e claudine → giunzioni strette (tight junctions, TJ)

  • Desmosomi e giunzioni aderenti (AJ) → stabilità strutturale

La barriera intestinale è una struttura dinamica, non statica. Le giunzioni strette possono aprirsi o chiudersi in risposta a stimoli interni o esterni.

Un regolatore fondamentale dell’integrità della barriera è la zonulina. In presenza di un aumento dei microbi nell’intestino tenue, l’attivazione della zonulina determina l’apertura transitoria delle giunzioni strette, consentendo il passaggio di acqua per facilitare la rimozione dei microbi e supportare le reazioni idrolitiche della digestione.

Nota

[1]-L’endotelio vascolare è uno strato di cellule endoteliali che riveste la superficie interna dei vasi sanguigni, dei vasi linfatici e del cuore. Svolge un ruolo cruciale nella regolazione del flusso sanguigno, nella prevenzione della formazione di coaguli e nella comunicazione tra i vasi e i tessuti circostanti.

8.3 Perché la barriera intestinale è necessaria

La barriera intestinale deve essere impermeabile soprattutto alle molecole alimentari non completamente digerite. La disseminazione microbica deve essere evitata, ma la funzione primaria della barriera è impedire il passaggio di molecole alimentari non adeguatamente degradate.

La rottura della barriera consente la fuoriuscita di:

  • microbi e loro componenti

  • molecole alimentari non digerite

  • cellule e mediatori immunitari

Tutti questi elementi possono innescare una risposta infiammatoria sistemica.
La compromissione della barriera deve quindi essere evitata.

9. Impatto delle abitudini alimentari sull’integrità della barriera intestinale

Oggi è sempre più chiaro che la barriera intestinale deve rimanere integra per evitare malattie autoimmuni [35]. È quindi importante evitare o limitare alimenti e farmaci che possono compromettere l’integrità della barriera intestinale, incluse situazioni di stress persistente, e preferire fattori alimentari che possano rafforzarne l’integrità [28].

Come mostrato nella Figura 7, i seguenti elementi riducono l’integrità delle giunzioni strette (tight junctions) e aumentano la permeabilità della barriera intestinale: diete occidentali, acidi grassi saturi, glutine, sale, alcol e additivi chimici presenti negli alimenti trasformati. I “fattori che alterano la barriera intestinale” agiscono direttamente oppure attraverso la modulazione della composizione del microbiota intestinale. Anche i farmaci antinfiammatori non steroidei e lo stress possono danneggiare il tratto gastrointestinale. Lo stress provoca un deterioramento della barriera tramite l’attivazione dell’asse del fattore di rilascio della corticotropina (CRF) e dei mastociti.

Al contrario, i seguenti fattori esercitano un effetto protettivo sulla barriera: restrizione calorica o digiuno, prebiotici, probiotici, butirrato (SCFA, acidi grassi a catena corta), vitamine D e A, flavonoidi, PUFA omega-3, zinco, mucoprotettori (gelatina tannato e probiotici tindalizzati).

10. Fattori che aumentano la permeabilità della barriera intestinale

10.1 Glutine

Oggigiorno è noto che il glutine può esercitare un’azione diretta sulla barriera mucosale intestinale [36]. In particolare, la frazione gliadina è in grado di attivare la proteina zonulina [30], un modulatore fisiologico delle giunzioni strette (tight junctions). L’attivazione della zonulina può determinare un allentamento delle giunzioni intercellulari e un aumento della permeabilità intestinale.

È ormai accettato che la risposta anticorpale osservata da Reichelt e Jensen [34] fosse correlata al passaggio di frammenti di gliadina attraverso la barriera intestinale, intatti o solo parzialmente digeriti. L’aumentata permeabilità indotta dal glutine risulta particolarmente documentata nel contesto della celiachia e, in misura variabile, in alcuni sottogruppi di soggetti con sensibilità al glutine non celiaca (NCGS) [36].

Il glutine è una rete proteica che si forma in presenza di acqua a partire da gliadina e glutenina, proteine presenti in grano, segale e orzo. È quindi contenuto in alimenti quali pane, pasta, pizza, prodotti da forno e birra, ed è frequentemente aggiunto anche a prodotti trasformati [37]. Il glutine presenta una certa resistenza alla digestione enzimatica; frammenti parzialmente digeriti possono persistere nel lume intestinale. Secondo alcune ipotesi, tali frammenti potrebbero essere riconosciuti dal sistema immunitario come molecole microbiche (mimetismo molecolare), in alcuni casi con somiglianza strutturale a proteine virali, come quelle dell’adenovirus [38]. Questo meccanismo è stato proposto come possibile stimolo per il rilascio di zonulina e la modulazione delle giunzioni strette.

Alcuni autori hanno inoltre ipotizzato che, in presenza di aumentata permeabilità intestinale e attivazione immunitaria sistemica, possano verificarsi alterazioni anche della barriera emato-encefalica (BBB), anch’essa costituita da giunzioni strette. I frammenti di glutine o gli anticorpi anti-gliadina potrebbero teoricamente contribuire a fenomeni di reattività crociata con proteine cerebrali. Sono stati descritti anticorpi anti-gliadina in associazione con alcune condizioni neurologiche, suggerendo un possibile coinvolgimento dell’asse intestino-cervello [39,40].

⚠ Nota critica metodologica

Pur non esistendo prove cliniche definitive che dimostrino che il glutine causi direttamente un aumento della permeabilità intestinale nei soggetti sani o induca danni strutturali alla barriera emato-encefalica con conseguente neurodegenerazione, la letteratura scientifica include numerosi studi sperimentali, osservazionali e revisioni che hanno esplorato ed evidenziato tali meccanismi. Le evidenze risultano più solide nel contesto della celiachia e nei soggetti con sensibilità al glutine non celiaca (sottogruppi non tutti). È tuttavia necessario precisare che per “soggetto sano” non si intende semplicemente un individuo privo di malattie clinicamente manifeste, ma una persona senza patologie in atto e senza uno stato di infiammazione cronica di basso grado.

Inoltre, in letteratura sono stati evidenziati limiti metodologici nella misurazione della zonulina mediante alcuni kit ELISA commerciali; pertanto, il termine “zonulina” deve essere interpretato con cautela come biomarcatore diretto di permeabilità intestinale.

Sintesi concettuale

  • Il glutine (in particolare la gliadina) può attivare la zonulina.

  • L’attivazione della zonulina può modulare le giunzioni strette e aumentare la permeabilità intestinale.

  • Frammenti parzialmente digeriti possono stimolare il sistema immunitario.

  • È stata ipotizzata una possibile reattività crociata con proteine cerebrali.

  • L’associazione tra glutine, permeabilità intestinale, BBB e neurodegenerazione è oggetto di studio, ma non supportata da prove cliniche definitive nei soggetti sani.

Articoli scientifici e review

  1. Philip A. (2022)Gluten, Inflammation, and Neurodegeneration
    – Questo lavoro di revisione discute una possibile relazione tra l’assunzione di glutine, infiammazione cronica, disbiosi intestinale e condizioni neurologiche correlate, e valuta evidenze osservazionali e meccanismi proposti.
    • DOI: 10.1177/15598276211049345 (Online Abstract) (SAGE Journals)
    • PMCID: PMC8848113, PMID: 35185424 (versione PubMed Central) (PMC)

  2. Mohan et al. (2020)Dietary Gluten and Neurodegeneration: A Case for…
    – Suggerisce che infiammazione intestinale indotta dal glutine e disbiosi possono compromettere la biologia intestino-cervello e avere potenziali implicazioni per neuroinfiammazione e neurodegenerazione, pur non affermando causalità clinica definitiva.
    • MDPI International Journal of Molecular Sciences (2020), citato da 27 lavori (MDPI)

  3. Obrenovich M.E.M. et al. (2018)Leaky Gut, Leaky Brain?
    – Mini-review che esplora il concetto ipotetico di “leaky gut” e “leaky brain”, il ruolo del microbiota e di condizioni infiammatorie croniche (come la celiachia) nella compromissione della barriere intestinali e del BBB.
    – PubMed Central (PMC) review (PMC)

  4. Daulatzai et al. (anno non specificato)Non-celiac gluten sensitivity triggers gut dysbiosis, neuroinflammation, gut-brain axis dysfunction, and vulnerability for dementia
    – Uno studio focalizzato sui potenziali effetti della sensibilità al glutine (NCGS) su disbiosi intestinale, neuroinfiammazione e vulnerabilità verso disfunzioni neurologiche. Anche qui si tratta di un modello proposto, non di un’evidenza clinica conclamata. (Semantic Scholar)

Concetti biologici chiave supportati dalla letteratura

✔️ Zonulina e permeabilità intestinale – La zonulina è una proteina regolatrice dei “tight junctions” della mucosa intestinale che può essere attivata dalla gliadina (frazione del glutine) nei soggetti predisposti (soprattutto nella celiachia), con aumento della permeabilità.

✔️ Asse gut-brain – Numerosi studi (come quello di Obrenovich) citano il microbiota e l’infiammazione cronica come possibili mediatori tra intestino e funzione del BBB, anche se negli esseri umani la dimostrazione diretta resta preliminare. (PMC)

In sintesi:

Il glutine attiva la zonulina, che allenta le giunzioni strette aumentando la permeabilità intestinale. Frammenti di glutine parzialmente digeriti possono attraversare la barriera e stimolare una risposta immunitaria.

Il glutine:

  • è resistente alla digestione

  • può mimare proteine microbiche (mimetismo molecolare)

  • può indurre reazioni crociate con proteine cerebrali

L’apertura della barriera intestinale può associarsi a un aumento della permeabilità della barriera emato-encefalica.

In letteratura esistono limiti metodologici nella misura della zonulina con alcuni ELISA commerciali; quindi ‘zonulina’ va interpretata con cautela come biomarcatore di permeabilità.”

10.2 Alcol

L’assunzione cronica di alcol favorisce la proliferazione batterica e la disbiosi intestinale [41]. Altera inoltre l’integrità della barriera intestinale riducendo i livelli della molecola antimicrobica REG3, favorendo così l’accesso microbico alla mucosa intestinale [42]. Inoltre, l’alcol interferisce con il metabolismo degli acidi grassi, delle proteine e dei carboidrati, convertendo il NAD+ in NADH che è una molecola pro-infiammatoria.

In sintesi l’assunzione cronica di alcol:

  • favorisce disbiosi

  • riduce REG3 (molecola antimicrobica)

  • aumenta l’accesso microbico alla mucosa

  • altera il metabolismo cellulare (aumento NADH)

  • promuove infiammazione sistemica

10.3 Additivi degli alimenti trasformati

Gli alimenti trasformati possono contenere diverse sostanze chimiche aggiunte per migliorarne la stabilità nel tempo e l’appeal per il consumatore. Gli additivi possono essere conservanti, aromi artificiali, coloranti, emulsionanti, dolcificanti artificiali e/o antibiotici. Tutti possono alterare il microbiota intestinale umano [35,43–46]. Ad esempio, gli emulsionanti alimentari possono ridurre la diversità del microbiota intestinale, possono favorire l’infiammazione e ridurre lo spessore dello strato di muco. I dolcificanti non nutritivi (stevia, aspartame e saccarina)possono avere un effetto batteriostatico (rallenta o blocca la moltiplicazione batterica “buona”) sul microbiota intestinale. Anche l’assunzione di antibiotici, che può essere presente negli alimenti trasformati, riduce la diversità microbica, ma può anche causare resistenza agli antibiotici. Un problema importante è l’aggiunta agli alimenti trasformati di componenti provenienti da altri alimenti, come lattosio, zucchero, proteine del siero del latte, glutine, lattosio e caseina. Questi ingredienti aggiunti possono rappresentare un sovraccarico di determinati alimenti e causare intolleranze.

Note

Microbiota: rappresenta l’insieme di tutti i singoli microrganismi -dai batteri, ai funghi, ai protozoi fino ai virus- che convivono con il nostro organismo senza danneggiarlo. Microbioma: ci si riferisce al patrimonio genetico del microbiota, cioè a tutto il DNA e RNA dei microrganismi.

10.4 Disbiosi e permeabilità

Ciò che può danneggiare l’integrità della barriera intestinale è innanzitutto la disbiosi intestinale spesso associata a una riduzione della biodiversità microbica e a modificazioni funzionali del microbiota (alterazioni nella produzione di SCFA, LPS, acidi biliari). Può avere un ruolo anche l’aumento del rapporto Firmicutes/Bacteroidetes e alla diminuzione della diversità microbica complessiva [19,20]. Firmicutes e Bacteroidetes sono i “tipi” batterici più rappresentati nell’intestino. Una disbiosi persistente porta a un aumento del rapporto Th17/Treg (vedi approfondimento B) e del lipopolisaccaride LPS, innescando l’infiammazione intestinale. Di conseguenza, le giunzioni strette si allentano e la barriera si apre. Ciò che si trova nel lume (intestino) fuoriesce ed entra nel flusso sanguigno: in particolare frammenti di cibo non digerito; microbi, citochine pro-infiammatorie come l’interleuchina 6; e endotossine come LPS, un’endotossina che è un marcatore della traslocazione di batteri gram-negativi [47,48]. Di conseguenza, si sviluppano endotossiemia sistemica, infiammazione sistemica cronica e malattie infiammatorie croniche. Poiché la disbiosi intestinale dipende principalmente dalle nostre abitudini alimentari e dal nostro stile di vita, può contribuire (molto) a causare l’infiammazione intestinale, l’apertura della barriera intestinale e le malattie metaboliche e croniche del nostro tempo*. Tra queste è possibile associare alla disbiosi intestinale lo sviluppo di malattie neurodegenerative, che hanno una base infiammatoria.

È importante sottolineare che la relazione tra disbiosi, permeabilità e malattia è bidirezionale e multifattoriale: dieta, genetica, farmaci (es. antibiotici, FANS), infezioni, età e condizioni metaboliche possono sia influenzare il microbiota sia esserne influenzate. Pertanto, la direzione causa-effetto (malattia ↔ dieta ↔ microbiota ↔ infiammazione) rimane complessa e non univocamente dimostrata in molte condizioni cliniche.

Numerosi studi hanno inoltre esplorato il possibile coinvolgimento dell’asse intestino-cervello nello sviluppo di patologie neurodegenerative a base infiammatoria; tuttavia, anche in questo ambito le evidenze nell’uomo restano prevalentemente associative o derivate da modelli sperimentali.

In sintesi la disbiosi è spesso associata a:

  • aumento rapporto Firmicutes/Bacteroidetes

  • riduzione biodiversità

  • aumento Th17/Treg

  • aumento LPS

Conseguenze:

  • infiammazione intestinale

  • allentamento giunzioni strette

  • traslocazione di microbi, LPS, citochine e frammenti alimentari

  • endotossiemia sistemica

  • infiammazione cronica

Livelli di sCD14 e LBP nel siero come marcatori di sensibilità al glutine non celiaca

by luciano

La sensibilità al glutine non celiaca è di difficile individuazione per la mancanza -fino ad ora – di marcatori che possano individuala. Fino ad oggi, infatti, l’unico modo per diagnosticarla è la dieta per esclusione. Metodo non facile anche perché i sintomi della sensibilità al glutine non celiaca si sovrappongono a quelli di altri disturbi gastrointestinali. Lo studio di seguito presentato ha evidenziato una forte correlazione tra la sensibilità al glutine non celiaca e la presenza di due specifici marcatori: nuove prospettive si aprono, quindi, per una migliore e più accurata diagnosi.

“Un nuovo studio potrebbe spiegare perché le persone che non soffrono di celiachia o di allergia al grano sperimentano tuttavia una varietà di sintomi gastrointestinali ed extra-intestinali dopo aver ingerito grano e cereali correlati. I risultati suggeriscono che questi individui hanno una barriera intestinale indebolita (intestino permeabile), che porta a una risposta immunitaria infiammatoria in tutto il corpo.
Lo studio, condotto da ricercatori del Columbia University Medical Center, è stato riportato sulla rivista Gut. Nello studio, i ricercatori hanno esaminato 80 individui: 40 soggetti con malattia celiaca e 40 con sensibilità al glutine. Nonostante l’esteso danno intestinale associato alla malattia celiaca, i marcatori ematici dell’attivazione immunitaria sistemica innata non erano elevati nel gruppo della malattia celiaca. Ciò suggerisce che la risposta immunitaria intestinale nei pazienti celiaci è in grado di neutralizzare i microbi o le componenti microbiche che possono passare attraverso la barriera intestinale danneggiata, prevenendo così una risposta infiammatoria sistemica contro molecole altamente immunostimolanti.
Il gruppo con sensibilità al glutine era marcatamente diverso. Non avevano le cellule T citotossiche intestinali osservate nei pazienti celiaci, ma avevano un marcatore di danno cellulare intestinale correlato con marcatori sierologici di attivazione immunitaria sistemica acuta. I risultati suggeriscono che l’attivazione immunitaria sistemica identificata nella NCWS è collegata ad una maggiore traslocazione di componenti microbici e alimentari dall’intestino alla circolazione, in parte a causa del danno cellulare intestinale e dell’indebolimento della barriera intestinale.
È importante sottolineare che i ricercatori hanno scoperto che i soggetti sensibili al glutine che seguivano una dieta che escludeva il grano e i cereali correlati per sei mesi erano in grado di normalizzare i loro livelli di attivazione immunitaria e i marcatori di danno cellulare intestinale. Ciò suggerisce che testando la sindrome dell’intestino permeabile potrebbe essere possibile identificare gli individui che trarrebbero beneficio dai cambiamenti nella dieta.
In sintesi, i risultati di questo studio su individui con sensibilità al grano in assenza di malattia celiaca dimostrano (1) livelli sierici significativamente aumentati di sCD14 e LBP, nonché reattività anticorpale verso antigeni microbici, indicando l’attivazione immunitaria sistemica; (2) un’espressione elevata di FABP2 che è correlata con le risposte immunitarie sistemiche ai prodotti batterici, suggerendo un’integrità della barriera epiteliale intestinale compromessa e un’aumentata traslocazione microbica; e (3) un cambiamento significativo verso la normalizzazione dei livelli dei marcatori di attivazione immunitaria, così come dell’espressione di FABP2, in risposta alla dieta restrittiva, che è associata al miglioramento dei sintomi. I nostri dati stabiliscono la presenza di marcatori oggettivi di attivazione immunitaria sistemica e di danno alle cellule epiteliali negli individui affetti. I risultati dell’analisi multivariata dei dati suggeriscono che un pannello selezionato di questi potrebbe essere utile per identificare i pazienti con NCWS o sottogruppi di pazienti in futuro. È importante sottolineare che questo studio non affronta il potenziale meccanismo o i fattori scatenanti molecolari responsabili della presunta perdita di integrità della barriera epiteliale e della traslocazione microbica. Sono necessarie ulteriori ricerche per studiare il meccanismo responsabile del danno intestinale e della violazione della barriera epiteliale, valutare il potenziale utilizzo dei marcatori immunitari identificati per la diagnosi degli individui affetti e/o monitorare la risposta a specifiche strategie di trattamento ed esaminare potenziali terapie per contrastare il danno delle cellule epiteliali e l’attivazione immunitaria sistemica negli individui affetti. https://www.metsol.com/blog/leaky-gut-maybe-cause-gluten-sensitivity-non-celiac-individuals/”

Note

(1) – LBP is a 65-kDa soluble acute-phase protein mainly produced by hepatocytes5, intestinal epithelial cells6, and visceral adipocytes7. Recent studies demonstrated that serum LBP level correlates positively with obesity8, metabolic syndrome9, type 2 diabetes10,11, and atherosclerosis12,13

(2) – Soluble CD14 subtype (sCD14-ST) is is a glycoprotein expressed on the surface of monocytes and macrophages.

More…..This prospective observational study evaluated soluble CD14 subtype (sCD14-ST) as an early diagnosis and monitoring biomarker for neonatal sepsis in controls, patients with sepsis, or systemic inflammatory response syndrome (SIRS)

Glutine e salute

by luciano

L’argomento è oggetto di moltissimi studi e ricerche sia scientifiche che report giornalistici.
L’articolo di seguito, integralmente riportato, è una presentazione completa delle problematiche correlate al consumo di prodotti contenenti glutine.
In evidenza
“il riconoscimento delle diverse forme cliniche dovute all’ingestione di glutine”.
“l’importanza di un esame d’insieme della problematiche afferenti questa patologia come l’infiammazione della mucosa intestinale, l’equilibrio della flora intestinale, la giusta presenza degli enzimi digestivi, la correzione del deficit di assorbimento e l’aspetto immunologico”.
“la parte riguardante i danni che il glutine può arrecare alla mucosa intestinale e in che modo li provoca”.

DISTURBI CORRELATI AL CONSUMO DEL GLUTINE
Filip Dudal D.O. Institute for Functional Medicine Certified Practitioner (IFMCP) USA

“Generalmente si considera che il Morbo Celiaco sia l’unica forma di disturbo causato dall’ingestione del glutine. In realtà diversi studi scientifici, condotti dal Dr. Alessio Fasano della Harvard University, dimostrano che esistono una serie di disturbi correlati al consumo del glutine che vanno ben oltre la conclamata celiachia. Le proteine del glutine non vengono sempre completamente digerite. Ciò produce una grande quantità di sostanze che provocano una risposta immunitaria e infiammatoria cronica soprattutto nei soggetti geneticamente predisposti e in forme minori si può presentare in soggetti che non lo sono.

Sfatiamo il luogo comune. Tanti pensano che l’ingestione del glutine porti unicamente a problemi digestivi. Non è così. Il glutine può essere causa di altri sintomi definiti extra digestivi quali: dolori articolari, herpes, dermatiti, astenia, asma, disturbi neurologici e cognitivi (difficoltà di concentrazione, di memoria, lentezza mentale e abbassamento del tono
dell’umore). La mancanza di sintomi digestivi fa sì che quelli extra-digestivi sopra citati non vengano riconosciuti come correlati al consumo del glutine. In realtà, come vedremo nel corso di questo articolo, l’assunzione di glutine provoca diverse forme cliniche.
L’esposizione cronica al glutine in persone sensibili causa un’alterazione della barriera intestinale e della sua funzione selettiva di assorbimento. Ne risulta un malassorbimento delle sostanze nutritive necessarie al buon funzionamento del metabolismo corporeo.
Vi sono diversi gradi di reazione immunologica al glutine che si traducono in diverse forme cliniche.
Non si tratta sempre e solo di “celiachia o non celiachia ”. Il quadro è più complesso e comprende alcune forme allergiche, forme auto-immuni e forme non-allergiche. Si rendono dunque necessari dei test che possano mettere in evidenza ogni grado di reazione al glutine.

Il trattamento delle varie forme cliniche non deve essere solo limitato all’esclusione del glutine dall’alimentazione. Vanno considerate l’infiammazione della mucosa intestinale, l’equilibrio della flora intestinale, la giusta presenza degli enzimi digestivi, la correzione del deficit di assorbimento e l’aspetto immunologico. Una volta riconosciuta e confermata la forma clinica specifica con un pannello completo di esami di laboratorio su sangue, sulle feci e sulla mucosa orale si avranno tutti gli elementi necessari per instaurare un trattamento personalizzato ed efficace.

Per saperne di più
Il glutine è la principale proteina strutturale che compone il frumento ed è contenuto anche in altri cereali come il farro, la segale, la spelta e l’orzo.
Tante persone pensano che il Kamut® contenga meno glutine. In realtà è l’esatto contrario.

Il grano Khorasan a marchio Kamut® di origine egiziana contiene glutine spesso in quantità maggiore del frumento stesso. Fu introdotto negli Stati Uniti nel 1949 e fu dapprima denominato “Grano del Re Tut” per poi essere registrato come marchio Kamut® nel 1990.

Nell’era moderna l’industria alimentare ha favorito la selezione, lo sviluppo e la coltivazione delle varietà di grano che hanno la più alta concentrazione di glutine. Sappiamo che il glutine ha un valore nutrizionale molto limitato, ma ha la caratteristica di rendere l’impasto della farina molto viscoelastico (maglia glutinica). Infatti, in una soluzione acquosa, alcune frazioni del glutine (gliadine e glutenina) interagiscono per formare una trama proteica che intrappola l’amido e i gas durante la fermentazione dell’impasto favorendo la creazione di un prodotto alimentare più performante alla vendita e alle leggi di mercato. Di fatto questo tipo di elaborato ha una maggiore lievitazione, una migliore resistenza alla cottura e una migliore palatabilità che permettono di creare prodotti più belli e attraenti. Se ci ricordiamo, la pasta di un tempo che conteneva meno glutine, era di taglio corto e di colore tendente al marrone. Sicuramente più invitante alla vista, sono i nuovi prodotti; dalla foggia attraente ma con più glutine e meno salutari. Caratteristiche queste che ovviamente consentono una più ampia commercializzazione.
La vasta scala necessaria all’industria alimentare per arrivare a profitti sempre maggiori ha penalizzato quei grani autoctoni con minore concentrazione di glutine e ha favorito l’importazione di grani transnazionali, come il grano tenero del Canada, che consente di produrre la farina Manitoba; una farina caratterizzata dall’elevato contenuto di gliadina e glutenina che rende più facile la cottura garantendo la ricercata pasta “al dente”.
In Europa, il consumo medio di glutine contenuto nelle farine è di 10-20 grammi al giorno. Alcuni segmenti della popolazione arrivano a 50 grammi al giorno per l’alto consumo di prodotti da forno e di pasta. Statisticamente il Nord Italia conta 1 celiaco su 130 individui, nel Sud Italia si conta 1 individuo celiaco su 100. Le forme di sensibilità al glutine non- celiaca sono ben più frequenti.

Quali sono le diverse forme cliniche dovute all’ ingestione del glutine?

A. Forme Autoimmuni
1. Celiachia (potenziale, silente o sintomatica)
2. Atassia da glutine (perdita del controllo e della coordinazione muscolare)
3. Dermatite erpetiforme (Herpes con depositi di IgA nelle pustole)

B. Forme Allergiche
1. Allergia al frumento
2. Allergia con manifestazioni respiratorie, asma
3. Anafilassi Asmatica Grano-Dipendente Indotta dall’Esercizio Fisico (WDEIA – Wheat Derived Exercice Induced
Asthma)

C. Forme Non-Allergiche
1. NCGS – Non-Celiac Gluten Sensitivity – Sensibilità al Glutine Non-Celiaca
2. Ipersensibilità al Glutine