I ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno identificato ingredienti per prototipi di snack che sono stati formulati per cambiare deliberatamente il microbioma intestinale in maniera salutare.

Traducendo i risultati di modelli animali, gli scienziati hanno dimostrato in due studi umani su partecipanti in sovrappeso, che snack contenenti le giuste combinazioni ” tipi di fibre specificamente selezionati ” influenzano elementi del microbioma nella metabolizzazione dei componenti delle fibre.

Questo cambiamento nel microbioma è stato collegato ai cambiamenti nei gruppi di proteine del sangue che sono biomarcatori e regolatori anche del metabolismo. Queste proteine del sangue potrebbero migliorare la salute a lungo termine

Lo studio è pubblicato sulla rivista Nature

“La cattiva alimentazione è un problema urgente e complesso in tutto il mondo che è guidato da molti fattori, tra cui una sovrabbondanza di cibi ricchi di grassi e a basso contenuto di fibre specialmente nelle diete tipiche occidentali”, ha detto l’autore senior dello studio  Jeffrey I. Gordono. “Poiché gli snack sono popolari nelle diete occidentali, stiamo lavorando per sviluppare una nuova generazione di snack che non solo piaceranno alle persone, ma che supporteranno un microbioma intestinale sano il quale influirà su molti aspetti del benessere.”

L’intestino umano ospita un microbioma composto da decine di trilioni di microbi contenenti milioni di geni. Secondo i ricercatori, il valore nutrizionale degli alimenti è determinato in parte dai prodotti del metabolismo dal microbioma intestinale.

Gordon e i suoi colleghi si concentrano sulla caratterizzazione di quali componenti alimentari interagiscono con i componenti del microbioma intestinale e come questa interazione modella diverse caratteristiche della biologia umana.

L’obiettivo è quello di annunciare una nuova era di scienza nutrizionale che produca alimenti accessibili e più nutrienti da fonti sostenibili e che possano essere utilizzati per trattare o prevenire varie forme di malnutrizione , che si tratti di sottonutrizione o obesità nei bambini o negli adulti.

Le diete ad alto contenuto di grassi e a basso contenuto di fibre consumate negli Stati Uniti e in altri paesi occidentali non riescono a sostenere un microbioma intestinale diversificato e sano. Inoltre, le diete ad alto contenuto di fibre sono associate a minori rischi di malattie croniche come malattie cardiovascolari, diabete di tipo 2 e obesità. Tuttavia, le fibre alimentari sono composte da miscele complesse e diverse di biomolecole, molte delle quali il corpo umano non può rompere da solo. La natura di queste miscele varia a seconda della fonte delle fibre e di come vengono lavorate quando incorporate negli alimenti.

In questo nuovo rapporto, i ricercatori hanno analizzato i dati di soggetti iscritti a due studi che erano in sovrappeso o obesi e a cui sono stati forniti pasti che imitavano una dieta tipica occidentale. Queste diete sono state integrate con uno dei tre prototipi di snack contenenti fibre. Uno conteneva solo fibre recuperate dai piselli. Un’altra conteneva una combinazione di fibra di pisello e inulina (una fibra trovata in un certo numero di frutta e verdura, tra cui grano, cipolle, banane, asparagi, carciofi e radice di cicoria). Un terzo spuntino conteneva fibre di pisello e inulina, nonché fibre della polpa di arance e crusca d’orzo. Gli snack sono stati sviluppati in collaborazione con Mondelēz International, un’azienda globale di snack food.

Nel primo studio, i partecipanti hanno consumato i pasti ricchi di grassi e a basso contenuto di fibre per 10 giorni, prima di aggiungere uno spuntino contenente fibre di pisello alle loro diete per due settimane, seguito da due settimane in cui i partecipanti hanno continuato a mangiare la dieta ricca di grassi e a basso contenuto di fibre senza lo spuntino in fibra. Nel secondo studio, è stato utilizzato un design simile, ma l’integrazione è stata con lo spuntino contenente sia fibra di pisello che inulina, e dopo un periodo, lo spuntino contenente quattro componenti in fibra: pisello, inulina, arancia e crusca d’orzo.

Inoltre, hanno scoperto che rispetto agli snack a una o due fibre, lo snack con la combinazione di quattro diverse fibre ha avuto un effetto più ampio sui geni del microbioma che codificano il meccanismo metabolico necessario per estrarre i nutrienti dalle fibre. Questi risultati hanno convalidato l’uso dei modelli preclinici utile per accelerare lo screening e la selezione delle fibre da incorporare nei prototipi di alimenti.

I ricercatori hanno sviluppato approcci di data mining che hanno permesso loro di identificare cambiamenti statisticamente significativi in specifici gruppi di geni del microbioma e di associarli ai cambiamenti nei livelli di gruppi di proteine del sangue coinvolti in una gamma notevolmente ampia di processi fisiologici, che vanno dal metabolismo energetico – incluso il metabolismo del glucosio – alle risposte immunitarie, alla coagulazione del sangue e alla funzione dei vasi sanguigni, così come la biologia delle cellule ossee e nervose.

“Siamo stati incoraggiati a vedere l’impatto di questi snack ricchi di fibre sul microbioma intestinale e sulla fisiologia umana anche in questi studi relativamente brevi”, ha detto il primo autore Omar Delannoy-Bruno, PhD, membro del team interdisciplinare che ha condotto questo lavoro.

Gordon ha aggiunto: “Con una migliore comprensione dell’impatto di diversi tipi di fibre sui componenti del microbioma, siamo fiduciosi di poter fornire uno spuntino che le persone vogliano mangiare contribuendo anche a una dieta più sana, specialmente per coloro che altrimenti potrebbero avere un accesso limitato a cibi nutrienti”.