Gli effetti delle proteine alimentari sul microbiota intestinale sono stati descritti per la prima volta nel 1977 [1].
Studi in vitro avevano mostrato conteggi inferiori di Bifidobacterium adolescentis e conteggi aumentati di Bacteroides e Clostridia nei soggetti che consumavano una dieta ricca di carne di manzo rispetto ai soggetti che consumavano una dieta senza carne [2].
Successivamente, con i progressi del sequenziamento dell’rRNA 16S, diversi studi sono stati in grado di indagare in modo completo l’impatto delle proteine alimentari sulla composizione microbica intestinale.
Ai partecipanti sono state somministrate diverse forme di proteine, come proteine animali provenienti da carne, uova e formaggi; proteine del siero del latte; o fonti puramente vegetariane come le proteine dei piselli.
E’ stato riportato che il consumo di siero di latte e di estratto di proteine di pisello aumenta i commensali intestinali Bifidobacterium e Lactobacillus, mentre il siero di latte diminuisce ulteriormente i patogeni Bacteroides fragilis e Clostridium perfringens [3, 4, 5].
È stato anche osservato che le proteine del pisello aumentano i livelli intestinali di SCFA (acidi grassi a catena corta), che sono considerati antinfiammatori e importanti per il mantenimento della barriera mucosa [6]. La produzione di SCFA sappiamo incrementare l’integrità della barriera intestinale. Sono importanti immuno regolatori e hanno un importante effetto anti infiammatorio.
Con le proteine di origine animale si riducono i bifidobatteri e crescono altre specie pro infiammatorie come Bacteroides, con riduzione di produzione di acidi grassi a corta catena.
Sebbene un elevato apporto di proteine/basso apporto di carboidrati possa favorire una maggiore perdita di peso relativa, questo modello alimentare può rappresentare un danno per la salute.
Uno studio ha rilevato che i soggetti con una dieta ricca di proteine/basso apporto di carboidrati presentano una riduzione di Roseburia ed Eubacterium rectale nel microbiota intestinale e una ridotta proporzione di butirrato nelle feci [7].
Roseburia intestinalis è uno dei batteri più importanti del microbiota intestinale. Si nutre di fibra solubile (dal cibo di origine vegetale) e produce grandi quantità di acidi grassi a catena corta (propionato, acetato e butirrato). Roseburia produce in particolare butirrato. Al primo posto tra i produttori di butirrato abbiamo Faecalibacterium prausnitzii (che si riduce riducendo la fibra alimentare).
Lo studio di De Filippo et al. [8] ha osservato un minor numero di SCFA fecali in soggetti italiani che hanno consumato una dieta ricca di proteine.
Dal punto di vista clinico, diversi studi hanno dimostrato che i pazienti con IBD (malattie infiammatorie dell’intestino) presentano conteggi fecali inferiori di Roseburia e di altri batteri produttori di butirrato rispetto ai soggetti sani.
Questi cambiamenti batterici intestinali possono essere responsabili della scoperta in un ampio studio prospettico che un elevato apporto di proteine totali, in particolare proteine animali, è associato a un rischio significativamente aumentato di IBD [9].
Inoltre, diversi generi microbici promossi dall’assunzione di carne rossa sono stati associati anche ad un aumento dei livelli di trimetilammina-N-ossido (TMAO), un composto proaterogeno che aumenta il rischio di malattie cardiovascolari [10].
Il TMAO è riconosciuto come un metabolita fortemente pro infiammatorio nei confronti del nostro endotelio vasale e fortemente correlato alle patologie cardiovascolari (CVD).
[1] Singh, R.K., Chang, HW., Yan, D. et al. Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health. J Transl Med 15, 73 (2017).
[2] Hentges DJ, Maier BR, Burton GC, Flynn MA, Tsutakawa RK. Effect of a high-beef diet on the fecal bacterial flora of humans. Cancer Res. 1977;37(2):568-571.
[3] Świątecka D, Dominika Ś, Narbad A, Arjan N, Ridgway KP, Karyn RP, et al. The study on the impact of glycated pea proteins on human intestinal bacteria. Int J Food Microbiol. 2011;145:267–72.
[4] Meddah AT, Yazourh A, Desmet I, Risbourg B, Verstraete W, Romond MB. The regulatory effects of whey retentate from bifidobacteria fermented milk on the microbiota of the simulator of the human intestinal microbial ecosystem (SHIME). J Appl Microbiol. 2001;91:1110–7.
[5] Romond MB, Ais A, Guillemot F, Bounouader R, Cortot A, Romond C. Cell-free whey from milk fermented with Bifidobacterium breve C50 used to modify the colonic microflora of healthy subjects. J Dairy Sci. 1998;81:1229–35.
[6] Kim CH, Park J, Kim M. Gut microbiota-derived short-chain fatty acids, T cells, and inflammation. Immune Netw. 2014;14:277.
[7] Russell WR, Gratz SW, Duncan SH, Holtrop G, Ince J, Scobbie L, et al. High-protein, reduced-carbohydrate weight-loss diets promote metabolite profiles likely to be detrimental to colonic health. Am J Clin Nutr. 2011;93:1062–72.
[8] De Filippo C, Cavalieri D, Di Paola M, Ramazzotti M, Poullet JB, Massart S, et al. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107:14691–6.
[9] Jantchou P, Morois S, Clavel-Chapelon F, Boutron-Ruault M-C, Carbonnel F. Animal protein intake and risk of inflammatory bowel disease: The E3N prospective study. Am J Gastroenterol. 2010;105:2195–201.
[10] DeFilippis F, Pellegrini N, Vannini L, Jeffery IB, La Storia A, Laghi L, et al. High-level adherence to a Mediterranean diet beneficially impacts the gut microbiota and associated metabolome. Gut. 2015:gutjnl-2015.
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