Numerosi studi, infatti, hanno dimostrato che i nutrienti svolgono un ruolo importante nel mantenimento dell'epitelio intestinale, influenzando la crescita delle cellule epiteliali, l’omeostasi e le loro funzioni. I diversi nutrienti regolano, inoltre, la funzione della barriera epiteliale intestinale e modulano l'immunità intestinale.

Micronutrienti come la vitamina A e la vitamina D svolgono un ruolo chiave nella regolazione dell'omeostasi gastrointestinale e per queste due vitamine vi è una serie di studi preclinici e clinici che ne dimostrano la capacità di influenzare i diversi componenti della barriera mucosa come l'integrità epiteliale, il sistema immunitario innato e adattivo e il microbiota intestinale.

Sia l'epitelio che un gran numero di cellule immunitarie nel tratto gastrointestinale esprimono i recettori della vitamina D e della vitamina A. I bambini con sufficiente vitamina A hanno una maggiore biodiversità microbica rispetto a quelli carenti e, in questi ultimi, l'integrazione di vitamine migliora la funzione di barriera intestinale, valutata mediante il test del lattulosio/mannitolo.

Inoltre, il trattamento a breve termine con 2.000 Ui/die di vitamina D migliora la permeabilità paracellulare dell'intestino tenue e del colon e riduce i livelli plasmatici di proteina C reattiva nei pazienti con Mici. Questi e altri risultati suggeriscono che gli effetti teoricamente benefici della vitamina A e D sull'uomo possono essere dovuti alla modulazione di diversi componenti della barriera mucosa, ma mancano studi clinici controllati pubblicati.

Sette tipi di trasportatori di aminoacidi si trovano sulla superficie apicale dell'enterocita e almeno cinque trasportatori di aminoacidi si trovano sulla membrana basolaterale che può trasportare gli aminoacidi nel fluido interstiziale e quindi nella circolazione sistemica.

La glutammina, in particolare, è il combustibile più importante per gli enterociti e da studi su cellule Caco-2, modello di riferimento dell’assorbimento intestinale, sappiamo che la sua privazione porta a una alterazione funzionale, influenzando l'espressione delle proteine delle giunzioni strette, e sopprime la proliferazione delle cellule epiteliali stesse.

Diversi studi dimostrano che l'integrazione con glutammina attenua l'infiammazione e la fibrosi intestinale in vari modelli e, negli ultimi 30 anni, sono stati pubblicati molti studi clinici sulla supplementazione di glutammina per il trattamento delle Mici e altre malattie.

Uno studio randomizzato controllato ha dimostrato che la glutammina migliora la permeabilità intestinale valutata dal test del lattulosio/mannitolo e dalla morfologia nei pazienti con malattia di Crohn, ma risultati simili sono stati trovati quando sono state fornite proteine del siero di latte al fine di bilanciare il gruppo di controllo in termini di assunzione di proteine nette.

In uno studio recente su pazienti con Ibs (Sindrome dell’intestino irritabile) post infettiva ad alvo diarroico con aumento della permeabilità intestinale (test lattulosio/mannitolo), gli integratori alimentari di glutammina per via orale hanno ridotto drasticamente e in modo sicuro i sintomi e la frequenza di defecazione e migliorato la consistenza delle feci e la permeabilità intestinale. Sebbene i risultati di molti di questi studi sembrino convincenti, attualmente non ci sono prove sufficienti sull'efficacia e la sicurezza della glutammina per il trattamento della malattia di Crohn.

L-Triptofano è uno dei nove aminoacidi essenziali forniti dalla dieta e il suo metabolismo appare come un modulatore chiave del microbiota intestinale, con importanti impatti sui percorsi fisiologici e patologici. I metaboliti del triptofano nel tratto gastrointestinale sono convertiti in chinurenina e grazie al microbiota intestinale servono per produrre metaboliti dell'indolo.

Recentemente, prove emergenti hanno dimostrato proprio l’importanza dei metaboliti dell'indolo nel ripristino dell'integrità della barriera epiteliale intestinale nel contesto delle malattie infiammatorie intestinali e della sindrome metabolica. A oggi sono stati identificati numerosi batteri in grado di produrre cataboliti del triptofano, come i lattobacilli, ma sono necessari studi futuri per determinare l'efficacia terapeutica sull'opportunità di utilizzare questi batteri e/o metaboliti dell'indolo in modo combinato o separato.

Tra i carboidrati complessi, le fibre alimentari sono molto rilevanti nella modulazione dell'infiammazione e della barriera intestinale. Il microbiota dell'ospite le fermenta, determinando la produzione di piccoli acidi grassi a catena corta, o Scfa, come acetato, propionato e butirrato. La mancanza di fibre alimentari, e la conseguente mancanza di produzione di Scfa, può compromettere l'integrità della barriera epiteliale e la produzione di muco, alterando la permeabilità intestinale.

Esiste una vasta gamma di batteri in grado di fermentare queste fibre e, in base all'attività enzimatica, ogni batterio ha un substrato preferito. Di conseguenza, i cambiamenti nell'assunzione di fibre possono influenzare la composizione del microbiota e influenzare la funzione di barriera intestinale.

Inoltre, la presenza o l’assenza di fibre influenza direttamente il comportamento di batteri commensali: senza fibre, Akkermansia muciniphila utilizza lo strato mucoso dell’ospite come fonte di nutrienti, portando ad alterazioni della barriera mucosale del colon, con conseguente sviluppo di colite causata dall'agente patogeno enterico Citrobacter rodentium.

Silvia Ambrogio

Bibliografia
• Intestinal permeability, inflammation and the role of nutrients. Nutrients 2020, 12(4), 1185.
• Tryptophan dietary impacts gut barrier and metabolic diseases. Front. Immunol. 2019, 10, 2113
• The role of dietary nutrients in inflammatory bowel disease. Front. Immunol. 2018, 9, 3183.
• A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility. Cell 2016, 167, 1339–1353.