Aza-6-gingerolo e lipogenesi

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Da quanto emerso in seguito a studi su animali, e in un singolo studio sull’uomo, sembrerebbe che i fitocomposti dello zenzero abbiano un lieve effetto dimagrante. Questa azione è dovuta principalmente al  6-gingerolo. Nel 2011, i ricercatori giapponesi dell’Università di Waseda hanno riportato di aver modificato la struttura molecolare del 6-gingerolo ottenendone una forma con un potenziale di funzione maggiore.(1)

Il 6-gingerolo, molto semplicisticamente, sembrerebbe agire come un inibitore della lipogenesi. Nelle cellule adipose, stimola la produzione di Adiponectina e inibisce l’attività del TNF-alfa. Di conseguenza, non solo nelle cellule adipose, ma anche a livello sistemico, il 6-gingerolo migliora la sensibilità insulinica.

Al contempo, il 6-gingerolo aumenta la temperatura corporea attraverso Il canale Vanilloide di tipo 1 del recettore transitorio potenziale. La Capsaicina, insieme alla Diidrocapsaicina uno degli alcaloidi responsabili della maggior parte della “piccantezza” dei peperoncini, cui si aggiungono gli altri capsaicinoidi, agisce attraverso la medesima via recettoriale.

Il fattore limitante del 6-gingerolo è dato dalla sua rapida metabolizzazione. Nel corpo, grazie al gruppo ossidrilico presente nella molecola, il 6-gingerolo viene facilmente convertito nel suo metabolita meno attivo, il 6-shogaol.

Questo è il motivo per il quale i ricercatori giapponesi hanno modificato la molecola realizzando l’aza-6-gingerolo. L’aza-6-gingerolo è più stabile del 6-gingerolo, pur mantenendo un alta similarità d’azione con la molecola madre. Per dimostrare tale effetto potenziale i ricercatori hanno testato la molecola su topi.

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I ricercatori per il loro esperimento hanno somministrato a un gruppo di topi una dieta ipercalorica con elevato contenuto di grassi per 90 giorni [HFD]. Naturalmente, questi animali sono diventati più grassi dei topi ai quali era stato somministrato del cibo standard [RC]. I topi del gruppo HFD sono stati ulteriormente divisi in due gruppi trattati rispettivamente con 6-gingerolo [6G] o aza-6-gingerolo [A6G]. Se dovessimo rapportare il dosaggio utilizzato sui topi per l’uso umano, questo equivarrebbe ad una quota giornaliera di circa 500-700mg di 6-gingerolo o aza-6-gingerolo.

L’alimentazione ipercalorica ha causato nei topi un aumento significativo dei livelli di Insulina e Leptina, cosa che è stata impedita con la somministrazione di 6-gingerolo e aza-6-gingerolo.

L’assunzione di 6-gingerolo ha impedito ai topi trattati di accumulare un quantitativo di grasso maggiore rispetto al gruppo di controllo, mentre l’aza-6-gingerolo ha portato i topi trattati, nonostante la loro dieta fosse stata ipercalorica, ad essere più magri dei topi che avevano ricevuto cibo standard.

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In seguito ai risultati sopra riportati, i ricercatori hanno affermato che l’aza-6-gingerolo possiede un potenziale valore terapeutico e potrebbe potenzialmente ridurre il rischio di malattie associate all’obesità, incluso il diabete di tipo 2.

La necessità di ulteriori studi per avvalorare tali ipotesi ha dato il via a nuovi test volti al raggiungimento di una comprensione approfondita dei meccanismi alla base delle attività di regolazione del metabolismo del glucosio e dei lipidi indotte dal aza-6-gingerolo.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://dx.doi.org/10.1021/jm200662c

ACIDI BILIARI – MOLTO PIU’ CHE SEMPLICI EMULSIONANTI DEI GRASSI ALIMENTARI –

Introduzione, meccanismi di sintesi e azione

Gli acidi biliari sono acidi steroidei che si trovano principalmente nella bile dei mammiferi e di altri vertebrati. Diverse forme molecolari di acidi biliari possono essere sintetizzate nel fegato da diverse specie.[1] Gli acidi biliari sono coniugati con Taurina o Glicina nel fegato e i sali di Sodio e di Potassio di questi acidi biliari coniugati sono chiamati sali biliari.[2][3][4]

Gli acidi biliari primari sono quelli sintetizzati dal fegato. Gli acidi biliari secondari derivano da azioni batteriche nel colon. Nell’uomo, l’Acido Taurocholico e l’Acido Glicocolico (derivati dell’Acido Colico) e l’Acido Taurochenodesossicolico e l’Acido Glicocchenodesossicolico (derivati dell’Acido Chenodesossicolico) sono i principali sali biliari nella bile e hanno approssimativamente la stessa concentrazione in essa.[5] Si trovano anche i sali coniugati dei loro derivati 7-alfa-deidrossilati, Acido Desossicolico e Acido Litocolico, con derivati degli acidi Colico, Chenodesossicolico e Desossicolico che rappresentano oltre il 90% degli acidi biliari umani.[5]

 

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Enzimi di sintesi dell’acido biliare. Nell’immagine sono mostrati i 16 enzimi e le 17 reazioni che catalizzano la conversione del Colesterolo in un sale biliare coniugato. Sono mostrate la struttura del Colesterolo e un generico sale biliare coniugato. R = OH o H; X = Glicina o Taurina.   

 

Gli acidi biliari rappresentano circa l’80% dei composti organici presenti nella bile (altri sono Fosfolipidi e Colesterolo).[5] Una maggiore secrezione di acidi biliari produce un aumento del flusso biliare. La funzione principale degli acidi biliari è quella di consentire la digestione di grassi e oli alimentari agendo come un tensioattivo che li emulsiona in micelle, [6] consentendo loro di essere sospesi colloidalmente nel chimo prima dell’ulteriore processazione. Hanno anche azioni ormonali sistemiche (in tutto il corpo), in particolare attraverso il Recettore X farnesoide e GPBAR1 (noto anche come TGR5).[7]

La sintesi degli acidi biliari si verifica nelle cellule epatiche che sintetizzano gli acidi biliari primari (Acido Colico e Acido Chenodesossicolico nell’uomo) mediante ossidazione del Colesterolo citocromo P450-mediata in un processo suddiviso in più fasi. Circa 600 mg di sali biliari vengono sintetizzati quotidianamente per sostituire gli acidi biliari persi nelle feci, anche se, come verrà descritto di seguito, ne vengono secreti quantitativi molto maggiori, riassorbiti nell’intestino e riciclati. La fase di limitazione della velocità in sintesi è costituita dall’aggiunta di un gruppo idrossilico in 7a posizione del nucleo steroideo da parte dell’enzima colesterolo 7 alfa-idrossilasi. Questo enzima è sotto-regolato dall’Acido Colico, sovra-regolato dal Colesterolo ed è inibito dall’azione dell’ormone Ileale FGF15/19.[2][3]

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Circolazione enteropatica degli acidi biliari

Prima di secernere uno qualsiasi degli acidi biliari (primario o secondario), le cellule epatiche li coniugano con uno dei due aminoacidi, Glicina o Taurina, per formare un totale di 8 possibili acidi biliari coniugati. Questi acidi biliari coniugati sono spesso indicati come sali biliari a causa delle loro proprietà acido-base fisiologicamente importanti. Il pKa degli acidi biliari non coniugati è compreso tra 5 e 6,5, [4] e il pH del duodeno varia tra 3 e 5, quindi quando gli acidi biliari non coniugati si trovano nel duodeno, sono quasi sempre protonati (forma HA), il che li rende relativamente insolubili in acqua. Gli acidi biliari coniugati con gli aminoacidi riducono la pKa del coniugato acido biliare/aminoacido tra 1 e 4. Pertanto gli acidi biliari coniugati sono quasi sempre nella loro forma deprotonata (A-) nel duodeno, il che li rende molto più idro-solubile e molto più in grado di adempiere alla loro funzione fisiologica di grassi emulsionanti.[8][9]

Quando questi sali biliari vengono secreti nel lume intestinale, la disidrossilazione parziale batterica e la rimozione dei gruppi Glicina e Taurina formano gli acidi biliari secondari, l’Acido Desossicolico e l’Acido Litocolico. L’Acido Colico viene convertito in Acido Desossicolico e l’Acido Chenodesossicolico in Acido Litocolico. Tutti e quattro questi acidi biliari possono essere riportati nel flusso sanguigno, tornare nel fegato ed essere nuovamente secreti in un processo noto come circolazione enteroepatica.[2][3]

Come molecole anfipatiche con regioni idrofobiche e idrofile, i sali biliari coniugati si trovano in una condizione lipidica/acquosa e, alla giusta concentrazione, formano micelle.[9] La solubilità aggiunta dei sali biliari coniugati aiuta nella loro funzione prevenendo il riassorbimento passivo nell’intestino tenue. Di conseguenza, la concentrazione di acidi/sali biliari nell’intestino tenue è abbastanza elevata da formare micelle e solubilizzare i lipidi. Con il termine “concentrazione micellare critica” ci si riferisce sia a una proprietà intrinseca dell’acido biliare stesso sia alla quantità di acido biliare necessaria per adempiere alla funzionalità nella formazione spontanea e dinamica delle micelle.[9] Le micelle contenenti l’acido biliare aiutano le lipasi a digerire i lipidi e li avvicinano alla membrana dell’orletto a spazzola nell’intestino, con conseguente assorbimento dei grassi.[6]

La sintesi degli acidi biliari è una delle principali vie del metabolismo del Colesterolo nella maggior parte delle specie diverse dall’uomo. Il corpo produce circa 800mg di Colesterolo al giorno (con variabili determinate anche dal tipo di alimentazione seguita dall’individuo) e circa la metà di questi viene utilizzata per la sintesi di 400-600mg di acidi biliari al giorno. Gli esseri umani adulti secernono nell’intestino tra i 12 ed i 18g di acidi biliari ogni giorno, principalmente dopo i pasti. La dimensione del pool di acidi biliari è compresa tra i 4 ed i 6g, il che significa che gli acidi biliari vengono riciclati più volte al giorno. Circa il 95% degli acidi biliari viene riassorbito dal trasporto attivo nell’Ileo e riciclato nel fegato per un’ulteriore secrezione nel sistema biliare e nella cistifellea. Questa circolazione enteroepatica degli acidi biliari consente un basso tasso di sintesi ma con grandi quantità che vengono secrete nell’intestino.[5]

Gli acidi biliari hanno altre funzioni, tra cui l’eliminazione del Colesterolo dal corpo, nel flusso biliare per eliminare alcuni cataboliti (compresa la bilirubina), come emulsionante per le vitamine liposolubili e consentirne il loro assorbimento, favorire la motilità e la riduzione della flora batterica presente nell’intestino tenue e il tratto biliare.[5]

Gli acidi biliari hanno azioni metaboliche nel corpo simili a quelle degli ormoni, agendo attraverso due recettori specifici, i prima citati Recettore X farnesoide e il Recettore degli Acidi Biliari accoppiato con Proteine G/TGR5.[7][10] Si legano in modo meno specifico ad alcuni altri recettori ed è stata osservata una loro azione nella regolazione dell’attività di alcuni enzimi [11], canali ionici [12] e la sintesi di diverse sostanze tra cui Etanolamidi di acidi grassi endogeni.

I sali biliari costituiscono una grande famiglia di molecole, ed esse sono formate da una struttura steroidea con quattro anelli, una catena laterale a cinque o otto atomi di Carbonio che termina in un Acido Carbossilico e diversi gruppi idrossilici, il cui numero e orientamento sono diversi tra gli specifici sali biliari.[1] I quattro anelli sono classificati con le lettere A, B, C e D, dal più lontano al più vicino alla catena laterale con il gruppo carbossilico. L’anello D è più piccolo di un carbonio rispetto agli altri tre. La struttura è comunemente rappresentata con A a sinistra e D a destra. I gruppi idrossilici possono essere in una delle due configurazioni: in alto (o fuori), definita beta (β; spesso disegnata per convenzione come linea continua) o in basso, definita alfa (α; visualizzata come linea tratteggiata). Tutti gli acidi biliari hanno un gruppo 3-idrossile, derivato dalla molecola madre, il Colesterolo, in cui il 3-idrossile è beta. [1]

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Da sinistra: struttura steroidea del Colesterolo rappresentata con i quattro anelli (A-B-C-D) e la sua struttura con la  numerazione degli atomi secondo le indicazione della IUPAC.

Il primo passo nella via classica della sintesi epatica degli acidi biliari è l’aggiunta enzimatica di un gruppo idrossilico in posizione 7α da parte del Colesterolo 7α-idrossilasi (CYP7A1) che forma 7α-idrossicolesterolo. Questo viene quindi metabolizzato in 7α-idrossi-4-colesten-3-one. Ci sono più passaggi nella sintesi di un acido biliare che richiedono in tutto 14 enzimi.[3] Ciò comporta l’alterazione del legame tra i primi due anelli steroidei (A e B), che fa piegare la molecola; in questo processo, il 3-idrossile viene convertito nell’orientamento α. L’acido biliare a 24 atomi di Carbonio più semplice ha due gruppi idrossilici nelle posizioni 3α e 7α. Questo è l’Acido 3α, 7α-diidrossi-5β-colan-24-oico o, come più comunemente noto, Acido Chenodesossicolico. Questo acido biliare fu inizialmente isolato dall’oca domestica, dal cui nome deriva la porzione “cheno” del nome della molecola. Il 5β nel nome indica l’orientamento del legame tra gli anelli A e B del nucleo steroideo (in questo caso, sono piegati). Il termine “colan” indica una particolare struttura steroidea di 24 atomi di Carbonio e “acido 24-oico” indica che l’Acido Carbossilico si trova in posizione 24, alla fine della catena laterale. L’Acido Chenodesossicolico è sintetizzato da molte specie ed è il prototipo dell’acido biliare funzionale.[2][3]

Una via alternativa (acida) della sintesi dell’acido biliare è iniziata dalla sterolo mitocondriale 27-idrossilasi (CYP27A1), espresso nel fegato, nei macrofagi e in altri tessuti. Il CYP27A1 contribuisce in modo significativo alla sintesi totale dell’acido biliare catalizzando l’ossidazione della catena laterale dello sterolo, dopo di che la scissione di un’unità a tre atomi di Carbonio nei perossisomi porta alla formazione di un acido biliare C24. Anche le vie minori iniziate dalla 25-idrossilasi nel fegato e dalla 24-idrossilasi nel cervello possono contribuire alla sintesi dell’acido biliare. La 7α-idrossilasi (CYP7B1) genera ossisteroli, che possono essere ulteriormente convertiti nel fegato in CDCA.[2][3]

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L’Acido Colico, 3α, 7α, 12α-triidrossi-5β-colan-24-oico, l’acido biliare più abbondante nell’uomo e in molte altre specie, è stato scoperto prima dell’Acido Chenodesossicolico. È un acido tri-idrossile-biliare con 3 gruppi idrossilici (3α, 7α e 12α). Nella sua sintesi epatica, l’idrossilazione 12α viene eseguita dall’azione aggiuntiva del CYP8B1. Come già descritto, la scoperta dell’Acido Chenodesossicolico (con 2 gruppi ossidrilici) ha reso la denominazione di questo nuovo acido biliare “Acido Desossicolico” in quanto aveva un gruppo idrossilico in meno rispetto all’Acido Colico.[2][3]

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L’Acido Desossicolico è formato dall’Acido Colico mediante 7-deidrossilazione, risultando in 2 gruppi idrossilici (3α e 12α). Questo processo con Acido Chenodesossicolico da come risultato un acido biliare con solo un gruppo idrossilico 3α, chiamato Acido Litocolico (lito = pietra) che è stato isolato e classificato per la prima volta attraverso l’analisi di calcoli prelevati da un polpaccio. È scarsamente solubile in acqua e piuttosto tossico per le cellule.[2][3]

Diverse famiglie di vertebrati sono adatte ad utilizzare le modifiche della maggior parte delle posizioni sul nucleo steroideo e sulla catena laterale della struttura dell’acido biliare. Per evitare i problemi associati alla produzione di Acido Litocolico, la maggior parte delle specie è in grado di aggiunge un terzo gruppo ossidrilico all’Acido Chenodesossicolico. La successiva rimozione del gruppo idrossilico in posizione 7α da parte dei batteri intestinali si tradurrà quindi in un acido biliare diidrossile meno tossico ma ancora funzionale. Si ipotizza che nel corso del tempo, le locazioni per il posizionamento del terzo gruppo ossidrilico nei vertebrati si sia modificato. Sembrerebbe che, inizialmente, la posizione 16α fosse la principale, in particolare negli uccelli. Successivamente, questa posizione avrebbe lasciato il posto in un gran numero di specie alla posizione 12α. I primati (e gli esseri umani) utilizzano il 12α per la loro terza posizione del gruppo ossidrilico, producendo Acido Colico. Nei topi e in altri roditori, l’idrossilazione 6β forma acidi muricolici (α o β a seconda della posizione dell’idrossile 7). I suini hanno una idrossilazione 6α nell’Acido Ecolico (acido 3α, 6α, 7α-triidrossi-5β-cholanoico) e altre specie hanno un gruppo ossidrilico nella posizione 23 della catena laterale.

L’Acido Ursodesossicolico è stato inizialmente isolato dalla bile di orso, la quale è stata usata in medicina per secoli. La sua struttura ricorda l’Acido Chenodesossicolico ma con il gruppo 7-idrossile in posizione β.[1]

L’Acido Obeticolico, l’acido 6α-etil-chenodesossicolico, è un acido biliare semisintetico con maggiore attività come agonista del FXR che è oggetto di ricerche come agente farmacologico.

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Acido Obeticolico (OCA). Questo acido biliare semisintetico ha dimostrato di migliorare i livelli ematici di ALT e ALP nei soggetti non responsivi al trattamento con Acido Ursodesossicolico (UDCA), ed è l’unica terapia di seconda linea autorizzata. Negli studi clinici l’OCA ha migliorato i risultati degli esami epatici nell’87% dei soggetti trattati ed è stato di aiuto quasi nel 50% dei pazienti.

Gli acidi biliari fungono anche da ormoni steroidei, secreti dal fegato, assorbiti dall’intestino e con varie azioni metaboliche dirette nel corpo attraverso il recettore nucleare FXR, noto anche con il nome genico NR1H4. [14][15][16] Un altro recettore degli acidi biliari è il recettore della membrana cellulare noto come recettore 1 o TGR5 degli acidi biliari accoppiato con proteine G. Molte delle loro funzioni come molecole di segnalazione nel fegato e nell’intestino sono mediate attivando il FXR, mentre l’interazione con il TGR5 può avviare coinvolgimenti nelle funzioni metaboliche, endocrine e neurologiche.[7]

In quanto tensioattivi o detergenti, gli acidi biliari sono potenzialmente tossici per le cellule e quindi le loro concentrazioni sono strettamente regolate. L’attivazione del FXR nel fegato inibisce la sintesi di acidi biliari ed è un meccanismo di controllo a feedback quando i livelli di acidi biliari sono troppo alti. In secondo luogo, l’attivazione del FXR da parte degli acidi biliari durante l’assorbimento nell’intestino aumenta la trascrizione e la sintesi di FGF19, che quindi inibisce la sintesi epatica di acidi biliari.[17]

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Regolazione FXR e TGR5-mediata della sintesi degli acidi biliari e del metabolismo dei lipidi e del glucosio nel fegato e nell’intestino.

Prove emergenti associano l’attivazione del FXR con modifiche del metabolismo dei trigliceridi, del metabolismo del glucosio e della crescita del fegato.[7][18]

Gli acidi biliari si legano ad alcune altre proteine oltre ai loro prima citati recettori ormonali (FXR e TGR5) e ai loro trasportatori. Tra questi target proteici, l’enzima N-acil fosfatidiletanolammina specifica fosfolipasi D (NAPE-PLD) genera ammidi lipidici bioattivi (ad esempio l’Anandamide Cannabinoide Endogeno) che svolgono ruoli importanti in diversi percorsi fisiologici tra cui stress e risposte al dolore, appetito e durata della vita. La NAPE-PLD regola un dialogo di segnali incrociati diretti tra ammide lipidica e fisiologia degli acidi biliari.[13]

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Poiché gli acidi biliari sono costituiti da Colesterolo endogeno, l’interruzione della circolazione enteroepatica degli acidi biliari abbasserà il Colesterolo. I sequestranti degli acidi biliari si legano a questi ultimi nell’intestino, prevenendone il riassorbimento. Così facendo, il Colesterolo endogeno viene deviato nella produzione di nuovi acidi biliari, riducendo così i livelli di Colesterolo. Gli acidi biliari sequestrati vengono quindi escreti nelle feci.[19]

I test per gli acidi biliari sono utili sia nella medicina umana che in quella veterinaria, poiché aiutano nella diagnosi di una serie di condizioni patologiche, tra cui vi sono i tipi di colestasi come la colestasi intraepatica della gravidanza, shunt portosistemico e displasia microvascolare epatica nei cani.[20] Anomalie strutturali o funzionali del sistema biliare provocano un aumento della bilirubina (ittero) e degli acidi biliari nel sangue. Gli acidi biliari sono correlati alla comparsa di prurito che è comune in condizioni colestatiche come nella Cirrosi Biliare Primaria (PBC), Colangite Sclerosante Primaria o Colestasi Intraepatica della Gravidanza.[21] Il trattamento con Acido Ursodesossicolico è stato usato per molti anni nel trattamento di questi disturbi colestatici.[22][23]

La relazione tra acidi biliari e saturazione del Colesterolo nelle precipitazioni di bile e Colesterolo nella formazione di calcoli biliari è stata ampiamente studiata. I calcoli biliari possono derivare da una maggiore saturazione di Colesterolo o bilirubina o da stasi biliare. Concentrazioni più basse di acidi biliari o fosfolipidi nella bile riducono la solubilità del Colesterolo e portano alla formazione di microcristalli. La terapia orale con acido Chenodesossicolico e/o Acido Ursodesossicolico è stata utilizzata per dissolvere i calcoli biliari di Colesterolo.[24][25][26] I calcoli possono ripresentarsi quando il trattamento viene interrotto. La terapia con un acido biliare può essere utile per prevenire i calcoli in determinate circostanze, come in seguito alla chirurgia bariatrica.[27]

Concentrazioni eccessive di acidi biliari nel colon sono una causa di diarrea cronica. Si manifesta comunemente quando l’Ileo è anormale o è stato rimosso chirurgicamente, come nella malattia di Crohn, o causa una condizione che ricorda la sindrome dell’intestino irritabile predominante nella diarrea (IBS-D). Questa condizione di diarrea da acido biliare/malassorbimento di acido biliare può essere diagnosticata dal test SeHCAT e trattata con sequestranti di acido biliare.[28]

Gli acidi biliari possono avere una certa importanza nello sviluppo del cancro del colon-retto.[29] L’Acido Desossicolico (DCA) risulta aumentato nelle sue concentrazioni nel colon dell’uomo in risposta a una dieta ricca di grassi.[30] Nelle popolazioni con un’alta incidenza di carcinoma del colon-retto, le concentrazioni fecali di acidi biliari sono più elevate, [31] [32] e questa associazione suggerisce che una maggiore esposizione del colon agli acidi biliari potrebbe svolgere un ruolo nello sviluppo del cancro. In un confronto particolare, le concentrazioni fecali di DCA nei nativi africani del Sudafrica (che seguono una dieta povera di grassi) rispetto agli afroamericani (che seguono una dieta ricca di grassi) erano 7,30 contro 37,51 nmol/g di feci umide.[33] I nativi africani del Sud Africa hanno un basso tasso di incidenza di cancro al colon inferiore a 1: 100.000, [34] rispetto all’alto tasso di incidenza per i maschi afroamericani che è di 72: 100.000.[35]

Attraverso studi sperimentali sono stati ipotizzati meccanismi che potrebbero regolare le alte concentrazioni di acidi biliari al carcinoma del colon. L’esposizione delle cellule del colon ad alte concentrazioni di DCA aumenta la formazione di specie reattive dell’ossigeno, causando stress ossidativo e aumentando anche il danno nel DNA.[36] I topi nutriti con una dieta con aggiunta di DCA che mimava i livelli di DCA del colon negli esseri umani che seguono una dieta ricca di grassi hanno sviluppato neoplasie del colon, tra cui adenomi e adenocarcinomi (tumori), a differenza dei topi alimentati con una dieta di controllo che causa un decimo delle concentrazioni di DCA nel colon e non hanno sviluppato neoplasie del colon.[37][38]

Gli effetti dell’Acido Ursodesossicolico (UDCA) nella modifica del rischio di sviluppo del carcinoma del colon-retto sono stati esaminati in diversi studi, in particolare nella colangite sclerosante primitiva e nella malattia infiammatoria intestinale, con risultati variabili in parte correlati al dosaggio.[39][40] La variazione genetica dell’enzima chiave di sintesi dell’acido biliare, CYP7A1, ha influenzato l’efficacia dell’UDCA nella prevenzione dell’adenoma colorettale in un ampio studio.[41]

Gli acidi biliari possono essere utilizzati in soluzione iniettabile da somministrare sottocute per il trattamento delle adiposità localizzate (vedi Mesoterapia). L’Acido Desossicolico in soluzione iniettabile ha ricevuto l’approvazione della FDA per il trattamento del grasso submentale.[42] Gli studi di fase III hanno mostrato risposte significative sebbene molti soggetti abbiano avuto lievi reazioni avverse come lividi, gonfiore, dolore, intorpidimento, eritema e rigidità intorno all’area trattata.[43][44] Della correlazione tra acidi biliari e tessuto adiposo, punto di particolare interesse in questo articolo, ne parlerò a breve.

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Acido Ursodesossicolico

Gli atleti che utilizzano PED conoscono ormai da tempo il potenziale “epatoprotettivo” dato dall’uso degli acidi biliari. L’Acido Tauroursodesossicolico (TUDCA) e l’Acido Ursodesossicolico (UDCA) sono generalmente utilizzati come parte integrante dei “mix” epatoprotettivi, in specie durante l’utilizzo di farmaci orali con una forte resistenza al metabolismo epatico (vedi, per esempio, AAS metilati in C17). Infatti, l’UDCA ha mostrato di:

  • stimolare la secrezione di ATP da parte degli epatociti e di interagire quindi col sistema dei citocromi P450 riducendo la glicuronazione degli estrogeni sintetici (cosa che spiega in parte i suoi effetti benefici sulla colestasi epatica). Gli utilizzatori di AAS potrebbero non essere consapevoli del rischio aumentato di sviluppare calcoli biliari durante l’uso di molecole aromatizzabili e dell’aiuto nell’arginare il fenomeno correlato ad un aumento dei livelli estrogenici sul fattore in questione dato dal UDCA [45];
  • attivare direttamente il recettore per i glucocorticoidi, il che contribuirebbe ad allargare i meccanismi della sua azione anticolestatica ed antinfiammatoria sul parenchima epatico;
  • di fungere (come già accennato in precedenza) da agonista parziale del recettore FXRalpha coinvolto nell’espressione di proteine ed enzimi protettivi e/o regolatori del metabolismo intermedio riducendo la colestasi e l’intossicazione epatica stimolando dei meccanismi endogeni di difesa;
  • stimolare la sintesi del Glutatione (GSH), potente antiossidante endogeno, attraverso l’intervento delle chinasi dipendenti dai Fosfoinositidi (PI-3K e PKB). Questo meccanismo potrebbe giustificarne l’impiego corrente nelle epatiti croniche;
  • attivare un fattore di trascrizione particolare chiamato Nrf-2, presente allo stato di riposo nel citoplasma di tutte le cellule. Esso si attiva solo quando vi sono variazioni dello stato ossidoriduzione cellulare, ovvero la genesi di eccessive quantità di radicali liberi dell’ossigeno, o delle tossine esterne chiamate (xenobiotici). In risposta a questi stimoli, l’Nrf-2 entra nel nucleo cellulare ed induce una batteria di geni coinvolti nella protezione cellulare dallo stress ossidativo. Si pensa quindi che l’UDCA possa agire da ligando endogeno dell’Nrf-2, anche se non esistono ancora prove dirette o conclusive. Anche questo meccanismo ha azione protettiva sul tessuto epato-biliare.[46]

Come detto pocanzi, un altro uso degli acidi biliari conosciuto dai più in ambito sportivo e, soprattutto, culturistico, è quello, già accennato in precedenza, del trattamento mesoterapico. In particolare, Il Desossicolato di Sodio usato da solo o miscelato con Fosfatidilcolina, viene utilizzato nel trattamento delle adiposità localizzate (soprattutto nella zona submentale e periombellicale) in alternativa all’escissione chirurgica.[47]

Lo sviluppo della ricerca scientifica sugli acidi biliari e metabolismo/composizione corporea

Pratica di utilizzo degli acidi biliari meno conosciuta, ed ancora “embrionale” nella sua applicazione, è quella che vede la loro applicazione per il miglioramento della composizione corporea attraverso assunzione orale.

Già nel 2006 uno studio pubblicato sulla rivista Nature aveva rivelato che gli acidi biliari potevano aumentare il tasso metabolico e la perdita di peso nei topi, lasciando intravedere la possibilità che ciò si potesse verificare anche nell’uomo.[48] Mentre gli acidi biliari (AB) erano da tempo noti per essere essenziali nell’assorbimento dei lipidi nella dieta e nel catabolismo del Colesterolo, come abbiamo precedentemente visto, negli anni precedenti a questo studio era emerso un ruolo importante degli acidi biliari come molecole di segnalazione. Gli AB, come già detto, attivano le vie della protein chinasi attivate dal mitogeno, sono ligandi per il recettore TGR5 (GPCR) accoppiato alle proteine ​​G e attivano i recettori dell’ormone nucleare come il recettore alfa X farnesoide (FXR-alfa; NR1H4). Il FXR-alfa regola il riciclo enteroepatico e la biosintesi degli AB controllando l’espressione di geni come il partner eterodimero breve (SHP; NR0B2) che inibisce l’attività di altri recettori nucleari. L’induzione SHP mediata da FXR-alfa è anche alla base della sottoregolazione della biosintesi di acidi grassi e dei Trigliceridi a livello epatico e della produzione di lipoproteine ​​a bassissima densità mediata dalla proteina 1c legante gli elementi regolatori degli steroli. Ciò indicava che l’assunzione di AB avrebbe potuto essere in grado di funzionare al di là del semplice controllo dell’omeostasi degli stessi nelle vie metaboliche generali. Nello studio viene mostrato che la somministrazione di AB nei topi aumenta il dispendio energetico nel tessuto adiposo bruno, prevenendo l’obesità e il peggioramento della resistenza all’insulina. Questo nuovo effetto metabolico degli AB dipende in modo critico dall’induzione della sintesi dell’ormone tiroideo tri-iodotironina (T3) AMP-ciclico-dipendente attraverso l’attivazione l’enzima iodotironina deiodinasi di tipo 2 (D2). Il trattamento degli adipociti bruni e dei miociti muscolo-scheletrici umani con AB mostrò un aumento dell’attività del D2 e del ​​ consumo di ossigeno. Questi effetti sono indipendenti dall’FXR-alfa e sono invece mediati dall’aumentata produzione di cAMP che deriva dal legame degli AB con il recettore TGR5 accoppiato con proteine ​​G. Sia nei roditori che nell’uomo, i tessuti più termogenicamente importanti sono specificamente presi di mira da questo meccanismo poiché coesprimono sia l’enzima D2 che il ​​TGR5. Dallo studio emerse quindi che la via di segnalazione AB-TGR5-cAMP-D2 è un meccanismo cruciale per l’ottimizzazione dell’omeostasi energetica che può essere mirata a migliorare il controllo metabolico.

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 Gli acidi biliari stimolano l’espressione del D2 negli adipociti bruni. Rappresentazione schematica della via dell’acido biliare-TGR5 – D2 negli adipociti bruni Gli acidi biliari nella circolazione generale derivati dalla circolazione enteroepatica possono potenzialmente stimolare l’aumento del TAMP del cAMP, portando così ad un aumento dell’espressione del D2 nei tessuti in cui entrambe le proteine sono coespresse, ad esempio nel BAT e nel muscolo scheletrico. Questo percorso ha dimostrato di aumentare il dispendio energetico e proteggere dall’obesità indotta dalla dieta nei topi. Riprodotto in parte con il permesso di Baxter e Webb: Nature 439: 402–403, 2006 (446).

Dal 2006 ad oggi la ricerca sugli AB ed i loro effetti a livello metabolico-energetico sono proseguiti con ulteriori conferme sulla loro applicabilità per il trattamento dell’obesità negli esseri umani.

Uno studio del 2018 [49] ha evidenziato come il TGR5 sia un mediatore della conversione del tessuto adiposo bianco sottocutaneo (scWAT) in beige (metabolicamente simile al tessuto adiposo marrone) attraverso molteplici stimoli ambientali, tra cui l’esposizione al freddo e una alimentazione ricca di grassi. Inoltre, la somministrazione di mimetici degli acidi biliari TGR5-selettivi nei topi tenuti in ambiente termoneutrale porta alla comparsa di marker adipocitari beige e aumenta il contenuto mitocondriale nel tessuto scWAT dei topi Tgr5+/+ ma non nei loro simili Tgr5 -/- che si trovavano con loro e, quindi, esposti alle medesime condizioni ambientali. Questo fenotipo viene ricapitolato in vitro in adipociti differenziati, in cui l’attivazione del TGR5 aumenta la disponibilità di acidi grassi liberi attraverso la lipolisi, aumentando quindi la β-ossidazione e l’attività termogenica. La segnalazione del TGR5 induce anche la fissione mitocondriale attraverso il percorso ERK/DRP1, migliorando ulteriormente la respirazione mitocondriale. Nel loro insieme, questi dati identificano il TGR5 come un bersaglio farmacologico per promuovere la conversione del tessuto adiposo bianco in beige con potenziali applicazioni nella gestione dei disturbi metabolici.

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Un altro studio, sempre del 2018, ha approfondito le dinamiche legate allo spiccato effetto metabolico e saziante, molto simile a quello ottenuto tramite bypass gastrico Roux-en-Y (RYGB), correlato alla diversione biliare verso l’Ileo (GB-IL) in modelli animali (roditori) obesi.[50] I ricercatori volevano appurare se i benefici metabolici di queste procedure (bypass gastrico) fossero mediate dall’aumento degli acidi biliari, dal momento che variazioni parallele del peso corporeo e altre variabili confondenti limitavano una possibile interpretazione oggettiva. Per fare ciò hanno utilizzato topi TGR5 -/- o FXRalfa -/- sottoposti ad una alimentazione ricca di grassi, confrontandoli con topi “selvaggi” con un antagonista del recettore per il polipeptide glucagone-simile 1 (Glp-1r) sottoposti ad una dieta chow (ricca in cereali e fibre). Il GB-IL ha indotto la perdita di peso e ha migliorato la tolleranza al glucosio assunto oralmente nei topi Tgr5 – / -, ma non nei topi FxrΔ -/- alimentati con una dieta ricca di grassi, suggerendo un ruolo dell’FXR intestinale. Il GB-IL in topi di tipo “selvaggio” alimentati con cibo convenzionale ha indotto miglioramenti della tolleranza al glucosio e al controllo della glicemia ematica indipendenti dal peso e secondari alla risposta aumentata dell’insulina. I miglioramenti erano concomitanti con un aumento dei livelli di GLP-1 linfatico nello stato a digiuno e un aumento dei livelli del batterio intestinale Akkermansia muciniphila. I miglioramenti nella glicemia a digiuno dopo il GB-IL sono stati mitigati con exendin-9, un antagonista del recettore del GLP-1 o Colestiramina, un sequestrante degli acidi biliari. Gli effetti glucoregolatori del GB-IL sono stati persi nei topi Glp-1r -/- a livello sistemico.

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Confronto tra le caratteristiche anatomiche e il flusso di cibo e bile prima (Controllo) e dopo RYGB e GB-IL. (A) In risposta a un pasto, la bile della cistifellea e i succhi pancreatici vengono rilasciati nel duodeno (arancione) dove aiutano la scomposizione e l’assorbimento dei  grassi alimentari mentre attraversano l’intestino tenue (digiuno e ileo). Gli acidi biliari vengono riassorbiti nell’ileo terminale (blu) in una circolazione enteroepatica elaborata. (B) Dopo RYGB, il cibo ingerito (punteggiato di viola) e la bile (frecce verdi interrotte) formano un mix (frecce rotte nere) ritardando l’assorbimento dei lipidi al digiuno prossimale / medio. (C) Nella diversione biliare verso l’ileo la miscelazione di nutrienti e bile viene ritardata fino all’ileo terminale.

Per avere una panoramica dettagliata ed estremamente chiara sui potenziali effetti metabolici e, con sequenzialmente, sulla composizione corporea dati dall’uso di acidi biliari ci viene in aiuto una interessantissima review che vaglia tutti gli studi svolti fino al 2018 sulle possibili applicazioni farmacologiche degli acidi biliari e dei loro derivati nel trattamento della sindrome metabolica, pubblicata sulla rivista “Frontiers in Pharmacology” del 3 Dicembre 2018.[51] Anche in questo caso, glia autori sottolineano come, oltre alle classiche funzioni degli acidi biliari nella digestione e nella solubilizzazione dei nutrienti e dei farmaci lipofili nell’intestino tenue (Mikov e Fawcett, 2006; Mircioiu et al., 2012), ci sono prove emergenti che indicano il ruolo degli acidi biliari e il loro derivati come segnalatori, molecole endocrine che esercitano una varietà di effetti metabolici attraverso percorsi complessi e intrecciati, diventando così una classe di moecole molto interessanti per la ricerca volta al vaglio di nuovi trattamenti per la sindrome metabolica (Taoka et al., 2016; Chávez-Talavera et al., 2017; de Boer et al., 2018; Molinaro et al., 2018; Shapiro et al., 2018). Questa review fornisce una panoramica delle attuali conoscenze relative alle implicazioni degli acidi biliari nel metabolismo del glucosio, dei lipidi e delle vie energetiche, nonché la potenziale applicazione degli acidi biliari nel trattamento della sindrome metabolica con raccomandazioni per ulteriori studi.

Nella review è nuovamente riportato come il ricircolo enteroepatico degli acidi biliari amplifica il flusso transepatico degli acidi biliari che attivano il recettore X farnesoide (FXR), che ormai sappiamo essere il fattore di trascrizione più significativo coinvolto nella regolazione della biosintesi e del trasporto degli acidi biliari. Inoltre, il flusso transintestinale di acidi biliari riassorbiti attiva la FXR intestinale, regolando il ricircolo enteroepatico di queste molecole anfifiliche. Questi eventi epatici e intestinali prevengono il sovraccarico e l’accumulo di acidi biliari negli epatociti evitando così la possibilità che si creino concentrazioni tossiche prevenendo così potenziali lesioni epatocellulari, diminuendo la loro stessa sintesi e assorbimento, mantenendo allo stesso tempo quantità sufficienti di acidi biliari nell’albero biliare e nel lume intestinale per l’emulsificazione dei lipidi alimentari . Inoltre, l’assorbimento epatocellulare degli acidi biliari è incompleto e la gamma micromolare delle concentrazioni si riversa dal portale alla circolazione sistemica attraverso anastomosi venose. Queste concentrazioni sistemiche sono sufficienti per interagire con diversi recettori nucleari attualmente identificati; FXR, recettore X della gravidanza (PXR), recettore della vitamina D (VDR) e recettore costitutivo del androstano (CAR), nonché il già più volte citato TGR5 (o GPBAR) che esercita effetti di segnalazione sistemici oltre i tessuti enteroepatici (Gioiello et al., 2014; Comeglio et al., 2017).

E’ interessante notare come la transattivazione ligando-dipendente di geni bersaglio da parte degli acidi biliari è indotta dal legame dell’acido biliare come ligandi endogeni più potenti, con il CDCA come il più potente agonista, mentre l’UDCA, idrofilo, non attiva l’FXR (Kemper, 2011). La potenza degli acidi biliari naturali per il FXR è riassunta nella tabella seguente (secondo Gioiello et al., 2014). Nell’intestino, il FXR attiva la trascrizione del enterokine, fattore di crescita dei fibroblasti-19 (FGF-19 o ortologo FGF-15 roditore) attraverso SHP, governando gli acidi biliari post-prandiale e il metabolismo dei nutrienti (Mertens et al., 2017).

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SRC-1

Inoltre, come endobiotici, gli acidi biliari possono attivare la PXR (NR1I2, cromosoma 3q13.33), che possiede la capacità di interagire con una vasta gamma di composti idrofobici strutturalmente diversi tra cui farmaci, integratori alimentari e inquinanti ambientali. La PXR-non attivata più comunemente crea complessi inibitori con il mediatore silenziante per il recettore dell’acido retinoico e il recettore dell’ormone tiroideo (SMRT), SHP e deacetylases dell’istone (Pavlovic et al., 2017). Dopo il legame con il ligando, il recettore subisce cambiamenti conformazionali e il rilascio di fattori corepressori induce l’acetilazione dell’istone o il reclutamento di proteine co-attivanti come il SRC1 (steroid receptor coactivator1) (Pavek, 2016; Buchman et al., 2018).

Acidi biliari e metabolismo glucidico

Nell’ultimo decennio, un numero crescente di prove ha fortemente indicato che gli acidi biliari regolano il metabolismo glucidico postprandiale mostrando anche capacità di segnalazione antidiabetica esplicata attraverso i recettori attivati dall’acido biliare, oltre che a migliorare il ripiegamento e la funzione delle proteine, e agli effetti antiapoptotico (Hylemon et al., 2009).

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Diagramma schematico del recettore (I) FXR nel fegato, (II) recettore FXR nell’intestino, (IIIA) recettore TGR5 nell’intestino, (IIIB) recettore TGR5 nella cistifellea e (IIIC) recettore TGR5 negli adipociti e nei muscoli.

Vi sono, tuttavia, alcune discrepanze irrisolte in letteratura tra i risultati ottenuti relativi all’implicazione degli acidi biliari nel metabolismo glucidico. Gli studi iniziali che hanno identificato le implicazioni del FXR nel metabolismo del glucosio hanno dimostrato che gli acidi biliari o gli agonisti sintetici specifici del FXR hanno indotto l’espressione del tasso di controllo dell’enzima della gluconeogenesi, fosfoenolpiruvato carbossinasi (PEPCK), aumentando anche la produzione totale di glucosio nell’epatocita umano e di ratto come nei topi in vivo (Stayrook et al., 2005). Al contrario, Yamagata et al. (2004) hanno dimostrato che gli acidi biliari sopprimono l’espressione dei geni della gluconeogenesi PEPCK, glucosio-6-fosfatasi (G6Pase) e fruttosio 1,6-bis-fosfatasi (FBP1) attraverso l’interazione tra SHP con il fattore nucleare degli epatociti 4 (HNF-4) o fattore di trascrizione della fronte Foxo1, sia in vivo che in vitro. La riduzione dell’espressione del PEPCK sembra essere una possibilità interessante per il trattamento del diabete di tipo 2, dato che questa patologia è caratterizzato da un aumento della produzione di glucosio epatico e da iperglicemia (Cariou et al., 2005). Inoltre, l’attivazione epatica del FXR porta ad un aumento dell’attività della glicogeno sintasi mediante fosforilazione e inattivazione della glicogeno sintasi chinasi 3 (GSK3b) (Mencarelli e Fiorucci, 2010).

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GW4064

Nello studio del 2006 citato in precedenza (di Zhang et al.) è stato mostrato che la carenza del FXR nei topi è associata a intolleranza al glucosio e resistenza all’insulina manifestate da iperglicemia, ridotta tolleranza al glucosio e grave riduzione della sensibilità insulinica nel fegato, nei muscoli e nel tessuto adiposo. Di conseguenza, l’attivazione del FXR da parte dell’agonista sintetico non steroideo GW4064 nei topi (30mg/kg due volte al giorno) ha significativamente ridotto la produzione di glucosio epatico, abbassato i livelli di glucosio nel sangue, aumentato la glicogenesi, migliorato la sintesi e la secrezione di insulina, migliorato la sensibilità all’Insulina a livello centrale (epatico) e periferico negli animali (Zhang et al., 2006).

L’attivazione indotta del FXR nella trascrizione e nella secrezione di Insulina nelle cellule β del pancreas sono regolate da diversi meccanismi che coinvolgono effetti sia genomici che non genomici. Gli effetti genomici dell’attivazione del FXR si basano sull’induzione del KLF11, che si è dimostrato essere un fattore essenziale per la trascrizione del gene dell’Insulina. Gli effetti non genomici dell’attivazione del FXR nelle cellule βTC6 trasmettono sull’aumento della fosforilazione di Akt e nella traslocazione del trasportatore di glucosio di tipo 2 (GLUT2), un membro delle proteine ​​di membrana che facilita il trasporto del glucosio lungo un gradiente di concentrazione alla membrana plasmatica, aumentando l’assorbimento di glucosio da parte delle cellule β del pancreas (Renga et al., 2010). Inoltre, l’attivazione del FXR induce l’espressione del trasportatore di glucosio GLUT4 nel fegato, la cui espressione risulta ridotta, sia nei soggetti diabetici di tipo 1 che 2 (Garvey et al., 1991, 1992). L’attivazione del FXR è stata in grado di sovraregolare l’espressione dei GLUT4 attraverso il FXRE nel promotore del gene GLUT4. Shen et al. (2008) hanno riferito che l’attivazione del FXR da parte del CDCA in concentrazione di 10 μM potrebbe indurre la trascrizione del GLUT4 nelle linee cellulari 3T3-L1 e HepG2 e aumentare l’espressione della proteina GLUT 4 nei topi C57BL / 6J trattati con CDCA (20 mg / kg / giorno ). Complessivamente, questi cambiamenti hanno comportato una riduzione del livello di glucosio plasmatico, una riduzione della gluconeogenesi epatica e un aumento della sintesi epatica di glicogeno (Mencarelli e Fiorucci, 2010).

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Vie di segnalazione intrecciate mediate dagli acidi biliari nel metabolismo del glucosio. L’attivazione da parte degli acidi biliari delle vie di segnalazione FXR e TGR-5 inibisce la gluconeogenesi e promuove la sintesi del glicogeno nel fegato, promuove il rilascio di insulina stimolato dal glucosio nel pancreas, aumenta il dispendio energetico soprattutto nei muscoli scheletrici e nel tessuto adiposo bruno. Nel cervello, la segnalazione degli acidi biliari-TGR5 media la sazietà.

Gli acidi biliari possono anche influenzare l’omeostasi del glucosio in modo indipendente dal FXR (Stanimirov et al., 2012). Oltre al ruolo nel dispendio energetico, è stato dimostrato che l’attivazione del recettore di membrana TGR5 da parte degli acidi biliari aumenta la secrezione intestinale di GLP-1 dalle cellule L endero-endocrine, sia in vitro che in vivo, stimolando la rilascio di Insulina dalle cellule β pancreatiche senza rilascio di Glucagone dalle cellule α e la riduzione della glicemia postprandiale (Katsuma et al., 2005; Kumar et al., 2012; Duboc et al., 2014). Inoltre, Maruyama et al. (2006) hanno mostrato che i topi TGR5-null hanno una riduzione del 25% nelle dimensioni del pool di acido biliare, mentre i topi TGR5-null femmine hanno mostrato un significativo accumulo di grasso con aumento di peso corporeo rispetto a quello dei topi wild-type quando nutriti con una dieta ricca di grassi. La figura seguente mostra chiaramente i percorsi intrecciati delle implicazioni degli acidi biliari nel metabolismo del glucosio mediato dalla segnalazione FXR e TGR5.

L’evidenza genetica in vitro e in vivo indica un forte legame causale tra la capacità funzionale del reticolo endoplasmatico e gli effetti dell’Insulina. Pertanto, la modulazione della funzione del reticolo endoplasmatico potrebbe fornire un nuovo approccio per il trattamento del diabete (Ozcan et al., 2006). Ozcan et al. (2006) hanno mostrato che il tauro-UDCA migliora la resistenza all’Insulina attenuando lo stress del reticolo endoplasmatico negli animali affetti da diabete di tipo 2 con conseguente normalizzazione dell’iperglicemia, miglioramento della sensibilità sistemica all’insulina e dell’azione dell’insulina in vari tessuti.

L’efficacia degli agonisti sintetici del FXR come potenziale terapia per il diabete mellito di tipo 2 è stata dimostrata in uno studio clinico di fase II già menzionato condotto da Mudaliar et al. (2013) nel quale è stato dimostrano che la somministrazione di OCA a pazienti con diabete mellito di tipo 2 e NAFLD per 6 settimane è stata ben tollerata, migliorando la sensibilità all’insulina e riducendo i marker del infiammazione e la fibrosi epatica.

Come già visto, recentemente, la ricerca dei meccanismi alla base dei rapidi miglioramenti glicemici a seguito di procedure chirurgiche bariatriche [bypass gastrico Roux-en-Y (RYGB) e gastrectomia a manica verticale] in pazienti con obesità patologica e diabete di tipo 2 ha confermato i significativi effetti fisiologici degli acidi biliari nella omeostasi del glucosio (Bradley et al., 2012; Pournaras et al., 2012). Queste procedure hanno causato un aumento degli acidi biliari liberi sia nel siero che nell’intestino inferiore (Madsbad et al., 2014; Raghow, 2015). L’aumentata concentrazione di acidi biliari liberi nel lume intestinale ha avuto un effetto diretto sulle Incretine attraverso l’asse TGR5 – GLP-1, migliorando la secrezione di Insulina, nonché attivando il FXR intestinale e il suo target diretto a valle FGF-15/19 – un ormone peptidico postprandiale che migliora la tolleranza al glucosio, una proteina la cui espressione è, altrimenti, ridotta nei pazienti diabetici (Jansen et al., 2011; Schaap, 2012; Madsbad and Holst, 2014). Gli effetti benefici mediati dai recettori degli acidi biliari FXR e TGR5 in seguito a chirurgia bariatrica sono stati ulteriormente confermati poiché in assenza di segnalazione FXR in topi null-FXR o segnalazione GLP-1 antagonizzata dal exendin- (9-39), gli effetti benefici della chirurgia bariatrica sul peso corporeo e il metabolismo del glucosio sono stati annullati (Salehi et al., 2011; Ryan et al., 2014). L’aumento delle concentrazioni di acido biliare libero nelle parti inferiori del tratto intestinale dopo RYGB crea un ambiente adatto per la crescita di batteri tolleranti la bile come il gruppo tassonomico Proteobacter phylum (Osto et al., 2013). La crescita eccessiva dei Proteobacter provoca una diminuzione delle specie secondarie, ceppi batterici che generano attraverso i loro processi metabolici acidi biliari più tossici, con conseguente aumento dei livelli di acido biliare primario (Acido Chenodeossicolico) nel plasma e un pronunciato effetto sulle Incretine (Vrieze et al., 2014).

Acidi biliari e microbiota intestinale

Il tratto intestinale umano è colonizzato da un insieme diversificata di microorganismi, con batteri come membri più numerosi. La composizione del microbiota intestinale è specifica per l’individuo ma rimane relativamente costante nel tempo (Stojančević et al., 2014). Alterazioni del microbioma intestinale umano possono avere un ruolo nello sviluppo di alcune patologie (DeGruttola et al., 2016). Il microbiota intestinale regola il metabolismo dell’ospite producendo numerosi metaboliti che segnalano attraverso i loro recettori affini, influenzando così il peso corporeo, il metabolismo degli acidi biliari, l’attività pro infiammatoria, la resistenza all’Insulina e la modulazione degli ormoni intestinali (Han e Lin, 2014; Wahlstrom et al., 2016). Un’importante classe di metaboliti prodotti dal microbiota sono appunto gli acidi biliari. L’idrolasi batterica dei Sali biliari (BSH), presente in tutte le principali specie batteriche nell’intestino umano, effettua la deconugazione del sale biliare aumentando così la resistenza alla tossicità biliare, mentre la 7α-deidrossilasi converte gli acidi biliari primari CA e CDCA nella bile negli acidi secondaria DCA e LCA, rispettivamente (Wahlstrom et al., 2016). Altre conversioni dei sali biliari eseguite dal microbiota intestinale sono l’ossidazione e l’epimerizzazione dei gruppi idrossilici, 7-disidrossilazione, esterificazione e desolfatazione, contribuendo così alla grande diversità chimica e al pool di acidi biliari più idrofobi (Ridlon et al., 2016). Inoltre, gli acidi biliari possono modulare la composizione del microbiota intestinale sia direttamente, distruggendo le strutture delle membrane batteriche, sia indirettamente, tramite l’attivazione del FXR promuovendo la trascrizione di agenti antimicrobici come iNOS e IL-18 nell’intestino tenue e inibendo così la crescita batterica (Inagaki et al., 2006; Wahlstrom et al., 2016).

Considerando la complessa relazione tra acidi biliari e microbiota intestinale, non sorprende che oltre ai cambiamenti nella composizione degli acidi biliari, i pazienti diabetici abbiano anche una diversa composizione e attività del microbiota intestinale rispetto agli individui sani (Quercia et al., 2014 ). Sia il diabete mellito di tipo 1 che quello di tipo 2 sono associati a una riduzione della diversità microbica complessiva, caratterizzata da riduzione di Firmicutes e batteri produttori di butirrato, nonché da una funzione alterata della barriera intestinale e da una maggiore permeabilità intestinale (DeGruttola et al., 2016; Knip e Siljander, 2016).

La supplementazione con batteri probiotici ha portato a una modulazione benefica del metabolismo dell’ospite in termini di secrezione di GLP-1 stimolata da specifici metaboliti batterici come gli acidi grassi a catena corta (SCFA) attraverso il meccanismo GPR41/43-dipendente (Everard e Cani, 2014). Inoltre, la somministrazione di batteri probiotici ha ridotto l’assunzione di cibo e protetto dall’aumento di peso corporeo e dal peggioramento dell’insulino resistenza nei modelli animali obesi e diabetici (Yadav et al., 2013). Gli studi condotti hanno dimostrato che un approccio multi-terapeutico che utilizza una combinazione di probiotici e acidi biliari come terapia aggiuntiva in un modello di ratto con diabete mellito di tipo 2 ha esercitato una regolazione glicemica ancora migliore e ha portato ad alleviare le complicanze rispetto a ciascun singolo trattamento (Al- Salami et al., 2008, 2012). Gli effetti sinergici degli acidi biliari, probiotici e terapia antidiabetica attuale sono esaminati in dettaglio da Mikov et al. (2017) indicando la potenziale applicazione di questa combinazione nei disturbi metabolici con particolare enfasi sul diabete mellito.

Pertanto, la manipolazione terapeutica del microbiota intestinale mediante integrazione probiotica con effetti secondari sulla composizione del pool di acidi biliari rappresenta una strategia promettente per il trattamento di tali condizioni. Sebbene ulteriori studi siano altamente raccomandati per svelare gli esatti meccanismi responsabili degli effetti benefici della co-somministrazione di acidi biliari-probiotici, l’attivazione di complesse vie di segnalazione FXR e TGR5 è proposta come una delle possibili spiegazioni.

A questo punto è utile precisare che nella composizione corporea il microbiota è un primo “ostacolo” alle calorie assunte. Più esso risulta in equilibrio e in salute e maggiore sembra essere la capacità batterica di esercitare un “blocco” nei confronti dell’eccesso calorico. Il microbiota in condizioni di salute agisce anche sul senso di sazietà, attraverso una segnalazione che parte dagli enterociti (le cellule dell’intestino) per giungere ai centri ipotalamici della fame. Questo avviene perché il microbiota converte le fibre alimentari in acidi grassi a corta catena, i quali sono il nutriente principale degli enterociti. In questo modo le cellule intestinali inviano al cervello il segnale di sazietà.

Acidi biliari e metabolismo lipidico

Come prodotto principale del catabolismo del Colesterolo, gli acidi biliari esercitano effetti profondi, non solo sul metabolismo del Colesterolo, ma anche sul metabolismo dei triacilgliceroli, regolando quindi il metabolismo di varie specie di lipoproteine. L’aumentata sintesi di acidi biliari aumenta l’utilizzo del colesterolo come substrato. Attivando il FXR gli acidi biliari inibiscono il CYP7A1, l’enzima che limita la velocità della sintesi degli acidi biliari e del catabolismo del Colesterolo negli epatociti. Di conseguenza, l’integrazione a lungo termine di 750mg o 375mg/die di CDCA nei pazienti con malattia dei calcoli biliari provoca un modesto aumento del livello di colesterolo lipoproteico a bassa densità (LDL) (Schoenfield e Lachin, 1981). L’aumento del LDL si è verificato nell’85,2% dei pazienti che ricevevano 750mg/die e, nell’82,8% dei pazienti che ricevevano 375mg/die, tuttavia, l’incremento del 67,0% è stato registrato in un gruppo di pazienti che assumevano placebo, probabilmente come conseguenza principale legata alla malattia. D’altra parte, studi in vitro dimostrano che l’agonista del FXR CDCA (250 μM) stabilizza l’mRNA del recettore LDL e aumenta l’attività del recettore LDL nella linea cellulare epatica umana in coltura aumentando così l’assorbimento e la clearance delle particelle di LDL (Nakahara et al., 2002). I cambiamenti nel livello di Colesterolo circolante attraverso l’attivazione del FXR in vivo sono distinti tra modelli animali (roditori) e umani. Vale a dire che, l’espressione del CYP7a1 nei roditori è opposta agli umani nei quali è regolata da due recettori nucleari, il recettore X del fegato-α (LXR-α) e il FXR, entrambi espressi abbondantemente nel fegato. Il LXR-α può essere attivato da derivati del Colesterolo tra cui il 24 (S), 25-epossicolesterolo e il 24 (S) -idrossicolcololo, e in seguito alla sua attivazione LXR interagisce con un elemento di risposta all’interno del promotore del CYP7a1, stimolando in tal modo l’espressione genica. La traduzione degli effetti osservati nei roditori è stata sconcertante poiché in queste specie il Colesterolo circolante è prevalentemente “impacchettato” sotto forma di lipoproteine HDL, contrariamente alle specie LDL dominanti nell’uomo. Nei topi chimerici i cui fegati contengono principalmente epatociti umani e un profilo lipoproteico “umanizzato”, il trattamento con un potente agonista FXR specifico, il derivato dell’acido biliare semisintetico OCA (10mg/kg/giorno), porta all’aumento della riduzione circolante di LDL e HDL , analogamente all’attivazione del FXR nell’uomo. L’aumento del LDL è correlato alla ridotta attività regolante della proteina 2 legante gli elementi sterolici (SREBP-2) e alla sua espressione genica bersaglio, inclusa una significativa sottoregolazione nell’espressione della proteina del recettore LDL (Papazyan et al., 2018). La somministrazione di OCA, 25 o 50mg/die per 2 settimane, durante gli studi clinici ha prodotto effetti simili (Mudaliar et al., 2013; Walters et al., 2015).

La riduzione del livello di HDL mediante attivazione del FXR [utilizzando chow integrato con Acido Taurocolico allo 0,5% p/p (TLCA) per un periodo di 6 giorni] può essere spiegata dalla repressione del gene dell’apolipoproteina A-I, nonché dall’etero-scambio di esteri del colesterolo e triacilgliceroli tra le HDL plasmatiche e le lipoproteine contenenti ApoB inducendo l’espressione della proteina di trasferimento dell’estere del colesterolo (colesteril estere)(Lambert et al., 2003; Gautier et al., 2013). D’altra parte, il targeting FXR può anche rafforzare il trasporto inverso del Colesterolo, un processo nel trasporto del Colesterolo dai tessuti e cellule periferici agli epatociti e al sistema biliare, al fine di eliminare il Colesterolo attraverso la via intestinale. L’analisi Northern blot su campioni di fegato di topi maschi C57BL/6, alimentati con una dieta integrata all’1% per un mese, ha rivelato che gli effetti sopra menzionati sono mediati tramite la proteina di trasferimento dei fosfolipidi, una proteina che media il rilascio di fosfolipidi e Colesterolo dalle lipoproteine LDL a HDL. Gli effetti osservati sono anche una conseguenza dei cambiamenti nell’espressione del recettore scavenger-B1 (SR-B1), che è coinvolto nel riconoscimento delle particelle di HDL e nel loro assorbimento da parte degli epatociti (Urizar et al., 2000). Inoltre, è stato dimostrato che l’attivazione diretta del target FXR, l’enterokina FGF15/19, stimola la consistente secrezione di Colesterolo nel lume intestinale attraverso l’eterodimero di sterolo adenosina trifosfato (ATP)-legante i membri della sottofamiglia G 5/8 (ABCG5 / G8) nei topi (de Boer et al., 2017). Questa scoperta ha potenziali implicazioni nello sviluppo di strategie volte alla riduzione del riassorbimento intestinale del Colesterolo. La somministrazione di 10 o 25mg di OCA al giorno in volontari sani ha indotto un aumento sostenuto della concentrazione sierica di LDL e una riduzione dell’HDL, con un leggero aumento del livello di Colesterolo totale indipendentemente dalla dose (Pencek et al., 2016). Cambiamenti simili sono stati osservati in pazienti con diabete mellito di tipo 2 e in pazienti con steatoepatite non alcolica confermata per biopsia (Mudaliar et al., 2013; Neuschwander-Tetri et al., 2015). Tuttavia, nei pazienti con colangite biliare primitiva trattati con 5-10mg di OCA al giorno per 1 anno, l’aumento di LDL e la riduzione del livello di HDL era minore in ampiezza e transitorio (Nevens et al., 2016). Gli effetti dell’attivazione del FXR mediante somministrazione ripetuta di 5, 10 o 25mg di OCA al giorno per 2 settimane o 20 giorni sono stati stimati nella sperimentazione clinica che recluta volontari sani (Pencek et al., 2016). I risultati osservati in questo studio hanno confermato i risultati di precedenti studi clinici in termini di lievi disturbi dello stato lipidico; vale a dire, il trattamento con OCA ha indotto una riduzione dose-indipendente di HDL, come risultato della riduzione della concentrazione di particelle HDL piccole e medie e un aumento del livello di colesterolo LDL (Pencek et al., 2016). Anche se l’attivazione del FXR da parte degli acidi biliari e dei derivati degli acidi biliari può indurre un fenotipo potenzialmente aterogenico in termini di spostamento delle frazioni di lipoproteine, sono altamente necessari ampi studi clinici multicentrici randomizzati per chiarire l’impatto clinico di tali effetti dislipidemici trattati con acidi biliari o derivati dell’acido biliare.

D’altra parte, è stato dimostrato che l’integrazione di acidi biliari con CA allo 0,5% (w/w) per 8 settimane modula il metabolismo dei triacilgliceroli attraverso diversi meccanismi distinti, principalmente attraverso l’attivazione del FXR. Attivando gli acidi biliari il FXR vanno a reprimere la sintesi di de novo triacilglicerolo attraverso il target downstream FXR, l’inibizione mediata dal SHP della trascrizione dell’elemento regolatore sterolo che lega la proteina-1c (SREBP-1c), un fattore chiave che controlla la trascrizione di diversi geni che regolano la sintesi di acidi grassi e triacilgliceroli, incluso un principale enzima lipogenico nel fegato, acido grasso sintasi (Watanabe et al., 2004). È stato anche dimostrato che l’attivazione del FXR induce l’espressione del recettore-α del perossisoma attivato dal proliferatore (PPAR-α) e dell’isoenzima-4 piruvato deidrogenasi chinasi che promuove l’ossidazione degli acidi grassi, mentre mediante l’inibizione SHP-mediata si verifica l’inibizione dell’espressione proteica microsomiale di trasferimento del triacilglicerolo per ridurre la sintesi di VLDL (Pan et al., 2010). Inoltre, il FXR promuove l’attività dell’enzima ancorato alla superficie luminale delle cellule endoteliali vascolari, una lipoproteina lipasi (LPL) che catalizza quindi l’idrolisi dei triacilgliceroli inducendo l’espressione di apoC-II attivanti LPL in topi C57BL/6J alimentati per 3 settimane con una dieta contenente lo 0,5% di Colato di Sodio. Inoltre, l’attivazione del FXR ha indotto l’espressione del recettore VLDL, facilitando la clearance delle particelle VLDL nelle cellule HepG2 incubate con 50μM di CDCA per 24 ore (Jiao et al., 2015). Oltre a ridurre i sintomi della diarrea da acido biliare nei pazienti, l’integrazione orale di 25mg di OCA al giorno per 2 settimane ha comportato un aumento del livello di FGF-19 e una diminuzione di triacilgliceroli, il che implica il ruolo potenziale dell’FGF-19 sul metabolismo dei triacilgliceroli (Walters et al., 2015).

L’ulteriore complessità della rete di segnalazione tra gli acidi biliari e la rete del triacilglicerolo nasce dalle interazioni con il microbiota intestinale, che è comunemente cambiato nelle persone alimentate con una dieta di tipo occidentale e nell’obesità. In effetti, anche la somministrazione a breve termine di antibiotici non assorbibili orali ha provocato disbiosi intestinale seguita dalla diminuzione delle quantità di acidi biliari secondari DCA e LCA le concentrazioni epatiche e ridotto livello sierico di triacilglicerolo, che non si è ripreso nemmeno dopo l’integrazione con acido biliare (Kuno et al., 2018). I risultati dello studio suggeriscono che gli acidi biliari secondari prodotti dalle specie batteriche intestinali esercitano un ruolo regolatorio significativo nel mantenimento dei livelli sierici di triacilgliceroli e del metabolismo nell’ospite.

Acidi grassi e fegato grasso non alcolico dipendente

Gli effetti positivi dati dall’attivazione del FXR e del TGR5 mediata dagli acidi biliari in una vasta gamma di processi metabolici, tra cui il metabolismo del glucosio e la segnalazione dell’Insulina, il metabolismo dei trigliceridi e del colesterolo, come abbiamo appena visto, nonché sull’infiammazione, focalizzano l’interesse della ricerca sugli acidi biliari per lo sviluppo di un’efficace terapia strategica per trattare la patologia del fegato grasso non alcolica.

Grazie alla sua caratterizzazione e valutazione preclinica, l’OCA è diventato uno dei ligandi più comunemente utilizzati per la decodifica della rete di segnalazione FXR sia in vivo che in vitro. Durante gli studi preclinici la somministrazione di OCA ha avuto effetti benefici significativi in numerosi disturbi del sistema enteroepatico, incluso il miglioramento della colestasi indotta dagli estrogeni, la fibrosi epatica, la NASH, la resistenza all’insulina, l’ipertensione portale, la riduzione dell’infiammazione intestinale e il miglioramento della funzione della barriera ileale durante la colestasi, il miglioramento della diarrea cronica indotta dell’acido biliare (Fiorucci et al., 2004, 2005; Adorini et al., 2012; Verbeke et al., 2014; Walters et al., 2015). È stato dimostrato che la somministrazione per via orale di 25mg di OCA per 72 settimane migliora le caratteristiche istologiche del fegato di pazienti con NASH durante la seconda fase della sperimentazione clinica FLINT (Neuschwander-Tetri et al., 2015). Gli effetti benefici dell’attivazione del FXR nei pazienti con NAFLD comprendono una migliore sensibilità insulinica epatica e di conseguenza un aumento della sintesi di glicogeno, una diminuzione della de novo lipogenesi nel fegato, una migliore sensibilità all’insulina adiposa (riduzione degli effetti lipotossici) e una migliore funzione del recettore attivato dal proliferatore del perossisoma -gamma (PPAR-γ) e PPAR-α, che regolano il metabolismo degli acidi grassi e del glucosio sia nel tessuto adiposo che nel fegato (Fiorucci et al., 2007). L’integrazione dietetica con OCA (10mg/kg/giorno) per il modello animale NASH sottoposto a regime alimentare dieta fast food, che imita la sindrome metabolica, presenta micro RNA-21 ablato (miR21) e PPAR-α attivato che ha portato a una significativa riduzione della steatosi, infiammazione e lipo -apoptosi, svelando il riassetto dell’asse miR21/PPAR-α nel fegato e nei tessuti muscolari mediante attivazione del FXR dato dal OCA (Rodrigues et al., 2017). L’attivazione da parte del OCA (10mg/kg/giorno, somministrato per via orale per 7 settimane) del FXR e del TGR5 mediante un intervento dietetico di 8 settimane contenente 30mg/kg/giorno di INT-777, ha portato ad un miglioramento della steatosi epatica e dell’insulina resistenza nel modello animale (roditori) con NAFLD e obeso (Thomas et al., 2009; Cipriani et al., 2010). La somministrazione di OCA (25, 50mg/die per os per 6 settimane) in pazienti con diabete mellito di tipo 2 e NAFLD ha ridotto significativamente il peso corporeo, ha migliorato la sensibilità all’insulina e ridotto il livello sierico di gamma-glutamiltransferasi, mentre l’aumento sierico dell’FGF-19 enterokine intestinale ha confermato l’attivazione del FXR nei pazienti (Mudaliar et al., 2013). Inoltre, l’OCA (10mg/kg) ha prevenuto l’infiammazione epatica prevenendo l’immunomodulazione e l’infiammazione mediate dal fattore nucleare dannoso κB. Inoltre, attraverso l’inibizione dell’attivazione delle cellule stellate epatiche, l’incubazione con 10μM di OCA ha impedito la progressione verso la fibrosi epatica e lo sviluppo della cirrosi (Goto et al., 2018). Il trattamento con questo agonista del FXR ha comportato un miglioramento delle caratteristiche biochimiche e istologiche del fegato nei pazienti con NASH. Queste funzioni indicano che il FXR è un bersaglio terapeutico interessante per le malattie del fegato (Massafra e van Mil, 2018). Ulteriori studi clinici randomizzati di grandi dimensioni sono altamente desiderabili per confermare gli effetti del “bussare alla porta del FXR” come un potenziale approccio terapeutico in cui il cambiamento nella dimensione e nella composizione del pool di acidi biliari può essere sfruttato per il trattamento dei disturbi metabolici.

Acidi biliari , obesità e patologie cardiometaboliche

È stato riscontrato che un aumento del livello di acidi biliari circolante negli individui obesi è correlato positivamente con l’indice di massa corporea (Prinz et al., 2015). Inoltre, l’insulino-resistenza è associata alla sottoregolazione mediata dal Foxo-1 del CYP8B1 con conseguente deplezione del pool di acido biliare 12α-idrossilato, che può essere spiegato dalla degradazione del Foxo indotta dall’iperglicemia e quindi dalla mancanza di attivazione del CYP8B1, mentre nel diabete di tipo 2 la concentrazione nei pazienti trattati con DCA è risultata elevata (Brufau et al., 2010; Haeusler et al., 2013). Pertanto, gli interventi che manipolano la composizione del pool di acidi biliari potrebbero rappresentare nuove strategie terapeutiche nel trattamento della resistenza all’insulina. I cambiamenti nella dimensione e nella composizione del pool di acidi biliari dopo la chirurgia bariatrica in soggetti obesi si riflettono nel miglioramento dell’omeostasi metabolica (Penney et al., 2015). È quindi ragionevole presumere che l’integrazione con acidi biliari o derivati dell’acido biliare, modificando la segnalazione dell’acido biliare, possa essere considerata come un potenziale intervento cardioprotettivo che migliora il metabolismo e diminuisce il livello infiammatorio. Infatti, l’attivazione del TGR5 nei macrofagi e nelle cellule endoteliali da parte di livelli micromolari di acidi biliari circolanti sia durante il digiuno che nello stato postprandiale quando gli acidi biliari circolanti bilaterali raggiungono il picco di concentrazione, esercitano effetti anti-aterogenici e inibiscono l’aterosclerosi e la malattia coronarica (Steiner et al ., 2011). Il recettore TGR5, espresso negli adipociti, regola il dispendio energetico e il peso corporeo (van Nierop et al., 2017). Il GLP1 indotto dagli acidi biliari esercita anche effetti benefici sulla funzione endoteliale, sulla pressione sanguigna, sul metabolismo miocardico, sulla frazione di eiezione ventricolare sinistra, sull’aterosclerosi e sulla risposta al danno ossidativo indotto dalla riperfusione ischemica (Kang e Jung, 2016). La procedura RYGBP nei pazienti obesi comporta un aumento del livello di GLP1 con effetti cardioprotettivi. Inoltre, un aumento del flusso intestinale di acidi biliari a seguito di RYGBP porta all’attivazione del FXR intestinale e del suo target a valle, Enterokine FGF15/19, che ha dimostrato di reprimere l’espressione genica apo(a) mediante la cascata mediata dalla fosforilazione ERK1/2, e la riduzione del livello circolante di lipoproteine altamente aterogeniche (a) (Chennamsetty et al., 2012). La somministrazione e sovraespressione di FGF19 o FGF19 ricombinante in topi diabetici con deficit di Leptina ha dimostrato di ridurre l’aumento di peso, invertire la condizione diabetica, aumentare il tasso di ossidazione dei lipidi diminuendo anche il contenuto epatico di trigliceridi (Fu et al., 2004). Le procedure di chirurgia bariatrica comportano anche un aumento dei livelli circolanti delle specie di acido biliare, sia in stato di digiuno che postprandiale, nonché cambiamenti qualitativi nella composizione del pool di acidi biliari, a causa di una maggiore sintesi e riassorbimento epatico e riduzione dell’eliminazione intestinale o da cambiamenti nella composizione del microbiota (De Giorgi et al., 2015; Dutia et al., 2016). Di conseguenza, l’aumento della concentrazione di acidi biliari sia nel lume intestinale che nella circolazione sistemica, come potenti ligandi per FXR e TGR5, media il miglioramento del tasso metabolico, del glucosio e del metabolismo lipidico, aumenta la termogenesi con conseguente riduzione del peso corporeo, migliora l’infiammazione sistemica e promuove persino la conversione del tessuto adiposo bianco nel metabolicamente più attivo tessuto adiposo beige, simile al tessuto adiposo marrone (Fang et al., 2015). Questi miglioramenti metabolici implicano che il cambiamento nella composizione e nelle dimensioni del pool degli acidi biliari mediante approccio farmacologico o chirurgia metabolica influisce sul metabolismo sistemico con esito favorevole, suggerendo un nuovo approccio terapeutico nel trattamento dell’obesità e dei componenti della sindrome metabolica. Tuttavia, dato che gli acidi biliari attivano recettori nucleari multipli e possibilmente più di un GPCR, un’accurata dissezione e una valutazione approfondita delle vie di segnalazione mediata dagli acidi biliari su modalità specifiche dei tessuti dovrebbero fornire informazioni utili nel futuro sviluppo di nuovi derivati specifici e selettivi degli acidi biliari come nuovi agenti terapeutici nel trattamento della sindrome metabolica.

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Regolazione dipendente dal recettore e indipendente dal recettore delle vie metaboliche e di segnalazione da parte degli acidi biliari nella sindrome metabolica. Gli effetti dei recettori FXR e TGR5 attivati dagli acidi biliari sul glucosio, sui lipidi e sul metabolismo energetico, nonché sugli eventi vascolari associati all’aterosclerosi. FXR e TGR5 hanno un numero significativo di effetti sovrapposti attualmente identificati. D’altro canto, gli effetti dell’UDCA non sono associati all’attivazione di questi recettori degli acidi biliari, mentre l’UDCA esercita vari effetti fisiologici / farmacologici associati alle sue proprietà strutturali specifiche.

Giunti a questo punto abbiamo appurato che le evidenze emergenti dell’ultimo decennio hanno indicato il ruolo degli acidi biliari come molecole di segnalazione endocrine che regolano il glucosio, i lipidi e il metabolismo energetico attraverso percorsi complessi e correlati che includono principalmente la cascata di segnalazione FXR e TGR5. Pertanto, la modulazione di questi percorsi di segnalazione utilizzando gli acidi biliari e i loro derivati ​​e la co-somministrazione con batteri probiotici con effetti secondari sulla composizione del pool di acido biliare è diventata un’area di particolare interesse nella ricerca moderna che offre un nuovo approccio per il trattamento della sindrome metabolica. Tuttavia, molti dei risultati ottenuti derivano da studi condotti su modelli animali che dovrebbero essere presi in considerazione con una attenta interpretazione dei risultati a causa delle principali differenze nel metabolismo degli acidi biliari e nella composizione del microbiota intestinale tra animali e umani. Inoltre, le differenze interindividuali nella composizione del microbiota intestinale, vale a dire l’impronta batterica specifica in alcuni individui, contribuiscono anche a profili di acidi biliari altamente specifici nel singolo soggetto, che influenzano in modo differenziato la patogenesi della malattia e, presumibilmente, la risposta a interventi preventivi e terapeutici correlati agli acidi biliari, che richiedono ulteriori studi e chiarimenti. Da un punto di vista terapeutico, è altamente auspicabile un approfondimento degli effetti metabolici di ciascuna delle specie di acido biliare naturale e sintetico in vivo. I probiotici, come potenziale strategia per modulare la composizione del microbiota intestinale, dovrebbero essere ulteriormente studiati per aiutare il ripristino del metabolismo degli acidi biliari e potenzialmente aiutare nel trattamento dei disturbi metabolici. La ricerca futura dovrebbe basarsi su approcci metabolomici, proteomici e lipidomici in popolazioni sia sane che malate al fine di identificare biomarcatori correlati all’acido biliare che possano essere utili per la previsione della terapia correlata all’acido biliare di diversi disturbi metabolici.

Conclusioni pratiche “sperimentali” per l’uso degli acidi biliari nel miglioramento della composizione corporea

Ma all’atto pratico, l’atleta interessato al miglioramento della composizione corporea come può trarre qualcosa di applicabile in concreto da tutto quello che è stato fino ad ora riportato?

Ovviamente, come spesso è capitato e capita nell’ambiente del BodyBuilding, la “sperimentazione” di nuovi PED non è un comportamento inusuale. E l’applicazione d’uso “sperimentale” degli acidi biliari assunti oralmente al fine di migliorare la composizione corporea ha interessato diversi atleti fin dalle prime pubblicazioni scientifiche.

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Alcune pratiche speculari vedono l’uso concomitante della Caffeina durante il periodo di assunzione degli acidi biliari al fine di aumentare l’attività del cAMP (Adenosina Monofosfato Ciclico) stimolato dall’attivazione del TGR5 indotta dall’acido bilare. Pertanto, l’efficacia degli acidi biliari potrebbe essere potenziata assumendo contemporaneamente una quantità ragionevole di Caffeina o altre Xantine. In tessuti come il grasso marrone, nei muscoli scheletrici e nel fegato, l’attivazione del TGR5 aumenta le concentrazioni dell’enzima Deiodinasi 2 (D2) nella cellula.[52] Come ben sappiamo, la D2 converte la forma dell’ormone tiroideo poco attiva T4, che ha per l’appunto un modesto effetto sul metabolismo, nella forma più attiva T3. Questo effetto si tradurrebbe in un vantaggio sia per l’atleta “Natural” in ipocalorica sia nell’atleta che utilizza T4 sintetico nella medesima circostanza. Pertanto, l’utilizzo di acidi biliari in concomitanza con l’uso di T4 porterebbe ad una maggiore conversione di questo in T3. In una fase preparatoria dove l’atleta usa il T4 insieme al GH, il quale ne aumenta già la conversione in T3, l’effetto potrebbe essere additivo. L’effetto in questione è stato osservato con l’uso di Acido Colico e Acido Chenodesossicolico, anche se è potenzialmente riproducibile con l’uso di Acido Ursodesossicolico o Tauroursodesossicolico.

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cAMP

Per chi fosse totalmente digiuno di biochimica, il cAMP è il mediatore intracellulare degli effetti dell’ormone. Mentre l’ormone è considerato il primo messaggero che agisce sulle cellule dotate di recettori per l’ormone stesso il cAMP è il secondo messaggero, uguale per tutte le cellule e per tutti gli ormoni che porta il messaggio all’interno della cellula.

Dai risultati di cui sopra, ci sono suggerimenti che indicano i fattori che possono migliorare o compromettere gli effetti sulla composizione corporea legati agli acidi biliari. Come accennato in precedenza, la Caffeina può aumentare l’effetto del segnale del TGR5 agendo sul cAMP nei tessuti. [53] Di conseguenza, per esempio, l’uso di beta-2 agonisti (es. Clenbuterolo) può accentuare ulteriormente l’effetto degli acidi biliari. [53][54] (15-17) Gli Estrogeni e i contraccettivi orali alterano la produzione di acidi biliari, diminuendo in particolare la produzione di Acido Chenodesossicolico; le Statine che abbassano il Colesterolo riducono la produzione totale di acidi biliari fino al 30%.[55][56] Il consumo di alcol riduce la produzione di acidi biliari e gli alcolisti cronici hanno una marcata riduzione della produzione di acidi biliari a causa in parte di un danno epatico avanzato. [57] Gli acidi biliari non raggiungono concentrazioni significative nei soggetti che seguono una dieta povera di grassi. Una dieta ricca di grassi e ricca di proteine ​​induce un aumento del 50% nella produzione di acidi biliari e gli effetti metabolici potrebbero essere ancora maggiori se la fonte proteica è ricca di Taurina e Glicina. [58][59]

Coloro che seguono regimi alimentari ipocalorici “Low-Fat” con uno schema di digiuno intermittente potrebbero notare ulteriori benefici dalla supplementazione con acidi biliari. Questa ipotesi nasce dal fatto che, a digiuno, l’attività della D2 è bassa e le concentrazioni sieriche di acidi biliari sono al minimo, in particolare tra gli obesi. Sebbene non sia stato analizzato in una camera metabolica, è ragionevole ipotizzare che l’integrazione con un acido biliare, insieme a Caffeina o altra molecola con caratteristiche lipolitiche e termogeniche, possa aumentare la beta ossidazione e la termogenesi (dissipazione dell’energia sotto forma di calore), rispetto a un integrazione priva della componente AB durante il digiuno. Ma ciò potrebbe essere vero anche con regimi differenti al digiuno intermittente “Low-Fat”.

Gli acidi biliari hanno una migliore assimilazione se assunti durante un pasto composto da un moderato quantitativo di grassi ed enzimi che ne favoriscono la digestione. In questo modo si verificherà un aumento significativo post-prandiale degli acidi biliari nel flusso ematico. Gli acidi biliari possono anche essere assunti a digiuno e possono aumentare l’effetto beta ossidativo indotto dall’esercizio fisico svolto in tale contesto, sebbene non molto significativo di per se. Le dosi dovrebbero essere contenute , poiché anche i livelli prodotti endogenamente possono provocare ripercussioni negative a livello del colon, dove i batteri convertono gli acidi biliari in metaboliti più tossici. Alcuni acidi biliari sono usati in medicina alla dose di 10 mg/kg/die e sono considerati sicuri – 1g per una persona di 100Kg; gli effetti collaterali legati ad un sovradosaggio includono diarrea ed in cronico portano ad alterazioni degli enzimi epatici. Di conseguenza, la dose di 1g/die è considerabile come il “tetto massimo” di sicurezza. Inoltre, c’è da ricordarsi che l’eccesso delle concentrazioni di acidi biliari dato dalla supplementazione ridurrà marcatamente la loro sintesi endogena, limitandone il beneficio complessivo. In medio stat virtus!

E, ovviamente, evitate tassativamente di darvi al “fai da te” o di affidarvi alla guida di qualche “pitecus gimnicus”…

Gabriel Bellizzi

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POSSIBILI EFFETTI DELLA SUPPLEMETAZIONE CON ESTRATTO DI SHIITAKE DURANTE UNA DIETA IPERCALORICA

Shiitake-mushroom-extracts

Secondo un interessante studio svolto su animali dai ricercatori della Hadassah-Hebrew University Medical Center di Gerusalemme, e pubblicato nel 2017 su BMC Gastroenterology, assumere quantità consistenti dell’estratto del fungo Shiitake durante una dieta ipercalorica potrebbe ridurre l’aumento delle riserve adipose.(1)

I ricercatori che hanno realizzato lo studio non sono stati sponsorizzati da produttori diretti del fungo o da ditte di integratori che commercializzano prodotti contenenti estratto di Shiitake. Il finanziamento per lo studio è arrivato dal governo israeliano.

I ricercatori per l’esperimento hanno utilizzato topi maschi C57BL/6 i quali sono stati sottoposti ipernutriti e divisi in quattro gruppi per 25 settimane.

Uno di questi quattro gruppi era di controllo, ed i topi che lo componevano non hanno ricevuto alcuna sostanza bioattiva [Control].

Gli altri tre gruppi erano così gestiti:

  • Gruppo Vitamina D: i topi di questo gruppo ricevevano una dose di vitamina D tre volte a settimana[Vit D];
  • Gruppo Shiitake: i topi di questo gruppo ricevevano un estratto di Shiitake tre volte a settimana [LE];
  • Gruppo Shiitake arricchito in Vitamina D: i topi di questo gruppo hanno ricevuto l’estratto di Shiitake contenente una quantità maggiore di Vitamina D [LE + Vit D]. Questo “speciale” estratto è stato ottenuto irradiando i funghi Shiitake con la luce ultravioletta. Ciò ha aumentato le concentrazione di vitamina D2 nell’estratto.

La dose di estratto di Shiitake dei gruppi LE e LE + Vit D rapportata all’uomo equivarrebbe ad un dosaggio di 1.5-2g di estratto assunto tre volte alla settimana.

La differenza d’effetto dei due estratti (Shiitake normale e irradiato) sono minime e non statisticamente significative. Per questo motivo ci si concentrerà sul gruppo trattato con l’estratto di Shiitake non irradiato.

Al termine delle 25 settimane di sperimentazione, i topi che erano stati trattati con l’estratto di Shiitake erano più magri dei topi nel gruppo di controllo. Se un organismo assume più energia di quanta ne consuma, la variabile data dall’assunzione dell’estratto di Shiitake sembra avere un effetto inibitorio sull’aumento delle riserve adipose.

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L’integrazione di Shiitake ha anche migliorato i parametri della salute dei topo. L’esame ematico effettuato dai ricercatori ha evidenziato una diminuzione del LDL, dei Trigliceridi, un miglioramento della HDL:LDL ratio e un miglioramento della glicemia.

Come sappiamo, l’obesità può portare anche a problemi epatici. La supplementazione con estratto di Shiitake ha ridotto il tasso di fegato grasso e ha ridotto le concentrazioni degli enzimi epatici AST, ALT e CGT nel sangue degli animali esaminati. I lettori di questo sito dovrebbero sapere che AST, ALT e CGT sono marker per valutare il livello di stress epatico e possibili danni all’organo.

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I ricercatori ipotizzano che la figura postata qui in alto possa spiegare, almeno in parte e schematicamente, l’effetto antiobesogeno dato dall’uso dell’estratto di Shiitake. La supplementazione con questo estratto ha ridotto le concentrazioni di proteine infiammatorie come l’interleuchina-1-alfa e l’interleuchina-1-beta. Queste proteine infiammatorie riducono la capacità dei muscoli di assorbire il glucosio.

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TGF-alfa

Un’altra osservazione interessante legata a questo studio è il fatto che si sia verificato un aumento delle concentrazioni di TGFα nel sangue dei topi trattati con l’estratto di Shiitake. Nei soggetti obesi l’attività del TGFα diminuisce. Vi sono prove che fanno pensare ad una correlazione tra una ridotta espressione del TGFα e l’aumento dei depositi adiposi.

Sicuramente, questo potenziale effetto, semmai risultasse nell’uomo in grado significativo, potrebbe essere un vantaggio non indifferente per i BodyBuilder intenti a contenere l’aumento della percentuale di grasso corporeo durante un regime ipercalorico.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://doi.org/10.1186/s12876-017-0688-4

“LOW CARB” O “LOW FAT”? I DUE REGIMI ALIMENTARI A CONFRONTO IN UNA ANALISI APPROFONDITA

Low-Fat-vs-Low-Carb

Nonostante siano stati scritti diversi articoli, e messi in rete altrettanti video, di una certa qualità e credibilità scientifica riguardanti il confronto tra regimi ipocalorici “Low Carb” e “Low Fat”, la confusione e il rifiuto della realtà oggettiva continuano a scatenare diatribe tra “discepoli della supercazzola” e ricercatori/divulgatori che, lasciandosi alle spalle vecchie convinzioni e bias, hanno approfondito avvalendosi della più accreditata letteratura scientifica.

Non sono di certo il tipo di divulgatore che riporta argomenti già trattati esaustivamente in altre sedi, odiando le ripetizioni, ma in questo caso ho intenzione di esporre l’argomento in modo sufficientemente dettagliato e tale da permettere al lettore di riflettere e arrivare con facilità ad accettare quanto la ricerca e la divulgazione seria ha riportato in questi ultimi anni.

Iniziamo con una serie di 24 studi randomizzati controllati (posizione centrale nella piramide delle evidenze scientifiche).

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Dettagli: a 63 individui è stata assegnata casualmente una dieta “Low Fat” o una dieta “Low Carb”. Il gruppo “Low Fat” era in regime ipocalorico controllato mentre il gruppo “Low Carb” aveva una dieta a libitum . Questo studio è durato 12 mesi.

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Perdita di peso e conclusioni : il gruppo “Low Carb” aveva perso più peso, il 7,3% del peso corporeo totale, rispetto al gruppo “Low Fat”, che ha perso il 4,5% del peso corporeo totale. La differenza era statisticamente significativa a 3 e 6 mesi, ma non a 12 mesi. La massiva perdita di acqua e glicogeno e l’effetto saziante di regimi con un buon apporto proteico potrebbe spiegare la maggior perdita di peso corporeo totale (e sottolineo “totale”; quindi non la massa grassa nello specifico). Il gruppo “Low Carb” ha avuto maggiori miglioramenti nei livelli ematici di Trigliceridi e di HDL, ma altri bio-marker erano simili tra i due gruppi.

Dettagli: a 132 soggetti con obesità grave (BMI medio di 43) e stata fatta seguire una dieta “Low Fat” ipocalorica o una dieta “Low Carb” a libitum. Molti dei soggetti presentavano sindrome metabolica o diabete di tipo II. La durata dello studio è stata di 6 mesi.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo che aveva seguito una dieta “Low Carb” ha perso in media 5,8 kg (12,8 libbre) mentre il gruppo che aveva seguito una dieta “Low Fat” ha perso una media di 1,9 kg (4,2 libbre). La differenza era statisticamente significativa ma i limiti dello studio sono i medesimi esposti per il precedente.

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C’era anche una differenza statisticamente significativa in diversi biomarker:

  • I trigliceridi sono diminuiti di 38mg/dL nel gruppo LC, rispetto ai 7mg/dL del gruppo LF.
  • La sensibilità all’insulina è migliorata nel gruppo LC, ed è leggermente peggiorata con LF (probabile fattore determinato da una condizione patologica cronica o borderline del soggetto date le condizioni dei partecipanti all’esperimento).
  • La glicemia a digiuno è scesa di 26mg/dL nel gruppo LC, e di 5mg/dL nel gruppo LF.
  • I livelli di insulina sono diminuiti del 27% nel gruppo LC, ma sono leggermente aumentati nel gruppo LF (vedi specifiche di probabile causa precedentemente esposte).

Nel complesso, sembrerebbe che la dieta “Low Carb” ha avuto effetti significativamente più benefici sul peso e sui biomarker base della salute in questo gruppo di soggetti gravemente obesi.

Dettagli: 30 adolescenti in sovrappeso sono stati divisi in due gruppi, un gruppo ha seguito una dieta “Low Carb” mentre l’altro a seguito una dieta “Low Fat”. La durata dello studio è stata di 12 settimane. Nessuno dei due gruppi ha ricevuto indicazioni sulla quantità delle calorie giornaliere da consumare.

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Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 9,9 kg (21,8 libbre), mentre il gruppo LF ha perso 4,1 kg (9 libbre). La differenza nella perdita di peso era statisticamente significativa ma le variabili in gioco limitanti erano le medesime dei precedenti due studi con l’aggiunta del mancato controllo calorico del gruppo LF che, essendo composto da soggetti sovrappeso, quasi certamente con un certo grado di insulino resistenza a livello ipotalamico con la consequenziale alterazione del senso di fame, con tutta probabilità ha consumato una quota calorica maggiore del gruppo LC, avente un controllo maggiore sull’appetito per via della quota proteica e dei corpi chetonici.

Il gruppo LC ha mostrato una riduzioni significative di Trigliceridi e del Colesterolo Non-HDL. Il Colesterolo totale e LDL è diminuito solo nel gruppo LF.

Dettagli: 53 soggetti obesi (ma ancora “sani”) di sesso femminile sono stati divisi in due gruppi ognuno dei quali riceveva o una dieta “Low Carb” o una dieta “Low Fat”. Il gruppo “Low Fat” ha seguito un regime alimentare ipocalorico mentre il gruppo “Low Carb” mangiava a libitum. Lo studio ha avuto una durata di 6 mesi.

Perdita di peso e conclusioni: le donne del gruppo LC hanno perso in media 8,5kg (18,7 libbre), mentre il gruppo “LF” ha perso in media 3,9kg (8,6 libbre). Anche qui la differenza era statisticamente significativa ma, come per i precedenti studi, le variabili limitanti comuni (es. mancata stima delle quantità di cibo consumato dai soggetti del gruppo LF ecc) sono addizionate dal noto dimorfismo sessuale sul tasso di attività delle vie energetiche tra uomini e donne (queste ultime presentano una maggiore attività del metabolismo lipidico) .

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Il gruppo a LC ha mostrato una riduzioni significative dei Trigliceridi ematici. L’HDL è leggermente migliorato in entrambi i gruppi.

Dettagli: 60 soggetti in sovrappeso sono stati divisi in due gruppi, uno nel quale i soggetti seguivano una dieta “Low Carb” ricca di grassi monoinsaturi, e un altro nel quale i soggetti seguivano una dieta “Low Fat” basata sulle direttive del National Cholesterol Education Program (NCEP).

Entrambi i gruppi erano in regime ipocalorico e lo studio è durato 12 settimane.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso in media 6,2kg (13,6 libbre), mentre il gruppo LF ha perso 3,4 kg (7,5 libbre). La differenza era statisticamente significativa.

Ci sono stati anche diversi cambiamenti nei biomarker che vale la pena riportare:

  • Il rapporto vita-fianchi è un marker per il grasso addominale. Questo marker è leggermente migliorato nel gruppo LC, ma non nel gruppo LF.
  • Il colesterolo totale è migliorato in entrambi i gruppi.
  • I Trigliceridi sono diminuiti di 42mg/dL nel gruppo LC, rispetto ai 15,3mg/dL nel gruppo LF.
  • La dimensione delle particelle LDL è aumentata di 4,8 nm e la percentuale di VLDL è diminuita del 6,1% nel gruppo LC, mentre non vi era alcuna differenza significativa nel gruppo LF.

Nel complesso, il gruppo a basso contenuto di carboidrati ha perso più peso e ha avuto miglioramenti molto maggiori in diversi importanti fattori di rischio per le malattie cardiovascolari. Ricordiamoci però che parliamo di soggetti in sovrappeso e con una significativa insulino resistenza, tornerà utile per le conclusioni alla fine di questo articolo.

Dettagli: 120 soggetti in sovrappeso con dislipidemia sono stati divisi in due gruppi, uno seguiva una dieta “Low Carb” a libitum mentre l’altro seguiva una dieta “Low Fat” in regime ipocalorico. Lo studio è durato 24 settimane.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso una media di 9,4kg (20,7 libbre) del proprio peso corporeo totale (quindi non solo la massa grassa), rispetto ai 4,8kg (10,6 libbre) persi dal gruppo LF. Il gruppo LC ha avuto maggiori miglioramenti nei livelli dei Trigliceridi ematici e del Colesterolo HDL.

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Le limitazioni di questo studio le abbiamo già viste in precedenza, quindi non è necessario dilungarsi oltre ed essere ripetitivi.

Dettagli: si tratta di uno studio in crossover randomizzato con 28 individui di ambo i sessi in sovrappeso/obesi. Lo studio è durato 30 giorni (per le donne) e 50 giorni (per gli uomini) per ogni regime dietetico, ovvero una dieta “Low Carb” e una dieta “Low Fat”. Entrambi i regimi alimentari erano ipocalorici.

Perdita di peso e conclusioni: gli autori riportano che il gruppo LC ha perso molto più peso, specialmente gli uomini. Ciò nonostante il fatto che alla fine abbiano mangiato più calorie rispetto al gruppo LF. I soggetti di sesso maschile che seguivano una dieta LC hanno perso tre volte più grasso addominale rispetto ai soggetti dello stesso sesso che seguivano una LF.

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La variabile dei giorni di durata dell’esperimento per gli uomini e le donne e la poca cura di assicurare una adeguata quota proteica al gruppo LF (~20% Proteine/~25% Grassi/~55% Carboidrati contro il ~30% Proteine/~60% Grassi/~10% Carboidrati del gruppo LC), posso aver influito non poco sui risultati dell’esperimento. Inoltre, questo studio è stato supportato da una sovvenzione della Fondazione Dr. Robert C. Atkins, New York, NY.

Dettagli: a 40 soggetti in sovrappeso è stata assegnata per 10 settimane o una dieta “Low Carb” o una dieta “Low Fat”. Le calorie erano uguali in entrambi i gruppi.

Perdita di peso e conclusioni : il gruppo LC ha perso 7,0 kg (15,4 libbre) mentre il gruppo LF ha perso 6,8 kg (14,9 libbre). La differenza non era statisticamente significativa dal momento che entrambi i gruppi hanno perso una quantità simile di peso.

Alcune altre notevoli differenze nei biomarker:

  • La pressione sanguigna è diminuita in entrambi i gruppi, sia sistolica che diastolica.
  • Il colesterolo totale e LDL è diminuito solo nel gruppo LF.
  • I Trigliceridi sono diminuiti in entrambi i gruppi.
  • Il colesterolo HDL è aumentato nel gruppo LC, ma è diminuito nel gruppo LF.
  • La glicemia è diminuita in entrambi i gruppi, ma solo il gruppo LC ha mostrato una riduzione dei livelli di Insulina, indicando una migliore sensibilità all’insulina.

 

9° Studio: Nickols-Richardson SM, et al. Perceived hunger is lower and weight loss is greater in overweight premenopausal women consuming a low-carbohydrate/high-protein vs high-carbohydrate/low-fat diet. Journal of the American Dietetic Association, 2005.

Dettagli: 28 donne in premenopausa e in sovrappeso hanno seguito una dieta “Low Carb” o “Low Fat” per 6 settimane. Il gruppo “Low Fat” seguiva un regime ipocalorico mentre il gruppo “Low Carb” mangiava a libitum.

Perdita di peso e conclusioni: le donne nel gruppo LC hanno perso 6,4 kg (14,1 libbre) rispetto al gruppo LF che ha perso 4,2 kg (9,3 libbre). I risultati sono stati statisticamente significativi ma i limiti di questo tipo di modalità comparativa sono già stati esposti in precedenza (caratteristiche metaboliche degli individui di sesso femminile, condizione base di insulino resistenza, effetto saziante dato da un buon quantitativo di proteine ecc…). Gli stessi autori riportano che le donne sottoposte ad una dieta LC presentavano una riduzione del senso di fame rispetto ai soggetti del gruppo LF.

10° Studio: Daly ME, et al. Short-term effects of severe dietary carbohydrate-restriction advice in Type 2 diabetes. Diabetic Medicine, 2006.

Dettagli: a 102 pazienti con diabete di tipo 2 è stata data da seguire una dieta “Low Carb” o una dieta “Low Fat” per 3 mesi. Al gruppo “Low Fat” sono state date indicazioni al fine di ridurre le dimensioni delle porzioni di cibo da consumare mentre i soggetti del gruppo “Low Carb” non erano sottoposti a limitazioni.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 3,55 kg (7,8 libbre), mentre il gruppo LF ha perso solo 0,92 kg (2 libbre). La differenza era statisticamente significativa ma anche qui i limiti sono evidenti e aggiuntivi di altri già precedentemente visti (vedi, appunto, generiche indicazioni sulle dimensioni delle porzioni di cibo da consumare a soggetti fortemente insulino resistenti e con un controllo dell’appetito non ottimale).

Si noti comunque che il gruppo LC ha avuto maggiori miglioramenti nel rapporto colesterolo totale / HDL. Non c’era differenza nei Trigliceridi, nella pressione sanguigna o nell’HbA1c (emoglobina glicata A1c) tra i gruppi.

11° Studio: McClernon FJ, et al. The effects of a low-carbohydrate ketogenic diet and a low-fat diet on mood, hunger, and other self-reported symptoms.Trusted Source Obesity (Silver Spring), 2007.

Dettagli: a 119 individui in sovrappeso è stata assegnata una dieta “Low Carb” (Chetogenica) a libitum o una dieta “Low Fat” in restrizione calorica per 6 mesi.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 12,9 kg (28,4 libbre), mentre il gruppo LF ha perso solo 6,7 kg (14,7 libbre). Il gruppo LC ha perso quasi il doppio del peso e ha visto ridursi il senso di fame. I limiti di questo studio sono già stati esposti per altri studi similari esposti in precedenza.

12° Studio: Gardner CD, et al. Comparison of the Atkins, Zone, Ornish, and LEARN diets for change in weight and related risk factors among overweight premenopausal women: the A TO Z Weight Loss Study.Trusted Source The Journal of The American Medical Association, 2007.

Dettagli: 311 donne in premenopausa sovrappeso/obese sono state divise in quattro gruppi e sottoposte a quattro differenti regimi alimentari:

  • Dieta Atkins a basso contenuto di carboidrati;
  • Dieta Ornish vegetariana a basso contenuto di grassi;
  • Dieta a Zona;
  • Dieta LEARN.

I regimi alimentari Zona e LEARN erano ipocalorici.

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Perdita di peso e conclusioni: il gruppo Atkins ha perso la maggior parte del peso a 12 mesi (4,7 kg – 10,3 libbre) rispetto a gruppo Ornish (2,2 kg – 4,9 libbre), Zona (1,6 kg – 3,5 libbre) e LEARN (2,6 kg – 5,7 libbre). Tuttavia, la differenza non era statisticamente significativa a 12 mesi. Il gruppo Atkins ha quindi perso più peso, anche se la differenza non era statisticamente significativa. Il gruppo Atkins ha avuto anche i maggiori miglioramenti nella pressione sanguigna, nei Trigliceridi e nell’HDL. I gruppi LEARN e Ornish (a basso contenuto di grassi) hanno mostrato una riduzione dell’LDL a 2 mesi, ma gli effetti sono diminuiti con il tempo.

13° Studio: Halyburton AK, et al. Low- and high-carbohydrate weight-loss diets have similar effects on mood but not cognitive performance.Trusted Source American Journal of Clinical Nutrition, 2007.

Dettagli: 93 individui sovrappeso/obesi sono stati divisi in due gruppi e sottoposti o ad una dieta “Low Carb and High Fat” o ad una dieta “Low Fat and High Carb” per 8 settimane. Entrambi i gruppi erano in regime ipocalorico.

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Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LCHF ha perso 7,8 kg (17,2 libbre), mentre il gruppo HCLF ha perso 6,4 kg (14,1 libbre). La differenza nella perdita di peso (1,4Kg) non risulta così significativa valutando le variabili in gioco le quali sono già state esposte per i precedenti studi. Entrambi i gruppi hanno avuto miglioramenti simili nell’umore, ma la velocità di elaborazione (una misura delle prestazioni cognitive) è migliorata ulteriormente nella dieta a basso contenuto di grassi.

14° Studio: Dyson PA, et al. A low-carbohydrate diet is more effective in reducing body weight than healthy eating in both diabetic and non-diabetic subjects. Diabetic Medicine, 2007.

Dettagli: 13 diabetici e 13 non diabetici sono stati sottoposti o ad una dieta “Low Carb” o ad una dieta “Low Fat” che seguiva le raccomandazioni del Diabetes UK (una dieta ipocalorica a basso contenuto di grassi). Lo studio è durato 3 mesi.

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Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 6,9 kg (15,2 libbre), rispetto ai 2,1 kg (4,6 libbre) del gruppo LF. Non c’era differenza in nessun altro marker tra i gruppi. Stesse limitazioni derivanti dal mancato rapporto calorico tra i gruppi e dalle condizioni variabili dei partecipanti.

15° Studio: Westman EC, et al. The effect of a low-carbohydrate, ketogenic diet versus a low-glycemic index diet on glycemic control in type 2 diabetes mellitus.Trusted Source Nutrion & Metabolism (London), 2008.

Dettagli: 84 soggetti obesi e diabetici di tipo 2 sono stati sottoposti ad una dieta “Low Carb” (Chetogenica) o a una dieta ipocalorica “Low glycemic index”. Lo studio è durato 24 settimane.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LCK ha perso 11,1kg (24,4 libbre) rispetto al gruppo LGI 6,9 kg (15,2 libbre).

Tra i due gruppi sono emerse altre differenze:

  • L’emoglobina A1c è diminuita dell’1,5% nel gruppo LC, rispetto allo 0,5% nel gruppo LGI.
  • Il colesterolo HDL è aumentato solo nel gruppo LC, di 5,6 mg / dL.
  • I farmaci per il diabete sono stati ridotti o eliminati nel 95,2% dei soggetti del gruppo LC, rispetto al 62% del gruppo LGI.
  • Molti altri indicatori della salute come la pressione sanguigna e i Trigliceridi sono migliorati in entrambi i gruppi, ma la differenza tra i gruppi non era statisticamente significativa.

16° Studio: Shai I, et al. Weight loss with a low-carbohydrate, Mediterranean, or low-fat diet. New England Journal of Medicine, 2008.

Dettagli: 322 individui obesi sono stati sottoposti a tre differenti regimi alimentari:

  • Dieta “Low Carb”
  • Dieta ipocalorica “Low Fat”
  • Dieta Mediterranea ipocalorica.

Lo studio è durato 2 anni.

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Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 4,7kg (10,4 libbre), il gruppo LF ha perso 2,9kg (6,4 libbre) e il gruppo “Dieta Mediterranea” ha perso 4,4kg (9,7 libbre). Differenze significative sulla perdita del peso si sono avute solamente tra il gruppo LC e il gruppo LF (vedi variabili di risposta dei soggetti obesi, e insulino resistenti, già esposta in precedenza). I miglioramenti del gruppo LC hanno interessato anche il Colesterolo HDL e i Trigliceridi.

17° Studio: Keogh JB, et al. Effects of weight loss from a very-low-carbohydrate diet on endothelial function and markers of cardiovascular disease risk in subjects with abdominal obesity.Trusted Source American Journal of Clinical Nutrition, 2008.

Dettagli: 107 soggetti con obesità addominale sono stati sottoposti o ad una dieta “Low Carb” o ad una dieta “Low Fat”. Entrambi i gruppi erano ipocalorici e lo studio è durato 8 settimane.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso il 7,9% del peso corporeo (nota bene, peso corporeo non solo grasso), rispetto al gruppo LF che ha perso il 6,5% del peso corporeo. Il gruppo LC ha perso un po’ più di peso ma non vi era alcuna differenza tra i gruppi sulla dilatazione flusso-mediata o qualsiasi altro indicatore della funzione dell’endotelio (rivestimento dei vasi sanguigni). Non vi era inoltre alcuna differenza nei fattori di rischio comuni tra i gruppi.

18° Studio: Tay J, et al. Metabolic effects of weight loss on a very-low-carbohydrate diet compared with an isocaloric high-carbohydrate diet in abdominally obese subjects. Journal of The American College of Cardiology, 2008.

Dettagli: 88 soggetti con obesità addominale sono stati sottoposti ad una dieta “Low Carb” o ad una dieta “Low Fat” per 24 settimane. Entrambi i regimi alimentari erano ipocalorici.

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Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso in media 11,9kg (26,2 libbre), mentre il gruppo LF ha perso 10,1 kg (22,3 libbre). La differenza non era statisticamente significativa. Trigliceridi, HDL, proteina C-reattiva, insulina, sensibilità all’insulina e pressione sanguigna sono migliorati in entrambi i gruppi. Il Colesterolo totale e LDL è migliorato solo nel gruppo LF.

19° Studio: Volek JS, et al. Carbohydrate restriction has a more favorable impact on the metabolic syndrome than a low fat diet. Lipids, 2009.

Dettagli: 40 soggetti con elevati fattori di rischio per malattie cardiovascolari sono stati sottoposti a una dieta “Low Carb” o ad una dieta “Low Fat” per 12 settimane. Entrambi i gruppi seguivano regimi ipocalorici.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 10,1kg (22,3), mentre il gruppo a basso contenuto di grassi ha perso 5,2kg (11,5 libbre). Strano a dirsi, il gruppo LC ha perso quasi il doppio della quantità di peso rispetto al gruppo LF, nonostante entrambi i gruppi abbiano consumato la stessa quantità di calorie. Peccato però che le variabili di risposta indotte dalle condizioni non in fisiologia dei soggetti presi in esame ci spiega in gran parte il perché del risultato ottenuto, senza contare le variabili come la quota proteica.

Questo studio può essere comunque particolarmente interessante dal momento che si è abbinato l’introito calorico dei gruppi e si sono misurati i cosiddetti marker lipidici “avanzati”. Vale la pena notare diverse cose:

  • I Trigliceridi sono diminuiti di 107mg/dL nel gruppo LC, e di 36mg/dL nel gruppo LF.
  • Il Colesterolo HDL è aumentato di 4mg/dL nel gruppo LC, ed è diminuito di 1mg/dL nel gruppo LF.
  • Apolipoprotein B è sceso di 11 punti su LC, ma solo 2 punti su LF.
  • La dimensione delle LDL è aumentata nel gruppo LC, ma è rimasta invariata nel gruppo LF.
  • Con la dieta LC, le particelle VLDL sono diminuite mentre, in piccola parte, sono aumentate nel gruppo LF.

20° Studio: Brinkworth GD, et al. Long-term effects of a very-low-carbohydrate weight loss diet compared with an isocaloric low-fat diet after 12 months.Trusted Source American Journal of Clinical Nutrition, 2009.

Dettagli: 118 persone con obesità addominale sono state sottoposte ad una dieta “Low Carb” o ad una dieta “Low Fat” per 1 anno. Entrambe le diete erano ipocaloriche.

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Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 14,5kg (32 libbre), mentre il gruppo LF ha perso 11,5kg (25,3 libbre) ma la differenza non era statisticamente significativa. Il gruppo LC ha avuto maggiori riduzioni dei Trigliceridi e maggiori aumenti del Colesterolo HDL e LDL, rispetto al gruppo LF.

21° Studio: Hernandez, et al. Lack of suppression of circulating free fatty acids and hypercholesterolemia during weight loss on a high-fat, low-carbohydrate diet.Trusted Source American Journal of Clinical Nutrition, 2010.

Dettagli: 32 adulti obesi sono stati sottoposti ad una dieta “Low Carb” o “Low Fat” ipocalorica per 6 settimane.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 6,2 kg (13,7 libbre) mentre il gruppo LF ha perso 6,0 kg (13,2 libbre). La differenza non era statisticamente significativa. Il gruppo LC ha mostrato una maggiore riduzione dei Trigliceridi (43,6 mg / dL) rispetto al gruppo LF (26,9 mg / dL). Sia LDL che HDL sono diminuiti solo nel gruppo LF.

22° Studio: Krebs NF, et al. Efficacy and safety of a high protein, low carbohydrate diet for weight loss in severely obese adolescents.Trusted Source Journal of Pediatrics, 2010.

Dettagli: 46 adolescenti gravemente obesi sono stati sottoposti ad una dieta “Low Carb” o “Low Fat” per 36 settimane. Il gruppo “Low Fat” era in regime ipocalorico mentre il gruppo “Low Carb” mangiava a libitum.

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Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso più peso e ha avuto una maggiore riduzione del BMI rispetto al gruppo LF. Vari biomarker sono migliorati in entrambi i gruppi, ma non vi è stata alcuna differenza significativa tra i gruppi.

23° Studio: Guldbrand, et al. In type 2 diabetes, randomization to advice to follow a low-carbohydrate diet transiently improves glycaemic control compared with advice to follow a low-fat diet producing a similar weight loss. Diabetologia, 2012.

Dettagli: 61 soggetti con diabete di tipo 2 sono stati sottoposti ad una dieta “Low Carb” o “Low Fat” per 2 anni. Entrambe i regimi alimentari erano ipocalorici.

Perdita di peso e conclusioni: il gruppo LC ha perso 3,1kg (6,8 libbre), mentre il gruppo LF ha perso 3,6kg (7,9 libbre). La differenza non era statisticamente significativa. Oltre alla perdita di peso non vi è stata nei fattori di rischio comuni tra i gruppi. Vi è stato un significativo miglioramento del controllo glicemico a 6 mesi per il gruppo LC, ma la compliance era scarsa e gli effetti diminuivano a 24 mesi poiché gli individui avevano aumentato l’assunzione di carboidrati.

24° Studio: Effects of Short-Term Carbohydrate Restrictive and Conventional Hypoenergetic Diets and Resistance Training on Strength Gains and Muscle Thickness. Claudia M. Meirelles, Paulo S.C. Gomes. ©Journal of Sports Science and Medicine (2016 )15 ,578 – 584.

Dettagli: 21 soggetti con un BMI superiore a 25 sono stati divisi in due gruppi ognuno dei quali seguiva o una dieta “Low Carb” o una dieta dimagrante tradizionale (15% proteine, 30% grassi, 55% carboidrati) per un periodo di 8 settimane. Tutti i partecipanti avevano almeno 3 mesi di esperienza nella pratica di allenamenti contro resistenza e hanno svolto sedute allenanti con i pesi durante l’esperimento. Per le prime quattro settimane dell’esperimento il gruppo LC ha consumato 30g di carboidrati al giorno, dopo di che è stato permesso ai soggetti di questo gruppo di aumentare l’apporto di carboidrati ogni settimana di 10g. I soggetti di questo gruppo non hanno contato le calorie. I soggetti del gruppo “dieta dimagrante tradizionale” hanno ridotto la loro assunzione calorica del 30% rispetto al loro fabbisogno giornaliero.

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Perdita di peso e conclusioni: Il gruppo LC ha guadagnato 1Kg di massa magra; la massa magra del gruppo “dieta dimagrante tradizionale” è rimasta stabile. Tuttavia, le differenze tra i gruppi non erano statisticamente significative. La percentuale di grasso e la circonferenza della vita sono diminuite in misura similare in entrambi i gruppi. Entrambi i gruppi hanno compiuto all’incirca gli stessi progressi nelle prestazioni durante gli allenamenti contro resistenza nel corso dell’esperimento. Nella figura seguente si può notare come i partecipanti del gruppo “dieta dimagrante tradizionale” sono riusciti ad ottenere progressi leggermente migliori rispetto al gruppo LC, ma le differenze tra i gruppi non sono statisticamente significative.

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La quantità ridotta di proteine del gruppo “dieta dimagrante tradizionale” e la mancata supervisione calorica del gruppo LC sono sicuramente fattori limitanti per questo studio.

Quali conclusioni trarre dagli studi riportati?

Il grafico qui di seguito mostra la differenza nella perdita di peso tra 23 degli studi riportati. 21 dei 23 studi hanno riportato il peso perso:

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Se ci limitassimo a valutare i risultati degli studi solo sul fattore della perdita di peso, senz’altro noteremmo che la maggior parte degli studi ha riportato differenze statisticamente significative nella perdita di peso sempre a favore dei regimi “Low Carb”. Ma, come già accennato in precedenza, vi sono diverse limitazioni per buona parte degli studi e che vale la pena notare:

  • I gruppi LC che hanno mostrato una perdita di peso statisticamente significativa erano accumunati dalla mancanza di conteggio calorico per il gruppo in questione, mancata considerazione dello stato metabolico dei soggetti trattati e variabili di sesso tra i medesimi. In definitiva, leggere che il gruppo LC, non sottoposto a restrizione calorica volontaria ma soggetto all’effetto anoressizzante dato da una dieta ricca in proteine, tanto per fare un esempio, ha perso 2-3 volte più peso del gruppo LF non c’è da gridare al “miracolo alimentare”.
  • Quando sia il gruppo LC che il gruppo LF venivano sottoposti ad una restrizione calorica la risultante, tranne in tre casi (vedi studio numero5, 7 supportato da una sovvenzione della Fondazione Dr. Robert C. Atkins, New York, NY e 19) era una differenza statisticamente non significativa nella perdita di peso.
  • L’iniziale e repentina perdita di peso che si è osservata in molti studi, riscontrate nei gruppi LC, è ovviamente da attribuirsi ad una considerevole perdita di liquidi e glicogeno, una risposta “classica” in questi regimi alimentari. E’ da notare anche che molti dei soggetti che hanno sperimentato questo effetto nel lungo periodo avevano la tendenza a riguadagnare il peso perso e ad abbandonare la dieta.
  • Quando i ricercatori hanno esaminato direttamente il grasso viscerale, le diete LC mostravano un chiaro vantaggio. Ma, però, si tratta di un vantaggio dipendente dalla condizione dei soggetti trattati. Infatti, il grasso viscerale risulta correlato in misura significativa all’insulinoresistenza, condizione che caratterizzava i soggetti sovrappeso/obesi presi in esame. Una volta migliorato il parametro suddetto per via della iniziale riduzione glucidica la riduzione del grasso viscerale è risultata maggiore. Tale risposta non sembra esserci stata nei soggetti dei gruppi LF perché, sebbene in ipocalorica, presentavano difficoltà nel migliorare il metabolismo glucidico e con sequenzialmente lo stato di insulino resistenza.
  • Il fattore proteico è stato determinante nei risultati dei diversi studi. Gli effetti sulla soppressione dell’appetito durante la dieta ha portato ad una riduzione involontaria dell’apporto calorico. Inoltre, gli studi nei quali entrambi i gruppi avevano il monte calorico ristretto ma presentavano differenze significative nella perdita di peso a favore del regime LC, avevano come costante una quota proteica bassa nel gruppo LF.
  • Il 3° e il 10° studio hanno un fattore in più che li rende del tutto forvianti al fine di farsi un idea concreta sulla questione della risposta ai due regimi alimentari. Mentre il 10° studio dava indicazioni piuttosto grossolane sulle porzioni da consumare da parte dei soggetti del gruppo LF, nel 3° studio i partecipanti di questo gruppo non erano soggetti a limitazioni caloriche! Non è difficile giungere alla conclusione che soggetti sovrappeso/obesi, con un certo grado di insulino resistenza sistemica e ipotalamica, quindi con un controllo della fame non ottimale, sottoposti ad un regime alimentare con una quota considerevole di carboidrati, possano aver ecceduto con le calorie piuttosto facilmente rispetto ai soggetti del gruppo LC che avevano il non trascurabile vantaggio di godere dell’effetto saziante delle proteine, fattore che gli induceva a consumare meno calorie.
  • Le risposte nei marker lipidici sono state nell’insieme contenute e per lo più non così distanti a livello statistico. Le variazioni positive dei lipidi ematici sono primariamente dipendenti da una restrizione calorica, indipendentemente dalla percentuale dei macronutrienti, fatta eccezione per soggetti con condizioni di insulino resistenza marcata o in regimi alimentari cronicamente bassi in grassi e/o con poca cura della qualità di questi; in questo caso le modifiche potrebbero non essere soddisfacenti se il soggetto segue regimi dietetici “High Carb” ipocalorici.
  • Per ricollegarci al concetto prima esposto sulla variabile di risposta ad un regime alimentare a seconda delle condizioni del soggetto (sovrappeso/obeso ecc…), basti notare che nei non diabetici, i livelli glicemici e insulinici sono migliorati sia seguendo diete LC che LF, con una differenze tra i gruppi generalmente piccola.
  • Nell’ultimo studio riportato, è emerso un vantaggio prestativo nei soggetti alimentati con una dieta per dimagrire tradizionale rispetto al gruppo LC, sebbene le differenze non sono statisticamente significative.
  • La pressione arteriosa ha subito riduzioni comparabili in entrambi i gruppi.
  • Un problema comune negli studi sulla perdita di peso è che molte persone abbandonano la dieta e lo studio prima che questo sia completato. Facendo una analisi della percentuale di persone che hanno raggiunto la fine dello studio in ciascun gruppo emerge che in 19 di 23 studi  la percentuale media di persone che sono arrivate alla fine di questi sono:

– Media per i gruppi a basso contenuto di carboidrati: 79,51%

-Media per i gruppi a basso contenuto di grassi: 77,72%

Non è una grande differenza, ma sembra chiaro da questi risultati che la sostenibilità di regimi “Low Carb” da parte di persone in sovrappeso/obese è maggiore rispetto a regimi “Low Fat”. Non sottovalutiamo l’impatto psicologico derivante dal seguire un regime alimentare privo di limitazioni caloriche ma che, per via dei fattori intrinseci nei regimi LC, porta l’individuo comunque a consumare una quantità di calorie ridotte rispetto al mantenimento. Al contrario, nelle diete LF con limitazioni caloriche imposte si richiede alle persone di pesare il proprio cibo e contare le calorie, e a ciò si aggiunge la possibile difficoltà a resistere al regime alimentare per via della regolazione della fame non funzionale. Questo può essere un semplice vantaggio iniziale e temporaneo, ma non determina di certo un vantaggio universale dei regimi LC.

Come già accennato all’inizio dell’articolo, tutti questi studi sono studi randomizzati controllati, il che significa che hanno una certa autorevolezza scientifica. Ma, nonostante ciò e il fatto che tutti sono stati pubblicati in riviste mediche rispettabili e sottoposte a revisione paritaria, i limiti per una loro esaustiva e onesta valutazione non mancano, come si è potuto appurare.

Agitated young woman looking up in frustration

Ancora confusi? Bene! Per mettere a tacere gli ultimi dubbi sull’argomento, comprese le critiche dei “soliti haters “ all’esposizione degli studi sopra citati, ci viene in aiuto una autorevole meta-analisi, pubblicata nel febbraio 2017 su Gastroenterology (1), che ha analizzato diversi studi, tutti realizzati controllando in maniera precisa le calorie consumate e la selezione degli alimenti, in modo da garantire un identico apporto calorico ma con differente contenuto in carboidrati e grassi e un apporto costante di proteine: in questo modo è stato possibile confrontare variazioni di spesa energetica e massa grassa in funzione del tipo di dieta proposto. I risultati sono molto interessanti e sconfessano molte delle popolari teorie che spesso sono citate, purtroppo anche da professionisti, o presunti tali, del settore.

L’intento degli autori della meta-analisi, Hall e Guo, era quello di indagare i meccanismi fisiologici che controllano il peso e la composizione corporea e di verificare se una diversa modulazione della dieta in macronutrienti (carboidrati, grassi e proteine) possa influenzare tali meccanismi,  la spesa metabolica complessiva e  la riduzione della massa grassa. Il tutto applicato al dimagrimento di soggetti obesi.

Come sappiamo, ci sono quattro diverse componenti che determinano la spesa energetica di un individuo:

  • Termogenesi indotta dalla dieta. Per Termogenesi indotta dalla dieta (TID), chiamata anche Azione dinamico specifica (ADS) degli alimenti, Termogenesi alimentare, Termogenesi postprandiale, o Effetto termico del cibo (TEF), si intende un processo metabolico, sottoprocesso della termogenesi, legato alla spesa energetica/calorica a cui fa seguito l’ingestione dei diversi macronutrienti (carboidrati, proteine, grassi, alcol), ovvero i nutrienti calorici, a cui è correlato un aumento del consumo di ossigeno e quindi una maggiore dispersione di calore (extracalore) dovuto alla loro digestione, assorbimento, stoccaggio e loro utilizzo. Questo processo costituisce mediamente il 10 % (tra il 7 e il 15%) della spesa calorica totale con una differenza significativa per le proteine che hanno una ADS media del 22,5%. Per i carboidrati la media del ADS è del 7,5% mentre per i grassi la media è del 3,5%. [2]
  • Metabolismo basale. Il metabolismo basale (MB), o BMR, dall’inglese Basal metabolic rate, è il dispendio energetico di un organismo vivente a riposo, comprendente dunque l’energia necessaria per le funzioni metaboliche vitali (respirazione, circolazione sanguigna, digestione, attività del sistema nervoso, ecc.). Rappresenta circa il 45-75% del dispendio energetico totale nella giornata. Esso è In relazione lineare sia con la massa magra che con la massa grassa di un soggetto, tanto più elevato, quanto più il soggetto è pesante. In effetti, contrariamente a quanto si crede, il metabolismo basale di un soggetto obeso è più elevato di quello di un soggetto magro. Una parte importante del metabolismo basale è poi determinato dalla spesa energetica dei principali organi, accanto ad età e a fattori particolari, quali il flusso di substrati lungo le principali vie metaboliche. Si ricordi in oltre che il muscolo rappresenta il 40% del peso corporeo ma consuma solo il 18-20% delle calorie. Questo ci fa capire che un aumento della massa muscolare non è così rilevante per aumentare il dispendio giornaliero, ma ha un impatto sulla ricomposizione corporea.
  • Termogenesi indotta dall’esercizio: La Termogenesi indotta dall’esercizio (TIE), chiamata anche Termogenesi da attività fisica (TAF), dall’inglese Exercise activity thermogenesis (EAT), o Exercise-induced thermogenesis (EIT), è un processo metabolico, sottoprocesso della termogenesi. La EAT rappresenta il dispendio energetico indotto dall’attività fisico-sportiva. Talvolta alcune ricerche denominano questo evento come Physical Activity Energy Expenditure (PAEE) o Exercise-induced Energy Expenditure (EIEE), cioè dispendio energetico dell’attività fisica o indotto da attività fisica, riferendosi nello specifico al consumo energetico piuttosto che all’evento termogenico. dipende da tipo, frequenza e intensità dell’attività sportiva condotta dall’individuo. Ad esempio, un esercizio di resistenza intenso impone un dispendio energetico di circa il 66% rispetto ad un esercizio aerobico intenso a parità di durata. Sotto questo aspetto, il dispendio calorico diretto indotto dall’attività aerobica è maggiore rispetto a quella dell’attività anaerobica lattacida.
  • Termogenesi da attività non associabile all’esercizio fisico: La termogenesi da attività non attribuibile all’esercizio fisico (NEAT) rappresenta il dispendio energetico di tutte le attività fisiche diverse da quelle volitive e programmate, ovvero le attività fisico-sportive. In altre parole, rappresenta il dispendio energetico che non riguarda il metabolismo basale, o gesti come il dormire, il mangiare, e l’attività fisica. La NEAT comprende attività che coinvolgono il corpo, ma che non sono associabili alla vera e propria attività fisica, ad esempio camminare, muoversi, parlare, stare in piedi, salire le scale, scrivere, accovacciarsi, cucinare, allacciarsi le scarpe, lavare i piatti, fare lavori manuali, agitarsi ecc, ovvero tutti i movimenti ordinari e quotidiani che vengono eseguiti abitualmente. L’ammontare del NEAT che compie L’uomo rappresenta il risultato della quantità e del tipo di attività fisiche (non fisico-sportive) e il costo energetico di ogni attività. Il NEAT può costituire dal 15 fino al 50% del dispendio calorico quotidiano. Assieme alla termogenesi da attività fisica (EAT), il NEAT rappresenta l’ammontare del dispendio energetico associato all’attività generale svolta durante la giornata (EEPA, Energy Expenditure due to Physical Activity), a loro volta inclusi nel calcolo o stima del metabolismo totale (MT) o del dispendio calorico giornaliero.

Tornando allo studio, nel valutare l’influenza di diversi tipi di dieta sulla spesa energetica totale gli autori hanno preso in considerazione 28 studi che soddisfacevano gli stringenti requisiti individuati: apporto calorico strettamente controllato, apporto di proteine fisso, apporto di carboidrati o grassi variabile. Il risultato finale ha indicato una spesa energetica leggermente superiore per diete con un contenuto di carboidrati più elevato, circa 26 kcal al giorno in più rispetto a diete con un contenuto in grassi più alto. Un valore significativo, ma del tutto trascurabile dal punto di vista pratico, e soprattutto un risultato che indica un potenziale leggero “vantaggio metabolico” a favore di diete con elevato apporto di carboidrati. Un vantaggio minimo, del tutto ininfluente nella vita di ogni giorno, quando l’alimentazione varia per apporto calorico e composizione da un giorno all’altro.

Per analizzare la perdita di grasso gli autori hanno individuato 20 studi idonei. Il risultato della meta-analisi indica che la perdita di massa grassa è molto simile per diete isocaloriche con contenuto diverso di carboidrati e grassi. Anche qui è stata registrata una perdita leggermente superiore per diete ad elevato contenuto di carboidrati rispetto a quelle ricche in grassi, circa 16g in più al giorno, una differenza più grande di quella che si potrebbe predire in base alla maggior spesa energetica nelle medesime condizioni, ma in definitiva del tutto trascurabile in situazioni non controllate in maniera così rigida.

A tutti gli effetti pratici questa meta-analisi mostra che in definitiva che “una caloria è una caloria”, sia che provenga da grassi, sia che provenga da carboidrati, a parità di calorie assunte. I risultati sono addirittura opposti a quelli previsti in base alla popolare, e fallimentare, “ipotesi dell’insulina” che prevede che diete ricche in carboidrati possano portare ad un maggior aumento della massa grassa inducendo una elevata secrezione di Insulina, a sua volta in grado di promuovere l’accumulo di grassi nel tessuto adiposo, riducendone al contempo l’ossidazione nei tessuti metabolicamente attivi.

Il pregio di questa meta-analisi è che finalmente si può affermare che un egual apporto calorico, che provenga da grassi o che sia frutto di una dieta ricca di carboidrati, avrà effetti praticamente simili sulla spesa energetica totale e sulla perdita di massa grassa, con un lievissimo “vantaggio metabolico” per diete ricche in carboidrati, vantaggio che a tutti gli effetti è trascurabile soprattutto per una dieta fasica.

Dovrebbe essere ormai chiaro che manipolando il rapporto tra carboidrati e grassi nella dieta non si ottiene come risultante una modifica della spesa energetica dell’organismo o favorire la perdita di massa grassa. Non è nemmeno più accettabile che qualcuno affermi che i carboidrati di per sé possano avere un effetto deprimente sul metabolismo, favorendo l’accumulo di grasso: dalla meta-analisi (vertice della piramide delle evidenze scientifiche) si evince il contrario.

Questo non significa che la composizione della dieta non possa avere conseguenze anche importanti per la salute del soggetto e la qualità totale della composizione corporea: diversi apporti dei nutrienti potrebbero l’alterazione della composizione di membrana, interferenze con i processi di controllo dello stress ossidativo — che a lungo andare potrebbero essere tra i fattori causali di diverse patologie.

Inoltre la composizione in macronutrienti della dieta potrebbe influenzare i soggetti sottoposti a mantenersi o meno in linea con le direttive del piano nutrizionale a seconda delle loro condizioni di partenza: se atleti al 10% circa o soggetti in sovrappeso o obesi che toccano il 20% di bf. In questi ultimi, caratterizzati da una insulino resistenza più o meno marcata, un approccio “Low Fat” potrebbe rivelarsi fallimentare per via della non ottimale affinità con il glucosio e l’alterazione del senso di fame portato dalla resistenza insulinica ipotalamica (accompagnata da una resistenza leptinica). Spesso, gli individui con queste caratteristiche, rispondono bene a regimi ipocalorici “Low Carb” grazie all’effetto saziante delle proteine e dei corpi chetonici, cosa che porta facilmente ad una riduzione dell’introito calorico. Al contrario, soggetti con una body fat di circa il 10% intenti ad abbassarla ulteriormente, avendo una buona affinità con il glucosio e una insulino sensibilità elevata, avranno generalmente più vantaggi nel tagliare le calorie dai grassi mantenendo cospicua la quota di carboidrati e mantenendo una adeguata assunzione proteica.

 

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Per le donne il discorso è un po’ diverso (vedi differenze metaboliche tra i sessi) e vorrei trattarlo a parte in una altro articolo.

Comunque sia, gli studi sul tema sembrano indicare che sul lungo periodo diete con diverso apporto di macronutrienti possano determinare una perdita analoga di peso, senza differenze realmente rilevanti. [3, 4]

Alla fine il messaggio risulta sempre il solito: per perdere peso, e migliorare la propria composizione corporea, bisogna calcolare il monte calorico necessario allo scopo, valutare le percentuali di macronutrienti a seconda del soggetto e modificarle una volta raggiunta una condizione fisica-metabolica idonea per applicare modifiche funzionali al programma alimentare.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5568065/
  2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/j.1550-8528.1997.tb00584.x
  3. http://thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(16)31338-1/fulltext
  4. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1038/oby.2004.279

PROPOLI E SENSIBILITA’ ALL’INSULINA

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Da quanto emerso attraverso uno studio effettuato dai ricercatori dell’Università di Ahvaz Jundishapur (Iran), l’assunzione giornaliera di Propoli da parte di soggetti con diabete di tipo II causa un miglioramento della loro sensibilità all’Insulina e una consequenziale riduzione dei livelli ematici del peptide. I ricercatori hanno affermato che l’effetto è così forte che l’integrazione con Propoli in questi soggetti può ridurre significativamente il rischio di complicanze legate alla patologia.(1)

Per l’esperimento, della durata di 90 giorni, i ricercatori hanno reclutato un centinaio di soggetti con diabete di tipo II. I soggetti non erano trattati con una terapia ipoglicemizzante a base di Insulina e non erano allergici ai prodotti dell’apicoltura.

A metà dei soggetti presi in esame sono state fatte assumere giornalmente capsule contenenti un placebo. All’altra metà dei soggetti è stata fatta assumere una capsula contenete 500mg di Propoli due volte al giorno (1g di Propoli/die).

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I ricercatori hanno usato un prodotto dell’azienda iraniana Shahdine Golha.

La supplementazione con il Propoli ha migliorato la sensibilità all’Insulina dei soggetti trattati.

Nel gruppo sperimentale, i livelli ematici di Insulina sono diminuiti del 45%. Inoltre, dopo che questi soggetti avevano assunto Propoli per 90 giorni, la concentrazione di emoglobina glicata A1c (HbA1c) era diminuita dello 0,98%. Come certamente saprete, emoglobina glicata A1c è una forma di emoglobina usata principalmente per identificare la concentrazione plasmatica media del glucosio per un lungo periodo di tempo. Viene prodotta in una reazione non-enzimatica a seguito dell’esposizione della normale emoglobina al glucosio plasmatico.

Tale diminuzione riduce il rischio di complicanze legate al diabete del 21%.

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Nei soggetti del gruppo placebo, l’eGFR (acronimo di “Estimated Glomerular Filtration Rate”; velocità di filtrazione glomerulare) era diminuito del 20,7%. L’eGFR indica il tasso di filtrazione glomerulare, cioè la velocità con cui il sangue viene filtrato (e ripulito) dai reni. Ciò significa che la funzione renale dei soggetti del gruppo placebo era peggiorata. Questa diminuzione era assente nei soggetti che avevano assunto il Propoli.

Secondo i ricercatori, un possibile meccanismo di azione del Propoli è la riduzione della produzione di fattori infiammatori come il TNF-alfa e – in misura minore – del CRP.

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E’ interessante notare come molecole che hanno mostrato un certo effetto sulla insulino sensibilità , come l’Acido Clorogenico, posseggano struttura chimica simile a quella Estere Feniletilico dell’Acido Caffeico [CAPE], probabilmente la sostanza bioattiva più importante del Propoli. È molto probabile che queste sostanze condividano il meccanismo d’azione.

 

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://doi.org/10.1038/s41598-019-43838-8

UN CASO STUDIO SU UN PRE-CONTEST

Nel 2017, il ricercatore brasiliano Ricardo Viana ha pubblicato un caso studio in cui ha riportato i dati raccolti durante il periodo pre-contest di un anonimo Bodybuilder. Durante le 11 settimane di preparazione alla gara, Viana ha preso nota di ciò che l’atleta mangiava, come si allenava, quali farmaci assumeva e i cambiamenti della sua composizione corporea. (1)

L’atleta seguito da Viana era un Bodybuilder agonista di 28 anni. Non si trattava di un atleta “Natural” e il suo protocollo farmacologico Pre-Contest era il seguente:

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Inoltre, il soggetto assumeva Efedrina e Teofillina. Inizialmente assumeva 15mg di Efedrina Solfato e 120mg di Teofillina al giorno, ma nell’ultima settimana Pre-Contest la dose è aumentata a 35mg di Efedrina e 240mg di Teofillina al giorno. Il soggetto assumeva la dose di Efedrina e Teofillina insieme ad una tazza di caffè poco prima dell’allenamento.

Il Bodybuilder si è allenato 6 volte a settimana, seguendo una split routine ad alto volume:

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Ovviamente, il Bodybuilder ha seguito una dieta ipocalorica alla quale ha applicato un maggiore taglio calorico durante l’undicesima e ultima settimana di preparazione alla gara. Il soggetto ha ridotto le Kcal del 60% rispetto alla prima settimana Pre-Contest.

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Nonostante la supplementazione farmacologico, il Bodybuilder ha perso 3,7Kg di massa magra. Parallelamente, ha avuto un cale del grasso corporeo pari a 1,1Kg.

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A ragione, Viana afferma che il Bodybuilder ha commesso “errori nella preparazione”. Il suo volume allenante era fin troppo alto, e il suo apporto proteico e calorico troppo basso, specie nell’ultima settimana Pre-Contest: un comportamento effettivamente poco intelligente se si escludono i 2-3 giorni di ordinaria scarica glucidica.

Fino alla settimana 9 compresa, l’apporto proteico del soggetto era buono, come è possibile vedere nel grafico qui sotto riportato. In seguito, e senza logica, l’atleta ha deciso di ridurne l’apporto.

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Il protocollo farmacologico presenta grosse lacune di base, soprattutto per l’abbinamento delle molecole che per la gestione della componente aromatizzabile (Testosterone).

Questi casi, in special modo tra i Bodybuilder agonisti di basso/medio livello (non in riferimento alle loro capacità genetiche), non sono, purtroppo, una rarità. Infatti, molti atleti supplementati farmacologicamente dimenticano (o vengono spinti a dimenticare) che i fattori fondamentali per il raggiungimento di una condizione fisica ottimale rimangono la nutrizione e l’allenamento, sebbene l’uso di farmaci ponga l’atleta su un piano di “protezione maggiore” rispetto ai possibili, e frequenti, errori di gestione di questi due tasselli fondamentali nella preparazione.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://doi.org/10.3390/jfmk2040037

EFFETTO SAZIANTE DEL TE’ VERDE

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Tra gli innumerevoli benefici attribuiti al consumo di tè verde, benefici legati soprattutto all’azione delle catechine ivi contenute, e che sono noti ai più, sembra esserci anche quello di avere un effetto saziante se consumato durante i pasti. Questa peculiarità è stata riportata dai ricercatori della Lund University (Svezia) sul Nutrition Journal.(1)

Da tempo si è al corrente del fatto che il tè verde presenti al suo interno sostanze che migliorano l’effetto dell’Insulina. Studi epidemiologici hanno mostrato che bere tè verde può ridurre la probabilità di sviluppare il diabete di tipo II. (2) L’estratto di tè verde ha il potenziale di aumentare la sensibilità all’Insulina nell’uomo.(3) Esistono anche molti studi in vitro i quali però lasciano spazio più che altro a speculazioni.(4)

Tornando allo studio citato all’inizio dell’articolo, i ricercatori della Lund University, curiosi di constatare se avessero potuto ottenere gli stessi effetti facendo bere alle persone una tazza di tè verde ai pasti, hanno reclutato per il loro esperimento 15 soggetti di età compresa tra i 22 e i 35 anni. I ricercatori speravano che l’assunzione di tè verde potesse causare un incremento ridotto dei livelli ematici di glucosio e Insulina dopo un pasto.

I ricercatori hanno dato ai soggetti presi in esame un pasto composto da pane bianco e tacchino in due occasioni. In un’occasione i soggetti hanno bevuto una tazza di acqua calda insieme al loro pasto, nell’altra hanno bevuto una tazza di tè verde da 300 ml. I ricercatori hanno usato il tè Sencha, una qualità di tè verde giapponese.

La preparazione dell’infuso è stata fatta con 9 g di foglie secche di sencha messe in infusione per tre minuti in 300 ml di acqua a 85 gradi. Il risultato è stato una soluzione contenente 80mg di Caffeina, 26mg di Epicatechina [EC], 90mg di Epicatechina Gallato [ECG] e 32mg di Epigallocatechina Gallato [EGCG].

L’effetto del consumo di tè verde non ha portato a variazioni statisticamente significative dei livelli ematici post prandiali di glucosio e Insulina.

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Ad essere statisticamente significativo è stato l’effetto saziante che i soggetti hanno sperimentato dopo il pasto nel quale veniva bevuto il tè verde. Questa sensazione era significativamente più alta novanta minuti dopo il pasto. Inoltre, i soggetti hanno riportato di sentirsi più “pieni” dopo aver bevuto tè verde con il pasto.

I ricercatori, nella loro esposizione, hanno concluso che è necessario un più ampio studio che utilizzi soggetti in sovrappeso per poter confermare i risultati ottenuti.

Il dubbio che i soggetti dell’esperimento fossero stati condizionati nella loro risposta psicofisica dalla consapevolezza di consumare tè verde, e dal riempimento gastrico accentuato dai 300ml di liquido ingerito, rimane.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21118565
  2. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16618952
  3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18326618
  4. http://www.liebertonline.com/doi/abs/10.1089/jmf.2007.0107

“LOW CARB”, PICCHI GLUCIDICI E LORO EFFETTI SULL’ENDOTELIO VASCOLARE

I regimi alimentari “low-carb”, nelle loro varianti, sono largamente utilizzati per la perdita di peso, nonostante non presentino veri e propri vantaggi, a parità di calorie, sulla perdita di massa grassa in rapporto a regimi ipocalorici “low-fat”. Infatti, i loro vantaggi si “limitano” all’impatto psicologico dovuto alla repentina perdita di peso (acqua e glicogeno) delle prime settimane e al senso di sazietà legato all’introito proteico e al livello dei chetoni (dipendente dal tipo di “low carb”). Le varianti di questa tipologia di regime alimentare più applicate sono quelle a schema ciclico, che consistono, come ben sappiamo, nell’alternanza di giorni a ridotta assunzione glucidica e medio/alta assunzione lipidica e proteica con giorni ad alta assunzione glucidica e ridotta/moderata assunzione lipidica e proteica. Questa tipologia di regime “low carb” risulta il più tollerabile sul lungo periodo. Secondo un recente studio di piccole dimensioni svolto da ricercatori canadesi della University of British Columbia un marcato aumento del consumo glucidico (e il creare repentini picchi glicemici) dopo un periodo a ridotto consumo (ma anche in condizioni generali) può causare danni ai vasi sanguinei.(1)

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I ricercatori hanno fatto seguire a 9 soggetti sani di sesso maschile una dieta a basso contenuto di carboidrati per 2 settimane. La composizione schematizzata del piano nutrizionale è mostrata qui di seguito.

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Precedentemente e immediatamente dopo l’applicazione del regime alimentare “low carb”, agli studenti è stato fatto assumere un quantitativo di 75g di glucosio disciolti in acqua. I ricercatori hanno quindi determinato l’effetto dell’assunzione del glucosio sulla flessibilità dei vasi sanguigni. Sono state determinate le concentrazione ematiche di specifici marker indicativi del danno ai vasi sanguigni.

Dopo l’assunzione del glucosio, la flessibilità dei vasi sanguigni era diminuita. Tale condizione risultò  in entrambe le assunzioni di glucosio. Il regime a basso contenuto di carboidrati ha incrementato la riduzione dell’elasticità dei vasi sanguigni dopo picco glicemico in misura similare a quanto riscontrato dopo la medesima procedura prima dell’inizio del regime “low carb”.

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Questo effetto non era però così allarmante. Nonostante ciò, l’effetto dell’assunzione di glucosio durante la dieta a basso contenuto di carboidrati sulla concentrazione delle microparticelle endoteliali CD31+ CD42b- e CD62E+ è stato comunque motivo di preoccupazione per i ricercatori.

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In un comunicato stampa dello scorso mese (2) Cody Durrer, uno dei principali autori dello studio qui in breve esposto, ha affermato che l’intento della ricerca era quello di osservare e valutare le risposte fisiologiche alla reintroduzione di carboidrati dopo un periodo di marcata restrizione di questi ultimi. Poiché la ridotta tolleranza al glucosio e i picchi della glicemia ematica (in cronico) sono noti per essere associati ad un aumentato rischio di sviluppare malattie cardiovascolari, per i ricercatori aveva senso esaminare quello che succede nei vasi sanguigni in risposta ad un picco glicemico.

Cody Durrer continua dicendo che inizialmente lui ed i suoi colleghi cercavano variazioni nella risposta infiammatoria e nella tolleranza glucidica. Ma ciò che hanno scoperto è stato un aumento dei biomarker ematici indicativi di un danno endoteliale vascolare successivo al picco glicemico.

Jonathan Little, un altro dei ricercatori che hanno realizzato lo studio, ha affermato che nonostante la giovane età e il buono stato di salute dei soggetti osservati, quando si esaminava lo stato di salute dei loro vasi sanguigni dopo aver consumato i 75g di glucosio, i risultati sembravano provenire da qualcuno con una salute cardiovascolare compromessa.

La preoccupazione dei ricercatori riguarda il fatto che molte delle persone che seguono una dieta “Keto”, che sia per la perdita di peso, per trattare il diabete di tipo II o qualche altra ragione legata alla salute, potrebbero annullare alcuni degli effetti positivi sul sistema cardiovascolare se assumono improvvisamente (all’interno di un pasto) quantitativi glucidici elevati. Soprattutto se questi soggetti hanno un rischio più elevato per le malattie cardiovascolari.

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Il ricercatore conclude dicendo che i dati raccolti suggeriscono che una dieta chetogenica non è un regime da seguire per sei giorni alla settimana e da un giorno alimentarmente “fuori controllo”.

 

Nonostante lo studio abbia un design piuttosto limitante, i dati che fornisce possono risultare particolarmente interessanti anche in ambito culturistico, in specie nei periodi, come il pre-contest, dove il “carico/scarico” glucidico è un abitudine (o dove l’assunzione glucidica è particolarmente alta, come in “Off Season”) e negli utilizzatori di AAS. Dovrebbe essere infatti risaputo come questi ultimi subiscano un effetto negativo a livello dell’endotelio vascolare dato da livelli sovra fisiologici di AAS (grado dose e tempo dipendente). Una sconsiderata gestione del piano alimentare anche per ciò che concerne il carico glucidico  porterebbe con molta probabilità ad un ulteriore peggioramento delle condizioni cardiovascolari in tali soggetti.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. http://dx.doi.org/10.3390/nu11030489
  2. https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190327112657.htm

AGEs E ATTIVITA’ ESTROGENICA.

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Sembra esistere un legame tra, da un lato, il consumo di alimenti trasformati e, dall’altro, l’azione estrogenica tissutale. Ricercatori della Medical University of South Carolina hanno parlato di ciò sul Breast Cancer Research and Treatment. Il loro studio è interessante per le donne con una forma di cancro al seno estradiolo-sensibile e per chiunque, per qualsiasi motivo, voglia ridurre l’azione tissutale estrogenica nel proprio corpo.(1) Gli AGE fanno parte dell’equazione per raggiungere lo scopo.

Gli AGE (Advanced Glycation End-product; in italiano prodotto finale della glicazione avanzata) sono il risultato di una catena di reazioni chimiche successive alla reazione di glicazione iniziale. In breve, si tratta di proteine o lipidi che diventano glicati a seguito dell’esposizione agli zuccheri.(2)

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Prodotti intermedi sono conosciuti come il riarrangiamento di Amadori, la base di Schiff e i prodotti di Maillard, chiamati così dai ricercatori che per primi li hanno descritti. La letteratura è ancora indecisa sull’applicare questa terminologia. Per esempio i prodotti della reazione di Maillard sono talvolta considerati prodotti intermedi talvolta prodotti finali. Gli effetti collaterali generati nei passaggi intermedi da agenti ossidanti (come il perossido di idrogeno), e non (come le proteine amiloidi beta).(3) Il termine glicosilazione è talvolta usato per glicazione in letteratura, di solito come glicosilazione non enzimatica.

Gli AGE si trovano sulle superfici dorate o abbrustolite di cibi fritti o grigliati, ed anche sulla crosta del pane. Oltre al colore, gli AGE conferiscono agli alimenti cotti anche il sapore caratteristico, tipico dei prodotti da forno.

Con la dieta moderna e l’utilizzo di prodotti industriali consumiamo più AGE di quanto accadeva anni fa, alcune aziende alimentari trasformano eccessivamente alcuni alimenti o aggiungono AGE artificiali per esaltare il sapore dei propri prodotti.

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Furosina  

Solo nel latte sono previsti dei limiti, la legge italiana fissa infatti in 8,6 mg/100 g di proteine il limite di Furosina presente nel latte crudo e pastorizzato, ed in 12 mg/100 g di proteine il limite per i formaggi freschi a pasta filata. Nella pasta alimentare secca sono presenti gli AGE (Furosina; ε-furoilmetil-lisina ) da quando è stato introdotto il metodo d’essiccazione ad alta temperatura (HT) ed l’essiccazione ad altissima temperatura (VHT). La legge non è ancora stata aggiornata come per il latte.

I prodotti finali di glicazione avanzata (AGE), noti anche come glicotossine, sono un gruppo eterogeneo di composti altamente ossidanti con un significato patogenetico nel diabete e in molte altre malattie croniche.(4)

La formazione di AGE è una parte del normale metabolismo, ma se si raggiungono livelli eccessivamente alti di AGE nella circolazione ematica e, quindi, nei tessuti possono diventare patogeni. Gli effetti patologici degli AGE sono legati alla loro capacità di promuovere lo stress ossidativo e l’infiammazione legandosi con i recettori della superficie cellulare o reticolazione con proteine del corpo, alterando la loro struttura e funzione.(5)(6) Gli AGE si formano anche endogenamente in condizioni, per esempio, di glicemia cronicamente alta.

I ricercatori della Medical University of South Carolina volevano scoprire se gli AGE potessero avere un ruolo nello sviluppo del cancro al seno, e per farlo hanno preso in esame un campioni di donne con tale patologia. I ricercatori hanno scoperto che c’erano più AGE nel sangue nelle donne con tumori più sviluppati e quindi più pericolosi rispetto alle donne con tumori meno sviluppati, e quindi meno pericolosi [in basso a sinistra].

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I ricercatori hanno anche rilevato livelli più alti di AGE nelle donne con una forma di carcinoma mammario Estradiolo-sensibile rispetto alle donne con un tumore al seno non sensibile all’Estradiolo [in alto a destra]. Questo suggerisce che possa esistere una correlazione tra AGE, cancro della mammella ed Estradiolo.

I ricercatori hanno quindi iniziato a svolgere esperimenti in vitro con cellule del cancro al seno estradiolo-sensibile. Se queste cellule venivano esposte agli AGE, il recettore dell’Estradiolo veniva attivato [in basso a destra]. L’Estradiolo attiva molecole di segnale come Akt ed Erk nelle cellule, e gli AGE sembrano fare la stessa cosa. Sembrerebbe quindi che gli AGE mimino l’effetto dell’Estradiolo.

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Come risaputo, gli oncologi utilizzano i SERM, che impediscono all’Estradiolo di legarsi ed attivare il recettore bersaglio, nel tentativo di bloccare o rallentare la crescita dei tumori al seno Estradiolo-sensibili. Più AGE circolano nel flusso ematico, e meno efficace risulta questo approccio terapeutico, almeno da quanto emerso dai dati raccolti dai ricercatori che hanno esposto le cellule tumorali in vitro al Tamoxifene e agli AGE.

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Quanto scoperto dai ricercatori è ovviamente molto interessante, anche perché le concentrazioni di AGE con le quali sono stati svolti gli esperimenti in vitro sono pressoché uguali alle concentrazioni riscontrabili nel corpo di un soggetto nella media. Appurato ciò, come ridurre i livelli di AGE?

Ridurre fortemente o eliminare gli alimenti processati e mantenere una glicemia basale entro gli 80-90mg/dL sono le pratiche primarie per causare una sensibile riduzione degli AGE. Nello specifico dello studio qui trattato, i ricercatori hanno sottoposto un gruppo di donne obese, trattate per la cura del cancro al seno, ad una alimentazione più salutare e a regolare esercizio fisico per 11 settimane. Il loro approccio – come camminare per 30 minuti al giorno – sebbene blando è risultato efficace come mostrato nella figura seguente.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://doi.org/10.1007/s10549-018-4992-7
  2. Goldin, Alison; Beckman, Joshua A.; Schmidt, Ann Marie; Creager, Mark A. (2006). “American Heart Association”. Circulation. 114 (6): 597–605. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.106.621854. PMID 16894049. Retrieved 5 May 2016
  3. Miyata T, Oda O, Inagi R, Iida Y, Araki N, Yamada N, Horiuchi S, Taniguchi N, Maeda K, Kinoshita T, beta 2-Microglobulin modified with advanced glycation end products is a major component of hemodialysis-associated amyloidosis, in The Journal of Clinical Investigation, vol. 92, nº 3, settembre 1993, pp. 1243–52.
  4. Ulrich P, Cerami A. Glicazione proteica, diabete e invecchiamento. Rec Prog Prog prog. 2001; 56 : 1-21.
  5. Eble AS, Thorpe SR, Baynes JW. Glicosilazione non enzimatica e cross-linking glucosio-dipendente delle proteine. J Biol Chem. 1983; 258 : 9406-9412. [ PubMed ]
  6. Vlassara H. Il recettore AGE nella patogenesi delle complicanze diabetiche. Diabete Metab Rev. 2001; 17 : 436-443.

ESTRATTO DI SEMI D’UVA E RIDUZIONE DELL’APPORTO CALORICO.

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Un soggetto iperfagico potrebbe utilizzare l’estratto di semi d’uva per facilitare il rispetto di un piano alimentare volto alla perdita di peso. Ricercatori olandesi presso l’Università di Maastricht hanno pubblicato nel 2004 un articolo sull’ nell’European Journal of Clinical Nutrition riguardante l’effetto dell’estratto di semi d’uva sull’assunzione calorica.(1)

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Procianidina C-1 (una Proantocianidina presente anche nei semi d’uva).

Dai risultati di diversi studi l’estratto di semi d’uva appare un supplemento interessante. Sembra poter migliorare la circolazione sanguigna (2); studi sugli animali hanno mostrato che potrebbe ridurre la possibilità di sviluppare il cancro alla prostata (3) e studi epidemiologici hanno mostrato una possibile correlazione tra il suo uso e la riduzione della possibilità di sviluppare cancro della pelle.(4) Studi in vitro hanno mostrato che le proantocianidine inibiscono il processo di aromatizzazione del Testosterone agendo sull’enzima aromatasi. (5)

In vitro, l’estratto di semi d’uva ha mostrato di poter stimolare la lipolisi: il rilascio di acidi grassi da parte delle cellule adipose nel flusso ematico.(6) I ricercatori olandesi, che hanno realizzato lo studio qui tratto nello specifico, partendo da questi risultati, con l’intento di verificare i potenziali effetti sulla perdita di grasso delle proantocianidine contenute nell’estratto di semi d’uva, hanno reclutato 51 soggetti di prova di età compresa tra 18 ed i 65 anni.

I ricercatori hanno permesso ai soggetti presi in esame di mangiare a libitum durante la loro permanenza di tre giorni in un ambiente controllato. Circa 30-60 minuti prima della colazione, del pranzo e della cena ai soggetti dello studio è stata somministrata una dose di 100mg di estratto di semi d’uva. Alcune settimane dopo i ricercatori hanno ripetuto l’esperimento, ma con somministrazione di un placebo.

L’effetto della supplementazione era correlato all’assunzione calorica del singolo soggetto. Se l’apporto calorico era inferiore alla media, non vi era alcun effetto sulla riduzione dell’assunzione energetica, come osservabile dalla seguente tabella. I soggetti con un consumo calorico di base contenuto assumevano in media 1500kcal al giorno.

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Nei soggetti con un assunzione calorica superiore alla media, l’estratto di semi d’uva ha indotto una riduzione dell’apporto energetico, come mostrato nella tabella seguente. L’apporto energetico medio del gruppo “responder” era di 2030kcal al giorno.

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Sebbene l’effetto sulla riduzione dell’assunzione di cibo sia parziale e dal potenziale d’applicazione ridotto, l’estratto di semi d’uva potrebbe risultare utile nel trattamento iniziale dei soggetti sovrappeso/obesi , individui nei quali il problema dell’iperfagia e del suo controllo rappresenta un importante fattore determinante il fallimento iniziale di un trattamento dietetico finalizzato alla perdita di peso.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15042136
  2. http://www.ergo-log.com/grape-seed-extract-swollen-legs.html
  3. http://www.ergo-log.com/gseagainstprostatecancer.html
  4. http://www.ergo-log.com/gseagainstprostatecancer.html
  5. http://www.ergo-log.com/aromatasegse.html
  6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10757625