Regolando il ritmo della flora ileale, il metodo di perdita di peso della dieta di 8 ore ha basi scientifiche

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno prestato sempre più attenzione alla flora intestinale e molte malattie sono strettamente correlate allo squilibrio della flora intestinale. Con il termine flora intestinale si intendono i microrganismi presenti nell'intestino umano. Diverse specie di batteri possono sintetizzare diverse vitamine necessarie per la crescita e lo sviluppo umano. Possono inoltre sintetizzare amminoacidi con residui proteici, partecipare al metabolismo dei carboidrati e delle proteine ​​e favorire l'assorbimento degli elementi minerali. Svolgono un ruolo fondamentale in molti processi fisiologici.

Studi recenti hanno suggerito che un ulteriore ruolo del microbioma intestinale è quello di coordinare i ritmi circadiani intestinali ed epatici.

La dieta e i cicli di alimentazione/digiuno possono determinare oscillazioni diurne nelle comunità microbiche intestinali e nei metaboliti secondari all'interno del lume intestinale. Questi cambiamenti oscillatori sono necessari per l'espressione degli orologi circadiani periferici e dei relativi regolatori metabolici epatici e intestinali che controllano l'omeostasi del glucosio, del colesterolo e degli acidi grassi e la salute metabolica dell'ospite. Tuttavia, l'utilizzo del modello di deplezione del microbioma intestinale per studiare la relazione tra il microbioma intestinale e l'orologio circadiano periferico presenta uno svantaggio. Questo approccio modello non è in grado di spiegare se le perturbazioni indotte dalla dieta nelle dinamiche della comunità microbica influenzino il metabolismo dell'ospite attraverso la desincronizzazione circadiana.

L'alimentazione a tempo limitato (TRF) apporta numerosi benefici alla salute metabolica dell'ospite. In un modello di dieta ricca di grassi nei topi (indipendentemente dalla dieta obesogena), il TRF ha ridotto l'obesità e l'infiammazione, migliorato la tolleranza al glucosio e l'omeostasi del colesterolo e invertito la sindrome metabolica preesistente. La maggior parte degli studi sul microbioma intestinale si è concentrata sull'intestino crasso o su un surrogato più accessibile: le feci. Tuttavia, altre regioni dell'intestino svolgono un ruolo più importante nell'equilibrio metabolico dell'ospite, in particolare l'ileo, che ha funzioni digestive e assorbenti e una composizione microbica uniche. Nonostante ciò, pochi studi hanno evidenziato l'importanza del microbiota ileale e il suo impatto sulla salute metabolica dell'ospite.

Il 5 luglio 2022, scienziati dell'Università della California e di altre istituzioni hanno pubblicato un lungo articolo di ricerca intitolato "Dieta e modello alimentare modulano le dinamiche diurne del microbioma ileale e del trascrittoma" su Cell Reports. Il team ha analizzato sistematicamente la composizione del microbiota ileale e i cambiamenti dinamici del trascrittoma in condizioni di dieta normale, dieta ricca di grassi e dieta ricca di grassi con limitazione temporale, per determinare gli effetti della dieta ricca di grassi e dell'orario dei pasti sui tipi e sui ritmi circadiani del microbiota ileale.

I ricercatori hanno innanzitutto analizzato gli effetti dell'HFD e del TRF sulla composizione microbica ileale e sul ritmo circadiano. Sono stati raccolti campioni ileali da tre gruppi di topi alimentati con una dieta ricca di grassi a tempo limitato (FT), una dieta ricca di grassi libera (FA) e una dieta normale (NA) in diversi momenti della giornata per studiare la dinamica diurna del lume intestinale e dei batteri aderenti.

I risultati hanno dimostrato che il TRF può migliorare il peso corporeo e i livelli di glucosio nel sangue indotti da una dieta ricca di grassi, a parità di calorie degli alimenti. Una dieta ricca di grassi ha ridotto significativamente la diversità alfa e beta del microbiota ileale. La composizione del microbioma dei topi nel gruppo sottoposto a dieta ristretta ricca di grassi e nel gruppo sottoposto a dieta libera ricca di grassi era leggermente diversa, il che indica che il tipo di dieta ha un impatto maggiore sulla composizione del microbioma ileale rispetto al metodo di alimentazione. I generi Lactococcus ed Erysipelothrix sono risultati più abbondanti nel gruppo sottoposto a dieta libera ricca di grassi rispetto al gruppo sottoposto a dieta ristretta ricca di grassi. Inoltre, la ricchezza di microrganismi che mantenevano oscillazioni ritmiche nei topi sottoposti a una dieta libera ricca di grassi era meno della metà di quella dei topi del gruppo sottoposto a dieta normale, mentre i topi sottoposti a una dieta ristretta ricca di grassi mostravano livelli simili di fluttuazioni periodiche rispetto ai topi di controllo, il che indica che i ritmi circadiani microbici sono correlati ai benefici del TRF sulla funzione metabolica.

Il team di ricerca ha studiato l'abbondanza relativa del microbiota ileale nel tempo in diverse condizioni di alimentazione e di consumo, al fine di chiarire le oscillazioni periodiche delle comunità microbiche ileali e determinare la loro importanza nel metabolismo dell'ospite. I risultati hanno mostrato che il genere batterico dominante in tutte le condizioni sperimentali era Firmicutes, e i batteri dell'acido lattico sono stati trovati in tutti i gruppi sperimentali, e la loro abbondanza si è notevolmente ridotta durante il periodo attivo (periodo di buio) dei topi in condizioni di alimentazione ad alto contenuto di grassi. Inoltre, lo Staphylococcus aureus sia nel gruppo sottoposto a dieta normale sia nel gruppo sottoposto a dieta ricca di grassi con limitazione temporale ha mostrato un rapido aumento all'inizio del periodo di buio.

I ricercatori hanno poi esaminato se i geni ritmici dell'ospite influenzano la composizione e il ritmo circadiano del microbiota ileale. I ricercatori hanno utilizzato topi CDKO (double knockout) Cry1;Cry2 per verificare se i geni dell'orologio siano importanti per le dinamiche del microbioma. I ritmi microbici nell'ileo dei topi CDKO-NA sono stati completamente aboliti e l'analisi del PCoA ha riflesso i ritmi alterati di alimentazione e sonno di questi topi. I batteri più comuni riscontrati nell'ileo dei topi appartengono alle famiglie Erysipelothrix e Lactobacillaceae. Questi risultati suggeriscono che l'orologio circadiano molecolare dell'ospite è associato alla dinamica del microbiota ileale e che l'interferenza con l'orologio circadiano dell'ospite può interrompere il ritmo circadiano del microbiota ileale interferendo con i modelli di alimentazione.

Poiché le dinamiche quotidiane del microbioma influenzano il trascrittoma epatico, abbiamo ipotizzato che anche il trascrittoma ileale sarebbe stato influenzato dalle oscillazioni intraluminali. Rispetto alla dieta NA, le trascrizioni sono diminuite significativamente nella dieta ricca di grassi, ma sono rimaste parzialmente invariate nella dieta FT. Erano presenti 1.862 geni codificanti proteine ​​con cicli diurni che si sovrapponevano tra i tre gruppi di alimentazione. L'HFD ha interrotto i ritmi nei topi HFD a flusso libero inducendo uno spostamento di fase verso la luce, mentre il TRF ha mantenuto queste trascrizioni nei topi FT. Ciò suggerisce che le dinamiche intraluminali ritmiche sono correlate al ritmo circadiano del TRF rispetto all'orologio biologico periferico dell'ospite. L'analisi dell'arricchimento genetico del periodo comune tra i gruppi sottoposti a dieta normale e quelli sottoposti a dieta ristretta ricca di grassi ha mostrato che erano correlati al metabolismo dei fosfolipidi, all'autofagia e al ritmo circadiano. L'HFD ha interrotto i principali geni del ritmo circadiano, tra cui Rev-erb, Per3, Clock, Bmal1 e Cry1, che sono rimasti tutti invariati nel TRF.

I campioni di ileo di topo differivano a seconda della dieta e delle condizioni di allevamento, il che potrebbe indicare che il fenotipo metabolico da solo non determina l'attività trascrizionale nell'ileo. Il TRF ha avuto un effetto maggiore sull'espressione genica, ad esempio aumentando il numero di geni DE ileali in FT e FA rispetto a NA e FA. L'HFD interrompe i cambiamenti dinamici diurni nel trascrittoma dei geni DE.

I livelli di espressione dei geni coinvolti nella risposta immunitaria ai batteri sono risultati ridotti nella dieta ricca di grassi, in particolare delle ⍺-defensine.

Il TRF ha migliorato la sensibilità all'insulina e l'obesità nei topi HFD. Quindi, nel contesto dell'oscillazione circadiana del microbioma intestinale e dell'orologio ileale, in che modo la modalità alimentare influenza i percorsi di segnalazione metabolica intestinale? I ricercatori hanno scoperto che una dieta ricca di grassi interrompeva i percorsi di segnalazione del GLP-1 (un importante ormone ileale che regola la glicemia) e degli acidi biliari, mentre la dieta TRF invertiva i percorsi di segnalazione alterati. I livelli di espressione di Gcg e Dpp4 diminuivano e il ritmo circadiano veniva perso quando veniva somministrata una dieta ricca di grassi. Tuttavia, il TRF mantiene le dinamiche diurne di entrambi e porta a cambiamenti nell'espressione genica di altri trasportatori coinvolti nella segnalazione GLP-1. Inoltre, anche le riserve di acidi biliari, il trasporto, il riassorbimento e la segnalazione sono risultati compromessi nel gruppo sottoposto a dieta libera ricca di grassi, ma potevano comunque essere invertiti dal TRF.

In sintesi, le oscillazioni compositive del microbioma intestinale sono fondamentali per i normali ritmi circadiani periferici, entrambi alterati nell'obesità indotta dalla dieta (DIO). Sebbene l'alimentazione a tempo limitato (TRF) mantenga la sincronia circadiana e prevenga il verificarsi di DIO, ha scarso effetto sulla dinamica del microbiota intestinale cieco. Pertanto, altre regioni dell'intestino, in particolare l'ileo, centro della segnalazione dell'incretina e degli acidi biliari, possono svolgere un ruolo importante nell'influenzare i ritmi circadiani periferici. Questo studio dimostra l'impatto della dieta e del ritmo di alimentazione sulla composizione e sul trascrittoma del microbioma ileale del topo. Il DIO ha soppresso i ritmi dinamici della composizione del microbioma ileale e del trascrittoma. Il TRF ha ripristinato parzialmente i ritmi circadiani nel microbioma ileale e nel trascrittoma, ha aumentato il rilascio di GLP-1 e ha alterato i pool di acidi biliari ileali e la segnalazione FXR, il che potrebbe spiegare in che modo il TRF esercita i suoi benefici metabolici.

Questo studio fornisce dati sufficienti per esplorare il ritmo circadiano del microbioma ileale e del trascrittoma, fornendo una base scientifica per comprendere appieno l'importante ruolo dell'ileo nella relazione tra flora intestinale e insorgenza di malattie e apre inoltre il percorso dell'ileo nello stadio della flora intestinale.

Riferimenti:

La dieta e il modello alimentare modulano le dinamiche diurne del microbioma ileale e del trascrittoma. Cell Rep. 2022 5 luglio;40(1):111008. doi: 10.1016/j.celrep.2022.111008.