Propionato del colon, appetito e perdita di peso (ProAp)

DIETA E OBESITÀ:

L'obesità ha raggiunto proporzioni epidemiche in tutto il mondo. Nel Regno Unito, il 58% delle donne adulte e il 65% degli uomini adulti sono in sovrappeso o obesi (Health and Social Care Information Center 2014), con l'aspettativa che i tassi aumenteranno (Ng et al. 2014). L'obesità, principalmente causata da un bilancio energetico cronico positivo, è un noto fattore di rischio che contribuisce allo sviluppo del diabete di tipo 2 e delle malattie cardiovascolari, e delle conseguenti morbilità e mortalità (Kopelman 2007). Un bilancio energetico positivo è inevitabile con la composizione dell'attuale dieta occidentale che contiene carboidrati raffinati (privi di fibre) che vengono consumati rapidamente e hanno effetti minimi sulla sazietà a lungo termine (Cleave 1974; Heaton 1973).

CARBOIDRATI NON DIGERIBILI:

La qualità e la quantità della dieta è cambiata radicalmente negli ultimi cinquant'anni. Di cui, i carboidrati hanno i cambiamenti più significativi; dai carboidrati non trasformati a base di frutta e verdura a quelli più trasformati a base di cereali (Cordain et al. 2005). Studi epidemiologici hanno dimostrato che, di conseguenza, le diete ancestrali contenevano maggiori quantità di carboidrati non digeribili (NDC) rispetto alle diete moderne (>100 g/giorno rispetto a <15 g/giorno) con l'inclusione di materiale vegetale della parete cellulare intatta più indigeribile, come tuberi, graminacee e carici (Eaton 2006). È stata stabilita una forte associazione tra l'aumento di peso e la diminuzione dell'assunzione di NDC (Liu et al. 2003). Inoltre, l'aumento dell'assunzione di NDC ha dimostrato di indurre sazietà e migliorare la composizione corporea negli animali (So et al. 2007) e nell'uomo (Bouché et al. 2002).

DIETA A BASSO CALORICO E ALTO NDC NELLA PERDITA DI PESO L'applicazione di diete ipocaloriche è uno dei primi passi per trattare l'obesità. Tuttavia, il recupero del peso nel periodo di mantenimento del peso potrebbe avvenire a causa della riduzione del dispendio energetico a riposo e della perdita di massa magra. Si sta studiando l'inclusione di alimenti specifici nell'intervento nutrizionale al fine di produrre perdite di peso persistenti (Abete et al. 2008). È stato suggerito in precedenza che l'aggiunta di alimenti NDC ricchi di fibre a una dieta ipocalorica aiuterebbe a ridurre l'incidenza della sindrome metabolica e ad aumentare la compliance alimentare (Hermana et al, 2011). L'alto contenuto di fibre in combinazione con una dieta a basso indice glicemico, può entrambi portare a maggiori effetti di sazietà con una maggiore ossidazione mitocondriale, tutti favoriscono la perdita di peso.

PROPIONATO E IL RECETTORE FFAR2:

La produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA) è il principale sottoprodotto della fermentazione del colon NDC (Pawlak et al. 2004). Di questi, è stato scoperto che il propionato del colon svolge un ruolo critico direttamente nel colon e sistematicamente dopo il suo assorbimento nella circolazione (Wong et al. 2006). È stato scoperto che il recettore 2 degli acidi grassi liberi (precedentemente noto come recettore proteico accoppiato G orfano 43) ha un'elevata affinità con il propionato (Brown et al. 2003). È espresso sulle cellule L-enteroendocrine dell'ileo distale e del colon (Karaki et al. 2008), sugli adipociti e su alcuni ceppi di monociti (Hong et al. 2005).

IL RUOLO DEL PROPIONATO NEL RILASCIO DEGLI ORMONI INTESTINALI E NELLA REGOLAZIONE DELL'APPETITO:

Le cellule L-enteroendocrine del colon sono responsabili della secrezione fisiologica degli ormoni intestinali anoressici (PYY e GLP-1) in risposta al cibo. Questi ormoni sono in grado di indurre sazietà segnalando il centro dell'appetito del cervello (Murphy & Bloom 2006). È stato scoperto che l'attivazione di FFAR2 indotta dal propionato causa il rilascio di questi ormoni in vitro. Inoltre, è stato riscontrato che l'ingestione di NDC stimola il rilascio di questi ormoni negli animali, con conseguente diminuzione dell'ingestione di cibo (Delzenne et al. 2005). Il propionato ha dimostrato di replicare gli stessi effetti in ulteriori studi, suggerendo il possesso degli effetti benefici dell'NDC sull'appetito e sugli ormoni intestinali alla produzione di propionato.

ESTERE DI ACIDI GRASSI A CATENA CORTA:

La somministrazione di NDC che promuovono la produzione di propionato è un modo interessante per aumentare il livello di propionato per un lungo periodo di tempo. Tuttavia, a causa della variabilità dell'attività del microbiota intestinale, la somministrazione di proporzioni elevate (≥ 35 g/giorno) di fibre alimentari nelle diete umane per aumentare il propionato del colon non fornisce in modo affidabile o prevedibile gli stessi livelli di SCFA nel colon o a livello sistemico (Cummings 1981). L'integrazione orale di propionato è un altro metodo, ma sfortunatamente la sua breve emivita plasmatica, la scarsa appetibilità e il fatto che il suo assorbimento principale avvenga nell'intestino tenue ne limitano l'uso come integratore alimentare (Frost et al. 2003).

Un nuovo sistema è stato sviluppato dal dottor Douglas Morrison, (Centro di ricerca ambientale delle università scozzesi (SUERC)). È stato dimostrato che questa molecola di vettore di inulina (β(2-1) polimero legato di fruttosio) con un estere legato al propionato (estere propionato) aumenta in modo affidabile e riproducibile il propionato del colon prevenendo gli effetti collaterali dell'NDC (Chambers et al. 2015) . Pertanto, il propionato viene rilasciato solo quando la molecola di trasporto inulina viene fermentata dalla microflora del colon, che è stata stimata 180 minuti dopo l'ingestione. (Camere et al. 2014). Camere et al. (2015) sono stati in grado di dimostrare che 10 g di esteri di inulina-propionato (IPE) hanno la capacità di fornire 2,4 g di propionato al colon, ovvero un incremento di 2,5 volte della produzione di propionato nel colon, un livello raggiunto solo con 60 g/giorno tramite la tradizionale integrazione di fibre alimentari. Lo stesso gruppo ha anche dimostrato che mentre la somministrazione acuta di questo integratore ha causato incrementi di GLP-1 plasmatico e PYY e ridotto l'ingestione di cibo, l'integrazione a lungo termine (24 settimane) di estere propionato ha ridotto significativamente l'aumento di peso corporeo e lo sviluppo di grasso addominale tessuto (Chambers et al. 2014). È interessante notare che nessuno dei partecipanti a lungo termine ha riportato effetti collaterali dall'assunzione di esteri propionati. L'aumento del propionato del colon è, quindi, una delle strategie attraenti per gestire il peso e i fattori di rischio del diabete.

L'attuale protocollo mira a studiare l'impatto dell'estere propionato in coniugazione con una dieta ristretta sull'appetito e sulla perdita di peso.