Le fonti proteiche sembrano avere effetti importanti sia sulla popolazione che sulla funzione del microbioma intestinale del topo.

Un nuovo studio condotto da ricercatori della North Carolina State University e pubblicato su The ISME Journal dimostra che le fonti proteiche nella dieta di un animale possono avere effetti significativi sia sulla popolazione che sulla funzionalità del microbioma intestinale, influenzando diversi aspetti della salute. I risultati potrebbero contribuire a una migliore comprensione di come prevenire e curare le malattie gastrointestinali che attualmente influenzano la qualità della vita di milioni di persone in tutto il mondo.

Lo studio voleva capire in che modo le diverse diete influenzano il microbioma intestinale dei topi. Questi sono stati alimentati con diete contenenti una sola fonte proteica per una settimana alla volta, tra cui albumi d’uovo, riso integrale, soia e lievito.

Utilizzando un approccio integrato di metagenomica-metaproteomica che richiede una spettrometria di massa ad alta risoluzione, i ricercatori hanno scoperto che la composizione del microbioma intestinale cambiava significativamente ogni volta che veniva cambiata la fonte proteica; le fonti proteiche con i maggiori effetti funzionali erano riso integrale, lievito e albume d’uovo.

Esaminando i cambiamenti funzionali nel microbioma intestinale, lo studio ha dimostrato che i due effetti più importanti delle proteine ​​alimentari riguardavano il metabolismo degli amminoacidi, come previsto dai ricercatori, e la degradazione degli zuccheri complessi, che non lo era. “Le diete a base di riso integrale e albume d’uovo hanno aumentato la degradazione degli amminoacidi nel microbioma intestinale dei topi, il che significa che i microbi scomponevano quelle proteine ​​invece di produrne di nuove”, ha affermato Blakeley-Ruiz, uno degli autori della ricerca. “Questo ha un senso intuitivo, perché le proteine ​​sono composte da amminoacidi, ma è un aspetto che vogliamo approfondire. Alcuni amminoacidi possono degradarsi in tossine e altri possono influire sull’asse intestino-cervello, quindi queste diete hanno potenziali implicazioni per la salute.”

Lo studio ha anche dimostrato che lunghe catene di zuccheri legate alle proteine ​​alimentari, chiamate glicani, svolgono un ruolo nel modificare la funzionalità del microbioma intestinale. Diverse fonti proteiche alimentari, tra cui soia, riso, lievito e albume d’uovo, hanno indotto i microbi intestinali a modificare, a volte in modo sostanziale, la produzione di enzimi che scompongono i glicani. “Questo potrebbe essere davvero significativo dal punto di vista della salute”, ha detto Blakeley-Ruiz. “Nella dieta a base di albume d’uovo, in particolare, un batterio ha preso il sopravvento e ha attivato una serie di enzimi che degradano i glicani. Abbiamo poi coltivato questo batterio in laboratorio e abbiamo scoperto che gli enzimi che degradano i glicani da esso prodotti in terreni contenenti proteine ​​dell’albume d’uovo erano simili a quelli prodotti in terreni contenenti mucina.”

La mucina è la sostanza che riveste l’interno dell’intestino, proteggendo l’apparato digerente da agenti come l’acidità e i patogeni. Quindi, se i batteri producono enzimi che, intenzionalmente o meno, scompongono la mucina, potrebbero danneggiare la mucosa intestinale e avere effetti negativi sulla salute intestinale.

“Non vedo l’ora di esplorare questa potenziale connessione tra l’espressione degli enzimi che degradano i glicani nella dieta a base di albume d’uovo e la scomposizione della mucina da parte del microbioma intestinale in studi futuri”, afferma Blakeley-Ruiz.

Manuel Kleiner, professore associato di biologia vegetale e microbica presso la NC State e coautore corrispondente dello studio, ha affermato che lo studio getta le basi per future indagini sugli effetti delle fonti proteiche sul microbioma intestinale. “Uno dei limiti del nostro studio è che, ovviamente, le diete sono molto artificiali e potrebbero portare a risultati amplificati”, ha affermato Kleiner. “Ma ora dimostriamo che l’albume ha effetti estremi sul microbioma. Per il futuro, siamo molto interessati a capire il meccanismo di questo effetto in una dieta proteica mista nei topi.

“Il nostro studio mostra non solo quali specie batteriche sono presenti nel microbioma intestinale e la loro abbondanza, ma anche cosa stanno effettivamente facendo. In questo caso, stanno digerendo specificamente i glicani. Il risultato è un quadro molto completo di ciò che conta davvero nell’intestino in termini di dieta e funzionalità.”

Blakeley-Ruiz JA, Bartlett A, McMillan AS, Awan A, Walsh MV, Meyerhoffer AK, Vintila S, Maier JL, Richie TG, Theriot CM, Kleiner M. Dietary protein source alters gut microbiota composition and function. ISME J. 2025 Mar 21:wraf048. doi: 10.1093/ismejo/wraf048. Epub ahead of print. PMID: 40116459.