Quando i batteri intestinali esauriscono le fibre, possono iniziare a divorare la mucosa intestinale.

Gli scienziati hanno scoperto che quando i batteri intestinali scarseggiano di fibre, possono iniziare a nutrirsi del muco protettivo che riveste l’intestino, producendo composti potenzialmente dannosi, ma le fibre e le proteine ​​vegetali, spesso trascurate, aiutano a tenere sotto controllo questa attività, rivelando una nuova e sorprendente ragione per cui le diete a base vegetale potrebbero essere salutari.

Le diete a base vegetale favoriscono la salute dell’apparato digerente, la funzione immunitaria, il metabolismo e la salute cardiovascolare. Uno dei motivi è che contribuiscono a mantenere una comunità diversificata di microrganismi nell’intestino, nota collettivamente come microbiota intestinale. Molti di questi batteri sono benefici, in quanto aiutano a scomporre i componenti del cibo che il sistema digerente umano non è in grado di elaborare da solo.

Le fibre sono particolarmente importanti perché forniscono nutrimento ai microbi intestinali. Le piante contengono anche fitochimici, sostanze naturali che spesso conferiscono a frutta e verdura i loro colori vivaci e contribuiscono a proteggerle dalle minacce ambientali. Questi composti possono anche contribuire alla salute umana. Tuttavia, i ricercatori hanno appena iniziato a comprendere le complesse interazioni chimiche che si verificano quando i batteri intestinali digeriscono gli alimenti vegetali.

Due studi condotti da Jenna AbuSalim e Joshua Rabinowitz, direttore della sede di Princeton del Ludwig Institute for Cancer Research, forniscono nuove e importanti informazioni. Uno, pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, mostra come le fibre vegetali e alcune proteine ​​influenzino i batteri intestinali favorendo la produzione di composti benefici rispetto a quelli potenzialmente dannosi. L’altro, pubblicato a giugno su Nature Metabolism, mette in discussione la convinzione, radicata da tempo, che molti importanti composti chimici circolanti nell’organismo provengano esclusivamente dai microbi intestinali.

Nello studio pubblicato su PNAS, i ricercatori hanno esaminato un gruppo di sostanze chiamate metaboliti del fenolo. I metaboliti sono sostanze chimiche che si formano quando il corpo o i microrganismi scompongono ed elaborano i nutrienti. Alcuni sono essenziali per le normali funzioni biologiche, mentre altri possono contribuire a problemi di salute quando si accumulano.

I metaboliti fenolici studiati dal team vengono prodotti quando i batteri intestinali elaborano due amminoacidi, la tirosina e la fenilalanina. Gli amminoacidi sono i mattoni delle proteine, ma i composti che producono possono avere effetti molto diversi sulla salute.

Due metaboliti derivati ​​dalla fenilalanina, il fenilpropionato e l’acido ippurico, sono associati a un peso corporeo sano e a una migliore salute intestinale. Al contrario, due composti derivati ​​dalla tirosina, il p-cresolo solfato e il fenolo solfato, sono stati collegati a esiti peggiori nei pazienti oncologici e ad effetti dannosi in tutto il corpo nelle persone con malattie renali.

I ricercatori hanno scoperto che queste proteine ​​indigeribili, che chiamano Prif (proteine ​​che imitano le fibre), possono raggiungere il microbiota intestinale e fungere da materiale per il metabolismo batterico. In tal modo, influenzano quali microbi prosperano e quali composti chimici vengono prodotti.

È importante sottolineare che queste proteine ​​non agiscono isolatamente. Collaborano con le fibre vegetali per modificare il modo in cui i batteri intestinali elaborano i nutrienti, orientando la loro attività verso la produzione di metaboliti fenolici benefici.

Questa scoperta suggerisce che il valore nutrizionale degli alimenti vegetali potrebbe dipendere da fattori che vanno oltre le consuete concentrazioni di fibre, vitamine e minerali. Anche la quantità e il tipo di proteine ​​che sfuggono alla digestione potrebbero contribuire a determinare in che modo il cibo influenza il microbiota intestinale. 

Quando i batteri intestinali hanno una carenza di fibre, possono nutrirsi del muco protettivo dell’intestino.

Una delle scoperte più interessanti riguarda la provenienza delle materie prime utilizzate dai batteri intestinali per produrre metaboliti dannosi.

Per condurre l’indagine, i ricercatori hanno etichettato le proteine ​​con isotopi stabili (non radioattivi), consentendo loro di tracciare con precisione il percorso delle proteine ​​e il modo in cui venivano elaborate nell’apparato digerente dei topi. Questa tecnica funziona conferendo alle molecole una firma chimica rilevabile senza renderle radioattive.

Gli esperimenti hanno rivelato un’importante differenza tra le fonti di fenoli benefici e dannosi.

I fenoli potenzialmente dannosi derivano dalla degradazione, da parte dei batteri intestinali, delle proteine ​​dell’ospite, incluse quelle presenti nello strato di muco che riveste l’intestino. Questo muco protettivo contribuisce a separare i microbi intestinali dalle cellule che rivestono la parete intestinale e fa parte delle difese naturali dell’organismo.

Nel frattempo, i fenoli benefici venivano prodotti quasi interamente a partire da proteine ​​indigeribili fornite dagli alimenti.

Le fibre hanno contribuito a sopprimere la degradazione batterica del muco protettivo dell’intestino, riducendo la produzione di fenoli dannosi. Le proteine ​​vegetali indigeribili (Prif), a loro volta, hanno fornito più proteine ​​alimentari ai batteri intestinali, incoraggiandoli a produrre composti benefici.

Nel complesso, i risultati rivelano due modalità complementari attraverso cui gli alimenti vegetali possono influenzare la chimica intestinale. Le fibre contribuiscono a impedire ai batteri di consumare le proteine ​​presenti nel muco protettivo dell’intestino, mentre il Prif fornisce una fonte alternativa di nutrienti che favorisce la produzione di metaboliti più sani.

Una seconda scoperta mette in discussione ciò che gli scienziati pensavano dei batteri intestinali

Lo studio correlato, pubblicato su Nature Metabolism, ha affrontato un’altra importante questione: i batteri intestinali sono davvero responsabili della produzione di tutti i metaboliti tradizionalmente attribuiti loro?

Oltre ai metaboliti del fenolo, i ricercatori hanno esaminato i metaboliti dell’indolo, che si formano dal triptofano, un altro amminoacido presente nelle proteine ​​alimentari.

Queste sostanze hanno suscitato un notevole interesse scientifico perché partecipano a processi biologici legati all’infiammazione, all’attività immunitaria e alle malattie. I ricercatori ne hanno studiato il coinvolgimento nelle malattie infiammatorie croniche intestinali, nei disturbi neurodegenerativi e nel cancro. È stato inoltre scoperto che alcuni metaboliti dell’indolo influenzano la diffusione del cancro e la capacità del sistema immunitario di attaccare i tumori.

Gli scienziati hanno generalmente ipotizzato che i batteri intestinali siano la fonte di questi composti. Tale convinzione ha incoraggiato gli sforzi volti a sviluppare probiotici e interventi dietetici che aumentino la produzione di metaboliti indolici potenzialmente benefici.

Tuttavia, questo approccio si basa su un presupposto importante: che i microbi intestinali siano responsabili della produzione della maggior parte o di tutti i composti che i ricercatori desiderano influenzare.

Se le cellule del corpo producono quantità considerevoli di questi metaboliti, modificare il microbiota potrebbe non essere il modo più efficace per controllarne i livelli.

Il tuo corpo può produrre composti che un tempo venivano attribuiti ai microbi intestinali

Per condurre l’indagine, il team di ricerca ha utilizzato il tracciamento isotopico in topi, ratti e cellule umane per monitorare la produzione di diversi metaboliti.

I risultati hanno messo in discussione le convinzioni tradizionali. Le cellule dei mammiferi si sono dimostrate capaci di generare numerosi metaboliti fenolici e indolici indipendentemente dai batteri intestinali.

Tra questi figuravano l’indolo-3-lattato e l’indolo-3-acetato, due composti biologicamente importanti precedentemente considerati prodotti del metabolismo microbico.

I ricercatori hanno anche esaminato cosa accade quando gli antibiotici alterano il microbiota intestinale. Se alcuni metaboliti dipendono interamente dai batteri intestinali, ci si aspetterebbe che le loro concentrazioni diminuiscano drasticamente quando tali batteri vengono eliminati.

Tuttavia, molti metaboliti sono rimasti a livelli significativi nel sangue dei topi trattati con antibiotici. Un andamento simile è emerso nei campioni prelevati da pazienti in terapia antibiotica, compresi quelli sottoposti a trattamento oncologico.

Altri composti si sono comportati diversamente. I livelli di indolo-3-propionato e p-cresolo solfato, prodotti esclusivamente dai microbi, sono diminuiti in seguito al trattamento antibiotico.

Questi risultati hanno fornito ulteriori prove del fatto che alcuni metaboliti dipendono dai batteri intestinali, mentre altri possono essere prodotti anche dai processi metabolici dell’organismo stesso.

Questa distinzione è importante perché potrebbe cambiare il modo in cui i ricercatori sviluppano trattamenti volti ad aumentare i metaboliti benefici o a ridurre quelli dannosi.

Cosa significano queste scoperte per la nutrizione e le future terapie

Nel loro insieme, i due studi offrono una comprensione più dettagliata di come interagiscono la dieta, i microbi intestinali e il metabolismo del corpo.

Il primo studio identifica una categoria trascurata di proteine ​​vegetali che, in sinergia con le fibre, influenza l’attività batterica, contribuendo potenzialmente a spostare l’equilibrio verso prodotti metabolici meno dannosi. Il secondo studio dimostra che l’organismo stesso può produrre molti composti che un tempo si riteneva provenissero esclusivamente dai batteri intestinali.

Entrambi i risultati hanno implicazioni per la ricerca sulle malattie metaboliche, la salute dell’apparato digerente, il cancro e altre patologie che coinvolgono il microbioma.

Suggeriscono inoltre che i tentativi di manipolare la chimica intestinale attraverso la dieta, i probiotici o altre terapie dovranno tenere conto sia dell’attività microbica sia delle capacità metaboliche dell’organismo stesso.

Gran parte delle prove sperimentali proviene da studi su animali e in laboratorio, quindi saranno necessarie ulteriori ricerche per determinare in che modo questi meccanismi influenzino gli esiti a lungo termine sulla salute delle persone.

Tuttavia, una migliore comprensione della relazione tra i diversi componenti degli alimenti e il metabolismo microbico potrebbe in futuro rendere i consigli dietetici più precisi e aiutare i ricercatori a identificare nuove strategie terapeutiche.

“Inoltre”, ha affermato Rabinowitz, “una comprensione più chiara di come i diversi alimenti interagiscono con il microbioma per modulare la produzione di metaboliti batterici contribuirà a migliorare le indicazioni che nutrizionisti e medici possono fornire alle persone per la prevenzione e la terapia delle malattie”.

AbuSalim JE, MacArthur MM, Gupta M, Roichman A, Hunter CJ, Keber FC, Chatterjee S, Moussavi M, Barouei J, Wühr M, Sulakhe D, Lehmann CJ, Donia MS, Rabinowitz JD. Digestion-resistant proteins support the healthy metabolite profiles associated with plant-based diets. Proc Natl Acad Sci U S A. 2026 Aug 11;123(32):e2605226123. doi: 10.1073/pnas.2605226123. Epub 2026 Jul 27. PMID: 42507910; PMCID: PMC13462596.