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Allergie alimentari, microbiota intestinale e butirrato

L’aumento dell’incidenza di allergie alimentari negli ultimi trent’anni è stato attribuito ai cambiamenti dello stile di vita. Tra questi cambiamenti,   l’abbandono di un’ alimentazione tradizionale a favore di un’ alimentazione moderna (cibi processati, pastorizzati, devitalizzati, ecc.)  e  un maggiore impiego di farmaci (soprattutto antibiotici) nei primi mesi di vita e nella gravida  hanno indubbiamente avuto un impatto importante sul microbiota intestinale e sulla sua capacità di modulare le risposte del sistema immunitario agli antigeni alimentari.

Il sistema immunitario intestinale comunica continuamente con la vasta gamma di microrganismi che colonizzano l’intestino e con i diversi componenti degli alimenti che vengono consumati quotidianamente.  I metaboliti sintetizzati dai batteri intestinali svolgono un ruolo importante nell’interazione complessa fra il sistema immunitario enterico (SIE) e gli antigeni alimentari.

Tra i metaboliti più importanti, derivati dalla fermentazione batterica delle fibre alimentari a livello del colon, ci sono gli acidi grassi a catena corta (SCFA  = Short-Chain Fatty Acids): acetato, butirrato e propionato. Questi hanno molteplici e notevoli effetti benefici nella prevenzione delle malattie autoimmunitarie e infiammatorie, grazie al loro impatto sul SIE.

Tra i SCFA, il butirrato esercita un ruolo cruciale nello sviluppo della tolleranza immunitaria orale, grazie ai suoi notevoli effetti antinfiammatori e di modulazione della risposta allergica. I dati mostrano che alti livelli di butirrato fecale nella prima infanzia sono associati ad un’azione protettiva contro l’insorgenza di allergie alimentari.

Per esempio, uno studio ha mostrato che, rispetto ai controlli sani, i bambini allergici al latte vaccino hanno una disbiosi intestinale con bassi livelli di butirrato.

Un altro studio ha analizzato le concentrazioni di SCFA in campioni di feci ottenuti da 301 bambini di un anno e ha valutato la relazione tra l’esposizione precoce ad antigeni, soprattutto alimentari, e la comparsa di manifestazioni allergiche negli anni successivi. Si è visto che i bambini con la più alta concentrazione di butirrato nelle feci, ad un anno di età,  avevano una sensibilizzazione atopica significativamente inferiore al cibo e/o agli allergeni inalanti e una minore probabilità di manifestare  l’asma tra i tre e i sei anni, oltre ad  una minore incidenza  di allergie alimentari  e  di rinite allergica.

Un ulteriore studio ha analizzato il microbiota fecale di 105 bambini atopici a tre mesi e ad un anno di età ed ha riscontrato una correlazione positiva tra l’impoverimento dei batteri produttori di butirrato (principalmente Firmicutes  – es. Faecalibacterium prausnitzii, Clostidium spp – Bacteroidetes) a tre mesi di età e lo sviluppo di manifestazioni allergiche negli anni successivi.

 

Butirrato e immunologia

Il butirrato stimola le risposte immunitarie e non immunitarie protettive contro le allergie alimentari. Rappresenta la principale fonte di energia per i colociti e influenza l’espressione dei geni coinvolti nella permeabilità della barriera epiteliale intestinale e la funzione di difesa.

L’aumento della permeabilità della barriera intestinale è cruciale nello sviluppo di allergie alimentari e non, perché incrementa l’assorbimento di antigeni alimentari e microbici non processati e di conseguenza  promuove una risposta allergica di tipo Th2 tramite attivazione di ILC2s, mastociti, basofili e cellule dendritiche.

Il butirrato è in grado di rafforzare l’integrità della barriera epiteliale intestinale, aumentando lo spessore dello strato mucoso (migliore espressione dei geni della mucina, in particolare MUC2) e l’espressione delle giunzioni strette.

Il butirrato interagisce con le cellule dendritiche dell’intestino CD103+,  stimolando il recettore di superficie delle cellule GPR109a, che consente a questa sottopopolazione di cellule dendritiche tolerogene di innescare la proliferazione e l’espansione di linfociti T regolatori (Tregs)  nei linfonodi mesenterici – in sostanza, aumenta la tolleranza orale, cioè quel meccanismo fondamentale che permette di far entrare nell’organismo materiale nutritivo, ma estraneo (non self)  alla nostra natura, “spegnendo” la risposta infiammatoria.

Inoltre, il butirrato induce la produzione di IL-8 a livello dell’epitelio del colon, che ha la funzione di rafforzare la tolleranza nei confronti dei batteri commensali e di promuovere l’omeostasi dell’ecologia intestinale – la massa microbica che alberga nel nostro intestino, per via del suo carico antigenico e tossinico, è una potenziale minaccia per la nostra salute se non vi fossero dei meccanismi regolatori che frenano e modulano la risposta di difesa del sistema immunitario enterico; nelle malattie infiammatorie croniche intestinali (IBD), come il Crohn e la rettocolite ulcerosa, pare che questo “freno” venga perso, scatenando una reazione infiammatoria continua e distruttiva.

Infine, il butirrato è anche in grado di migliorare il metabolismo della vitamina A, che a sua volta induce un aumento delle cellule dendrite CD103+ (fondamentali per la tolleranza orale) e un aumento di cellule  Tregs e IgA, fondamentali per una risposta immunitaria intestinale equilibrata.

 

Interventi per aumentare il butirrato

E’ possibile aumentare i livelli di butirrato nel nostro intestino in diversi modi:

  • consumare alimenti che promuovono la produzione di butirrato a livello intestinale, come semi di lino e di Chia, fagioli e lenticchie, frutti ad alto contenuto di pectina, come mele e bacche,   verdure come aglio e cipolle. I cereali integrali sono anche di supporto, come  l’amido resistente da banane verdi e da patate cotte e raffreddate;
  • consumare alimenti contenenti butirrato. Questi includono formaggi a pasta dura (come parmigiano e pecorino), burro, burro di ghee, yogurt grasso e cibi fermentati, come crauti, sottaceti e tempeh;
  • utilizzare prebiotici commerciali;
  • integrare con butirrato di sodio in capsule;
  • integrare con batteri produttori di butirrato (es. Clostridium butyricum CBM 588).

 

Bibliografia

  • Di Costanzo, M.; De Paulis, N.; Biasucci, G. Butyrate: A Link between Early Life Nutrition and Gut Microbiome in the Development of Food Allergy. Life 2021, 11, 384.
  • Tan J et al Dietary Fiber and Bacterial SCFA Enhance Oral Tolerance and Protect against Food Allergy through Diverse Cellular Pathways. Cell reports 15, issue 12, p2809-2824, june 21, 2016.

 

Dr Francesco Perugini Billi©copyright

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