AGRICOLTURA BIOLOGICA E QUALITÀ NUTRIZIONALE: BENEFICI DEI POLIFENOLI ALIMENTARI SUL MICROBIOTA INTESTINALE UMANO

Cosa differenzia l’agricoltura biologica da quella convenzionale? Perché la riscoperta dell’agricoltura biologica può essere un input per uno stile di vita sano? Lo scopo di questa revisione è fornire un quadro generale sull’importanza dell’agricoltura biologica nell’incremento della biodisponibilità dei polifenoli, necessari per un corretto sviluppo del microbiota intestinale umano, in altre parole l’insieme dei microrganismi che popolano il nostro tratto gastrointestinale. La produzione alimentare biologica ha un impatto differente sulla salute umana rispetto a quella convenzionale: per agricoltura convenzionale si intende una produzione intensiva caratterizzata da elevati apporti di pesticidi sintetici, fertilizzanti minerali e un’elevata percentuale di mangimi industriali; dall’altro lato, l’agricoltura biologica prevede l’utilizzo di fertilizzanti organici come letame di cortile, compost e fertilizzanti verdi, mentre alcuni composti minerali inorganici vengono utilizzati come integratori, ad esempio, l’utilizzo dell’azoto (N) è limitato a 170 kg/anno (1). 

Nell’agricoltura biologica sono ammessi alcuni tipi di pesticidi, ovvero quelli relativamente poco preoccupanti dal punto di vista tossicologico per il consumatore finale, in quanto non sono associati ad alcuna tossicità identificata e perché fanno parte di una corretta alimentazione per l’uomo. Un’eccezione è data dal rame, un nutriente essenziale per le piante, l’uomo e gli animali, anche se ad un’alta concentrazione rimane tossico. Gli alimenti ottenuti mediante coltura biologica contengono una quantità maggiore di sali minerali e sostanze antiossidanti, quali vitamina C, polifenoli e flavonoidi. Ad avvalorare questa tesi è uno studio condotto, nel 2021, da Klaudia Kopczynska et al. che ha indagato le caratteristiche sensoriali, le concentrazioni di zuccheri e i composti polifenolici bioattivi selezionati che promuovono la salute della zucchina biologica rispetto a quella coltivata con metodo convenzionale. Dalla ricerca è emerso che i frutti coltivati con metodi biologici contengono quantità significativamente più elevate di polifenoli, come acido gallico, acido clorogenico, acido ferulico e quercetina-3-0-rutinoside rispetto ai frutti convenzionali (2). 

Negli ultimi anni è stato dimostrato quanto i polifenoli presenti negli alimenti si comportino da veri e propri prebiotici, vale a dire molecole bioattive in grado di modificare la composizione del microbiota intestinale umano. Per mantenere il nostro intestino in salute e in equilibrio è importante capire da cosa è costituito, conoscere il suo funzionamento e come nutrirlo. Il tratto gastrointestinale (GI) è abitato da molte specie batteriche, fungine e virali, che interagiscono con l’ospite. Circa il 90% del microbiota intestinale è costituito da 2 phyla dominanti che sono Bacteroidetes e Firmicutes; il restante 10% del microbiota è rappresentato da 5 phyla subdominanti che sono Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria, Cyanobacteria e Verrucomicrobia.  Il processo di colonizzazione microbica intestinale comincia durante la gravidanza e prosegue anche dopo il parto. Inizialmente il microbiota del neonato è instabile ed è costituito da poche specie microbiche, ma questa bassa diversità tende a stabilizzarsi dopo i primi 2-4 anni di vita extra-uterina. Fattori genetici e molteplici fattori ambientali, come l’uso di antibiotici e probiotici, lo stile di vita e la dieta, possono influenzare in modo significativo la composizione del microbiota intestinale, alterandone la biodiversità e innescando una condizione di disbiosi, interrompendo in tal modo l’equilibrio intestinale (3). È di fondamentale importanza che si instauri un rapporto di simbiosi tra ospite e microbiota intestinale, in quanto questo influisce sulla salute dell’organismo e sulla crescita e progressione di varie malattie, tra cui l’obesità, il diabete mellito di tipo 2, le malattie infiammatorie intestinali e i disturbi neurodegenerativi. 

La biotrasformazione dei polifenoli nell’intestino 

Negli ultimi anni sono stati condotti diversi studi invitro (in provetta) e alcuni studi in vivo (in un organismo vivente) che si occupano dei benefici dei polifenoli sul microbiota intestinale umano. I polifenoli non sono altro che un gruppo di sostanze fitochimiche bioattive che si trovano in varie parti delle piante, come steli, foglie, fiori, radici e polpa. In natura sono state identificate più di 8.000 forme polifenoliche, le quali vengono suddivise in base alle loro strutture chimiche in: flavonoidi (flavoni, isoflavoni, flavonoli, flavanoni, flavanoli, antociani) e polifenoli non flavonoidi (acidi fenolici, xantoni, stilbeni, lignani, tannini). Le fonti principali di polifenoli per l’uomo sono la frutta, la verdura, i legumi secchi, i cereali, le noci, le bevande e i prodotti a base di erbe (4). Essi possiedono proprietà antiossidanti e antinfiammatorie, ma sono anche importanti substrati nutrizionali in grado di modulare la risposta immunitaria. Nonostante il loro effetto benefico per l’organismo umano, i polifenoli hanno una biodisponibilità bassa nel nostro corpo, in quanto solamente il 5-10% viene assorbito a livello dell’intestino tenue, mentre circa il 90% arriva direttamente al colon, dove viene metabolizzato dalla microflora batterica intestinale, producendo composti fenolici bioattivi a basso peso molecolare, in grado di essere assorbiti a livello intestinale (4). Pertanto, gli effetti benefici dei polifenoli sull’ospite dipendono essenzialmente da come essi vengono “digeriti” da parte del microbiota intestinale. 

Dalla letteratura scientifica sappiamo che i nostri batteri intestinali metabolizzano il resveratrolo, una molecola che viene naturalmente prodotta da varie piante (vite, more e cacao), producendo un composto bioattivo con proprietà anti-tumorali e antiossidanti. Il vino rosso rappresenta la bevanda con la più elevata quantità di resveratrolo; questo è dovuto al lungo processo di macerazione della buccia degli acini nel vino, che permette di estrarre la molecola in maggiore quantità e all’assenza di ossigeno nella bottiglia che previene l’ossidazione della molecola. Nel 1996 il resveratrolo è stato identificato come il primo composto di origine nutrizionale ad avere un’influenza con la progressione dei tumori proprio per la sua capacità di inibire le tre fasi che portano allo sviluppo del cancro: l’esordio, la mutazione e la diffusione. Quindi, il resveratrolo è da considerarsi una sostanza anti-tumorale con meccanismo d’azione simile a quello di vari farmaci di sintesi usati per limitare la crescita delle cellule tumorali. Uno studio condotto da Cardona et al ha evidenziato come il resveratrolo, a livello del colon, viene “digerito” da parte dei batteri intestinali in piceide, il quale mostra una maggiore biodisponibilità e attività antiossidante rispetto al resveratrolo stesso (5). 

Impatto dei polifenoli sul microbiota intestinale 

Negli ultimi anni sono stati portati avanti notevoli studi sperimentali che descrivono come i polifenoli si comportino da veri e propri prebiotici, ossia sostanze non digeribili di origine alimentare che influenzano la crescita e la funzione dei batteri intestinali. Ad esempio, Ma et al., in una revisione sistemica, hanno suggerito che i polifenoli incrementano di circa il 56% i Bifidobacterium e di circa il 22% i Lactobacillus, batteri che contribuiscono a migliorare i disturbi gastrointestinali, come diarrea e stitichezza. La stessa meta-analisi, ha mostrato che i polifenoli di origine alimentare, come i flavanoli del cacao e del tè possono sopprimere, a livello intestinale, la crescita del Clostridium Histolyticum e Perfringens, batteri patogeni comuni. Il Clostridium Histolyticum procura malattie infiammatorie intestinali, come la colite ulcerosa e il Morbo di Crohn; mentre il Clostridium Perfringens da origine a tossine ed enzimi idrolitici, che contribuiscono all’insorgenza e allo sviluppo di malattie gastrointestinali, enterocolite necronizzante e cancro al colon (6). Sono tanti gli studi che esaminano i potenziali effetti dei polifenoli contro i microrganismi patogeni. Tuttavia, sono pochi che dimostrano l’influenza dei polifenoli sulla crescita e l’attività dei patogeni che abitano lungo il nostro intestino. I più efficaci inibitori della crescita di questi microrganismi sono i polifenoli del tè verde e nero. È stato osservato che i componenti bioattivi del tè (catechina, epicatechina, epigallocatechina e gallocatechina) inibiscono la crescita di alcuni batteri patogeni, tra cui Helicobacter pylori, Staphylococcus aureus, E. Coli 0157:7, Salmonella typhimurium DT104, Listeria monocytogenes, virus dell’influenza, virus dell’epatite C, HIV e funghi come la Candida (6). C’è da dire sicuramente che le proprietà benefiche del tè sono da correlare ai processi di trasformazione che la pianta subisce. Il tè verde subisce meno lavorazioni, in quanto ancora oggi la produzione avviene soprattutto in modo artigianale. 

L’agricoltura è uno dei tanti settori responsabili delle emissioni di gas serra e del cambiamento climatico. Pertanto, è necessario orientare lo sviluppo agricolo verso metodologie che rispettino di più l’ambiente, come l’agricoltura biologica, che protegge le risorse naturali basando la sua attività sull’utilizzo di fertilizzanti naturali, metodi fitosanitari non chimici e diverse rotazioni delle colture. Gli studi scientifici mostrano come i due tipi di sistemi agronomici hanno un impatto significativo sulla composizione chimica delle colture, in particolare si hanno differenze significative nei residui di pesticidi e nel contenuto di polifenoli dei prodotti biologici rispetto a quelli convenzionali (2). Con questa revisione ho voluto mettere in evidenzia l’importanza degli effetti dei polifenoli sul rimodellamento del microbiota intestinale. Infatti, come sopra citato i polifenoli alimentari e i loro metaboliti bioattivi esercitano effetti prebiotici, creando un equilibrio della microflora batterica intestinale, andando a stimolare la crescita di batteri benefici e inibendo quella dei patogeni responsabili di importanti patologie per l’uomo. 

Bibliografia 

• Axel Mie, Helle Raun Andersen, Stefan Gunnarsson, Johannes Kahl, Emmanuelle Kesse-Guyot, Ewa Rembiałkowska, Gianluca Quaglio and Philippe Grandjean. Human health implications of organic food and organic agriculture: a comprehensive review. Environmental Health (2017) 16:111
• Klaudia Kopczynska, Dominika Srednicka-Tober, Ewelina Hallmann, Jacek Wilczak, Grazyna Wasiak-Zys, Zdzisław Wyszynski, Katarzyna Kucinska, Aneta Perzanowska, Paweł Szacki, Marcin Baranski, Paulina Gawron, Rita Góralska-Walczak, Ewa Rembiałkowska and Renata Kazimierczak. Bioactive Compounds, Sugars, and Sensory Attributes of Organic and Conventionally Produced Courgette- Foods 2021, 10, 2475
• (D) Aleksandra Duda‑Chodak · Tomasz Tarko · Paweł Satora · Paweł Sroka. Interaction of dietary compounds, especially polyphenols, with the intestinal microbiota: a review- Eur J Nutr (2015) 54:325–341
• Andy W.C. Man, Yawen Zhou, Ning Xia and Huige Li. Involvement of Gut Microbiota, Microbial Metabolites and Interaction with Polyphenol in Host Immunometabolism. Nutrients 2020, 12, 3054. [PubMed]
• Fernando Cardona, Cristina Andrés-Lacueva, Sara Tulipani, Francisco J. Tinahones, María Isabel Queipo-Ortuño. Benefits of polyphenols on gut microbiota and implications in human health. ScienceDirect. Vol 24, N. 8, 2013, Pag. 1415-1422.
• Xiaofei Wang, Yue Qi e Hao Zheng. Dietary Polyphenol, Gut Microbiota, and Health Benefits – Antioxidants 2022, 11, 1212